Охота на микропришельцев: Первое плавание

Если у вас есть несколько миллиардов лишних долларов, доступ к ракетам, огромные средства электронного мониторинга, самоотверженность тысяч ученых и техников, а также множество время и терпение, тогда вы, возможно, сможете запустить космический зонд на Марс, собрать несколько очень дорогих образцов, и , возможно, , с большим удачи найти некоторые намеки на возможные окаменелые формы жизни очень примитивного Однако вам также придется инвестировать в пару электронных микроскопов на данный момент, но это всего лишь мелочь после всех денег, которые у вас есть уже потрачено.

К счастью, есть более простой способ и один, который, на мой взгляд, более захватывающий, хотя, конечно, многие люди были бы очень рады найти на Марсе окаменелые бациллы туберкулеза. Для тех из нас, кто имеет более скромные средства, пара микроскопов малой мощности препаровальный микроскоп и стандартный составной микроскоп¹мелкая сетка сеть или две, несколько банок для варенья, несколько предметных стекол, покровных стекол и чашек для культивирования и мы готовы отправиться на охоту за одними из самых удивительных организмов на планеты и, самое главное, очень высока вероятность того, что некоторые этих существ можно найти в пешей доступности или на коротком велосипеде поездка.


Амеба обыкновенная

Одно из чудес микроскопического организмов заключается в том, что их можно найти почти везде, но они часто находятся в состоянии покоя или замаскированы и требуют некоторого поощрения, чтобы появиться. А проба ила со дна пруда или проба гравия со дна озера иногда производят амеб. Несколько зерен вареной пшеницы добавление к образцу обеспечит пищу, и многие организмы появятся над следующие несколько дней². Крупные амебы встречаются редко, но когда кто-то это делает, стоит потрудиться, чтобы изолировать некоторых и начать несколько культуры. Каждый начинающий студент-биолог видел рисунки и фотографии амебы, но ничто не заменит наблюдения за живыми экземплярами. Два лет назад я нашел несколько экземпляров

Amoeba proteus в среднем размером около 600 микрон. Я взял образец из озера высотой 8000 футов и поместил кусочек в часовое стекло и рассматривал образец под мой стереомикроскоп. Я хотел получить довольно близкий взгляд, поэтому Я увеличил увеличение примерно до 60x. С годами я смотрел у множества мелких амеб, но с составным микроскопом. Глядя на крупная амеба под стереомикроскопом — совсем другое дело.


Амеба

Мы склонны думать об амёбах как о двухмерный, так что когда вы увидите псевдоподиум, то другой, и очередное расширение вверх на вас, вы должны переосмыслить весь свой образ амебы. Представьте себя микронавтом, ныряющим с аквалангом, размером из Colpidium , небольшого простейшего реснитчатого, и это произошло примерно в днем, когда вы забрели в лабораторию профессора Мориарти и позволили убедить вас опробовать его новый редуктор, другими словами, вы имеют длину всего около 60 микрон или только 1/10 длины амебы и его объем по сравнению с вашим огромен. Это не тварь, которую вы хотите подойти слишком близко. Вы уже заметили, что псевдоподий может внезапно «вспыхнуть» и рвануть вверх, наружу и вперед, и если вы не осторожно, вы можете внезапно оказаться запертым в пузыревидной пищевой вакуоли.

пищеварительные соки начинают атаковать ваш акваланг. это не только эти псевдоподиальные всплески, которых вам нужно остерегаться, так как вы можете быть достаточно быстрым, чтобы отступить в самый последний момент, но поверхностная оболочка амеба покрыта мельчайшими щупальцеобразными структурами и липкая а также, так что вы можете сначала избежать псевдоподиального всплеска, а затем обнаружить вы прилипли к другой части поверхности, которая отреагировала, начав неумолимо сомкнуться вокруг тебя. И это от организма без нервной система!


Колпидий

Микромир — это тот мир, который мы иногда склонны считать довольно простыми, но только потому, что мы так мало знакомы с этим. Здесь нас окружают биохимические и биофизические реакции в масштабе, очень отличном от нашего мира. Микромир – это мир, в котором несколько молекул, взаимодействующих или не взаимодействующих, могут иметь значение между жизнью и смертью.

