美丽的图片可以激发人们对科学的热情,甚至可以推动科学的进展。
目前,果壳的 “第八日” 艺术家走进实验室 活动正如火如荼的进行着。其实,在实验室工作的科学家们也有一颗喜爱艺术的心。英国 2012 年年度科学图片展的获奖作品,就全部是科研工作者利用日常的实验技术拍摄的画面。这些图片有的写实,有的瑰丽,看起来十足是时尚的艺术画作。 一个获奖者表示,他年少时就是被这种漂亮的画面吸引,才令他投身科研。那些图画让他觉得生命科学如此美妙。
它们是在微观世界中切实存在的艺术。它们是鲜为人知的隐藏世界。它们在诉说生命与医学的奥秘。让我们穿过这个奇幻的画廊,来看一看它们背后的科学故事吧。
第一日: 古老的符号
探险家们穿过沙漠,终于找到了那片失落的遗迹,遗迹的柱子上雕刻着古老的符号。
“咦? 这符号不是个放射性标志吗?” 一个年轻人问道。
“这不是放射性标志,这只是百万年前就已经存在于某种硅藻细胞壁上的花纹。” 一旁的植物学家回答道。
硅藻(Diatom)是一种常见的浮游藻类,它们多数由单细胞构成,细胞外罩着一层非常独特的、由二氧化硅组成的细胞壁。这些细胞壁呈现出不同的图案,也是分辨不同硅藻种类的依据。电镜下的这种海藻的细胞壁,恰好呈现出了这种独特而有趣的图形。
第二日:绿洲
两片相连的绿色半岛漂浮在蔚蓝的海洋上,小岛的中心还有一片清澈的淡水湖。这里是不为人知的世外仙境,是尚未开发的度假胜地……。“这只是一个带藻。”一旁的植物学家说道。
没错,这是名为 Micrasterias denticulata 的带藻,它属于绿藻的一种,是由两个含有独立叶绿体的半细胞(semicells)相连组成的单细胞生物。显微镜下的带藻呈现出完美的镜面对称,它甚至还给自己装饰了非常精致的透明花边。
第三日:旅程
生长—复制—分裂,这是单细胞一生的旅程,也是一切多细胞生物的起源。复杂多样的组织、令人赞叹的美丽动物,都是从这样一个单细胞衍生出来。红色的 DNA 和青色的细胞膜组成了周而复始的螺旋,它们发展而成的复杂个体,又将会拥有怎样的旅程?
第四日:新生
一块金黄色的玛瑙,在灯光下呈现出酷似血管网状的曼妙纹理。中央似有一人,双手合十,低头祷告。这纹理金碧辉煌,惊喜异常,定然是一块罕见的宝石。
“这不就是个小鸡胚胎嘛,” 一旁的发育学家叫道, “那黄的就是血管。”
将黄色荧光染料注入受精两天后的鸡胚胎血管中,等待染料遍布整个胚胎,就可以得到如上图像。丰富的血管网络可以帮助鸡胚更好的吸收蛋黄中的养分。这只小鸡的大脑和头部已经初步成形,头部下面的长条形物体将来会发育成它的身体。
第五日:迁徙
《鸟的迁徙》是一部非常经典而文艺的片子,可是自然界还有那么一种迁徙,令人闻之色变,带着死神的气息。这,就是癌细胞的迁徙。
这张照片所记录的是一次癌症细胞趋化性运动实验。癌症细胞在一排仅容一个细胞通过的毛细管中赛跑,而决定它们移动速度快慢的,是重点线附近含有生长因子 EGF 液体(绿色部分)浓度的高低。生长因子浓度越高,癌症细胞迁徙得越快,这模拟了癌细胞在病人体内扩散的情况。癌症细胞异变增大的细胞核(蓝色部分)给整个画面添加了一丝诡异的色彩。
第六日:花非花
“哇,你看,这个姹紫嫣红的是什么花?好像爆炸开了一样!好漂亮!”
“这不像是花呀,我倒觉得像是我玩最终幻想 XIII 中的水晶。”
“小朋友们,这确实不是花,某种程度上来说倒算是个水晶。这是止泄药的晶体呀。” 路过的药理学家微笑着说。
这张电镜扫描图显示了的洛哌丁胺(Loperamide) 晶体结构。洛哌丁胺是用来治疗痢疾及腹泻的抗蠕动剂,它可以降低小肠的蠕动速度从而使食物和水份在肠内更久的停留。谁能想到,这种普通的止泄药剂会产生如此富有张力的华丽晶体。
第七日:心之窍
这当然是讲笑话。古人用 “心多窍” 来形容聪慧,比如传说贤臣比干心有七窍。但是,现实的我们中如果心脏上真的长出 “窍” 来,那可就是非常严重的心脏病了。
心室间隔缺损(ventricular septal defect ,VSD),通常情况下是由先天缺陷造成的,患者在左心室与右心室之间有一个缺口,使得血液循环无法正常进行。这个缺口被医生们称作 “心脏之洞”(hole in the heart)。这张照片拍摄的,是一例非常罕见的、由外伤引起的心室间隔缺损修复手术。医生正在用牛的补片修补患者心脏上明显可见的洞口。
你害怕打针吗?怕痛吗?或许不久的将来,你去打疫苗时再也不用挨一针了。
这张图片上面的尖刺可不是某种陷阱和机关,而是一种全新的注射工具——“微针”。
微针极其细小,每根针的直径只有 250 微米,高度 700 微米。它们由可降解的生物材料制作而成,排布成阵,针头进入到皮肤后会自动降解,从而释放出其中的疫苗或药物。由于这种微针不会接触到深层神经,所以痛感很小;它们也不会接触血液,避免了重复使用针头造成的疾病传播。也许不久的将来,这种微针就会带来注射科的一次大变革。
【编辑:李洪雷】