Пока ваше внимание занято избежать гигантского аморфного сгустка амебы, который должен был послужил источником вдохновения для двух научно-фантастических фильмов класса B под названием Капля ты окажетесь в сильном течении, которое внезапно освободит вас, оставляя у вас впечатление, что вас только что пропустили через блендер на высокой скорости.

Будучи размером с Colpidium , вы только что избежали превращения в обед для нагула Paramecium . Парамеции питаются преимущественно бактериями. и очень крошечные жгутиконосцы и инфузории и часто выглядят как гиперактивные дети, нуждающиеся в дозе риталина.


Парамеций

Парамеции настолько широко распространены и настолько изобилии, что мы склонны не замечать их или принимать как должное. Они настолько легко выращивать в больших количествах, что ошеломляющее количество по ним были проведены исследования, и существует тенденция рассматривать их как не только обычные, но и типичные для инфузорий простейшие. Здесь нужно напомнить себя из нескольких основ:

1) Типичных простейших нет.

2) Типичных инфузорий нет.

3) Парамеции странные и если есть были прототипом инфузории,

Paramecium уж точно не были бы моими первый выбор.

Возможны значительные различия по размеру как внутри данного вида, так и между видами. Например, Parameciumcaudatum , вероятно, самый распространенный вид, его длина варьируется от 175 до 300 микрон. P. trichium может иметь размер всего 50 микрон и P. multimicronucleatum может вырасти до 350 микрон. Парамеции имеют один крупный макронуклеус. и от 1 до 8 микроядер, в зависимости от вида. У них тоже обычно две сократительные вакуоли, но у некоторых их может быть до семи. сократительный вакуоли регулируют давление и концентрацию солей в организме выводя лишнюю воду, полученную во время кормления. Они имеют отличительный похожий на цветок с шестью лепесткообразными каналами, входящими в центральный сферическая вакуоль, имеющая пору, которая соединяется с наружной поверхностью Парамеций. Когда сфера достигает определенного давления при расширении, поры открываются, и лишняя жидкость выбрасывается в окружающую среду. вода.

P. bursaria , довольно мелкая вид, легко отличить, потому что он ярко-зеленый из-за присутствия симбиотических водорослей рода Chlorella . Эта договоренность превращается оказалось очень хорошим преимуществом для P. bursaria . Хлорелла производить пищу фотосинтетически, и этот Paramecium получает преимущество побочных продуктов метаболизма в качестве источника пищи для себя. Хлорелла выгода от P. bursaria поддерживает надлежащий баланс солнечного света. р. bursaria , однако, имеет огромное преимущество и может стать очень неприветливый хозяин. Если культуру поместить в темное место на длительное время, р. bursaria начинает переваривать

Chlorella , если другие источники пищи не адекватны.


Spirostomum (в сжатом состоянии)

Пока вы были заняты Сзади приближается Парамеция, китообразный микромира, Spirostomum ambiguum В 40 раз больше вашей длины! Настоящий микро-кит. Это гигантское существо узкое и лентовидное, и, к счастью для вас, питается бактериями и очень мелкими простейшими. Когда он скользит мимо вас, вы мельком увидеть огромную заднюю сократительную вакуоль, которая занимает почти на четверть длины этого левиафана, как вдруг вы обнаружите вас снова толкают и кувыркаются в воде. Спиростомум сократился и теперь составляет только около 1/3 своей первоначальной длины. Когда ты бьешься вокруг вас выталкивает на остров с каким-то тонким, прозрачным, но крепкие стволы деревьев, и ты хватаешься за один из них и смотришь, как Спиростомум

медленно растягивается до своего полного великолепного размера.

Просто как вы готовы отдохнуть, «ствол дерева», на котором вы были цепляние начинает вибрировать и трястись, а затем извивается, как змея. Когда вы смотрите вверх и видите что-то вроде перевернутого прозрачного колокольчика стягивается катушкой вниз. Это контракт Vorticella . Этот это мир, в котором сокращение может означать выживание. Первый посвященный микроскопист, голландский драпировщик и шлифовщик линз Энтони ван Левенгук, был первым, кто описал эти удивительные организмы. С помощью своего гениального однолинзовых микроскопов, он смог открыть миры, которых не было ни у кого. когда-либо рискнул в прежде. Жадное любопытство этого человека изменило мир способами, о которых он и мечтать не мог. Он был не ученым, а человеком чье страстное желание исследовать микромир создало это благородное существо микроскопист-любитель. Сегодня, со всеми высокотехнологичными методами визуализации, сейчас модно считать микроскописта-любителя дилетантом, простым любитель, дилетант. Вплоть до первой половины 19 в.век, биология добилась многих успехов благодаря вкладу любителей. Даже сегодня любитель может внести значительный вклад, поскольку многие аспекты огромного микромира до сих пор лишь спорадически изучены и до сих пор мало изучены.

Но вернемся к Vorticella . Когда стебель полностью сжался, у вас есть возможность заглянуть внутрь колокольчик и наблюдать за текущей протоплазмой и мельком увидеть огромное ядро ​​в форме буквы «С», которое проходит почти сверху вниз колокола. Колокол Vorticella начинает удаляться и вы замечаете толстую фибриллу, которая проходит по всей длине стебля и который функционирует по существу подобно мышце.

Когда вы начнете изучать маленькие остров, на который вы приземлились, вы замечаете, что он состоит из густого спутанного мат из нитей водорослей, как живых, так и мертвых, и большие скопления бактерий, как живые, так и мертвые.

По краям этого «острова» и сверху Кроме того, бесчисленные организмы питаются и размножаются, и что смущает что многие из них больше, чем ваши Colpidium -размер, в т.ч. некоторые бактерии Spirillum , которые, кажется, проникают сквозь воду, как длинные, тонкие, черные штопоры. Однако подавляющее большинство зверей здесь намного меньше тебя и вода кажется густой, такой густой населен крошечными жгутиконосцами, инфузориями, водорослями, амебами и бактериями. живой суп!

По мере привыкания постепенно к этому изобилию жизни, с вашего насеста на насыпи нитчатых водорослей, вы видите большую инфузорию, быстро плывущую к острову, и это удивительного насыщенного розового цвета. Вдоль одной стороны переднего конца длиннее реснички и отчетливая ротовая мембрана, которая простирается примерно на 1/3 длины тела. Этому удивительному существу Блефаризма и как вы смотрите он плывет к вам, появляется, видимо из ниоткуда, еще один Blepharisma , в три раза больше первого, к которому он подтягивается и медленно поглощает в своем огромном цитостоме (роте).

Это существо — великан-каннибал и представляет для вас реальную угрозу. Никто не уверен в точных механизмах участвуют, но при определенных условиях Blepharisma образуют гигантов и питаются себе подобными. Пигмент уникален и поэтому имеет название блефаризм. Это фотоактивный пигмент, что означает, что организмы используйте его, чтобы поддерживать правильное положение в толще воды, чтобы избежать сильный солнечный свет, который может активировать пигмент таким образом, что сделать его токсичным, а при длительном воздействии интенсивного света даже смертельным.


Эвглена

К счастью, Блефаризма ищет более крупную и питательную добычу и игнорирует вас. На расстоянии вы видите длинное, узкое, зеленое трубообразное существо, приближающееся довольно вяло, медленно вращаясь в воде, увлекаемый короткой хлыстообразной структурой хлещущий по воде жгутик. Это существо примерно в 7 раз больше пока вы и есть Euglena оксиурис . Он наполнен зеленые дисковидные хроматофоры, содержащие хлорофилл, с помощью который фотосинтетически производит пищу, а жир и масло хранятся в двух более крупных яйцевидных телах, называемых парамиловыми телами. Но особенность, которая привлекает ваше внимание — это глубокое насыщенное красное пятно или клеймо, расположенное очень ближе к передней части организма.

Чуть выше Euglena , a меньший, близкий родственник, извивающийся по воде, изящное существо который выглядит как зеленый лист со жгутиком примерно на две трети его тела длины и один ярко-красный циклопический глаз, блестящий, как миниатюрный Рубин. Это милое создание принадлежит к роду Факус и хорошо стоит искать в холодной воде ранней весны.


Лакримария цветная

Другой ярко-розовый Блефаризма проходит мимо, и пока вы любуетесь всеми контрастными цветами, он вдруг начинает дергаться и с одной стороны не хватает куска и область пропускает протоплазму. Вы поймали первый удар только из краем глаза, но как вы смотрите, голова с разинутым ртом, на длинной змеиной шее снова ударяет и вырывает из Blepharisma , который уплывает как можно быстрее. Существо который так ужасно кормился, теперь выходит из своего укрытия место в обломках, и вы чувствуете, что вас сбросили в Лох-Несс. Тело длинное, каплевидное, на переднем конце длинная шея. головка с пучком ресничек, в 2—3 раза длиннее туловищных ресничек. Этот монстр Лакримария цвет , слеза лебедя. Как это уплывает, вы замечаете других Лакримария все еще стоит на якоре в соседнем осколки и пока вы смотрите, один из них вытягивает голову и вытягивает шею выходит в 2, потом в 5, потом в 7, потом в 10 раз больше длины тела! Этот замечательный существо является одним из самых очаровательных обитателей микромира.

Просто когда вы думали, что ваш A.Q. (Коэффициент удивления) достиг пика, из-под той же груды обломков возникает колоссально длинный (2000 микрон!) бледно-голубое трубообразное существо, которое при смещении света становится прекрасным пурпурно-розовым цветом, а затем снова становится бледно-голубым. Этот организм обладает дихроичным пигментом; то есть какой из два цвета, которые вы видите, зависят от угла падения света. Это простейшее гигант имеет подходящее родовое имя Stentor и его видовое название голубоватый . Этот род замечателен во многих отношениях, что профессор Вэнс Тартар смог написать целую книгу о Stentor , содержащую множество предложений для дальнейших исследований, выходящих за рамки его собственных обширных исследований. На своем задний кончик, S. coeruleus имеет специальную органеллу, называемую фиксатором. предназначен для прикрепления к субстрату. Он имеет цепное ядро, как нить бус, идущая почти на две трети длины тела. Он сократительный и при нарушении часто превращается в почти шар. принимает форму, отпускает свою хватку и отправляется в плавание, чтобы поесть или найти новую место для якоря. Но, пожалуй, самая странная грань этого любопытного существом является его причудливая способность регенерировать странным образом деформированным образом. В связи с этим S. coeruleus скорее похож на пространственно дислектичного архитектор. Когда условия начинают становиться менее желательными, например, довольно ограниченные запасы пищи, много продуктов жизнедеятельности других организмов, особенно бактерий, то S. coeruleus начинает продуцировать значительные количество «монстров». Не раз я сталкивался образцы, которые я оставил лежать в течение недель или месяцев, которые были полны образования монстров. Некоторые из этих странных, обрезанных фрагментов вы вряд ли признать как что-либо производное от S. coeruleus , если бы не контрольный синий пигмент, stentorin, который уникален. Но жизнь никогда легко, и есть другие виды Stentor , которые также производят монстров образования и не имеют стенторина в качестве идентификатора.

Существует ряд простейших, которые производить монстров, включая нашего старого знакомого Paramecium ; но, от по моим наблюдениям, S. coeruleus держит рекорд. Иногда там немного больше, чем щепотка синей протоплазмы с несколькими ресничками и около 1/10 размера обычной Стентор . Только немного ядра, нет цитостома, нет вакуолей. Этому маленькому шарику предстоит пройти некоторая обширная регенерация или смерть. Шансы почти наверняка на смерть. Эти монстры принимают всевозможные странные формы и имеют разную степень дефицита органоидов. Вот интересный проект для кто-то, кто заинтригован сложными проблемами.

Среди этих размышлений, ваш кислородный баллон с аквалангом срабатывает, сигнализируя, что вам пора вернуться на поверхность и в макромир. Вы плывете к вершине вода в чашке для культивирования и там профессор Мориарти вытаскивает тебя воды пипеткой Пастера и помещает вас в камеру изменения размера. Вы устали, но в приподнятом настроении и уже предвкушаете очередное путешествие в микромир.

Комментарии автору Комментарии автору отправлены через нашу страницу контактов с указанием URL страницы плюс : (‘rhowey’,»)»>Richard Хоуи приветствуются.

Щелкните ссылки ниже, чтобы прочитать вторую часть и три:
Охота микропришельцы: второе путешествие
Охота микропришельцы: третье и последнее путешествие

Сноски
Я настоятельно рекомендую, чтобы оба микроскопа были бинокулярными. Сокращение при зрительном и мышечном напряжении в целом повышенная четкость изображения, и повышенное значение по сравнению с монокуляром при обновлении или обмене, сделайте дополнительные инвестиции вполне оправданы. Качественный микроскоп это прочный инструмент и при небольшом уходе прослужит много лет, поэтому следует думать о затратах как о разбросанных по нескольким годам. При покупке хороший восстановленный инструмент, можно заработать еще больше.

² Есть две причины для варки зерен пшеницы: 1) это делает питательные вещества более доступным и 2) помогает убивать грибковые споры и бактерии и кисты простейших, которые в противном случае могли бы захватить чью-либо культуру.

Кредиты на изображения (с ссылки на статью Micscape, из которой они были получены, для получения дополнительной информации.)
Стив Дурр: Амеба proteus (освещение Nomarski DIC)
Вим ван Эгмонд: чертежи из Амеба , Стентор , Вортичелла ; изображения Spirostomum , стр. фон, анимация инфузории и бактерии Spirillum .
Лиззи Харпер: картины Paramecium и Euglena .
Джеймс Эвартс: Colpidium (косая освещение) .
Кен Джонс: Лакримария цвет из кадра видео (производное изображение, эффект тиснения).

Скрытый мир микроскопической жизни раскрыт на необычных снимках

Извиваясь в грязи, мучной червь может показаться ничем не примечательным. Но если бы ваши глаза могли увеличить личинку жука в сто раз, ее изящное лицо оказалось бы в фокусе. Вы увидите миниатюрные черты, которые кажутся настолько выразительными, что у вас может возникнуть соблазн антропоморфизировать маленького негодяя.

Это знакомая территория для фотографа Яннике Вийк-Нильсен. Ее портреты насекомых, паразитов, бактерий и других исключительно мелких живых существ — часть коллекции, получившей название Скрытый мир — покажите этих существ таким образом, чтобы они меньше походили на «жутких ползучих», как она их называет, и больше походили на персонажей. Она достигает эффекта с помощью сканирующей электронной микроскопии, метода, который дает изображения с высоким разрешением за счет использования электронов вместо фотонов.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Слева :

На этой детали глаза журчалки видны несколько рассеянных зерен пыльцы. «Сложный глаз состоит из множества фасеток, — говорит Вийк-Нильсен, — каждая из которых содержит линзу», которые вместе помогают насекомому ориентироваться и обнаруживать движение.

Справа :

Усики подбоченясь и разинув рот, журчалка (также называемая цветочной мухой или сирфидной мухой) кажется полной индивидуальности, если смотреть вблизи. По словам Вийк-Нильсен, журчалки, распространенные по всему миру, питаются пыльцой и нектаром. «Несмотря на внешний вид, напоминающий ос и пчел, они безвредны для человека».

Фотографии Яннике Вийк-Нильсен

«У электронов длина волны намного короче, чем у световых волн, — говорит она, — что [обеспечивает] гораздо лучшее разрешение, чем в обычном световом микроскопе».

В сканирующей электронной микроскопии сфокусированный электронный пучок захватывает полутоновое изображение образца с высоким разрешением путем сканирования его поверхности. Поскольку луч чувствителен к пыли и воде, это сканирование выполняется внутри высоковакуумной камеры. После того, как Вийк-Нильсен собирает образец, она помещает его в раствор, который помогает сохранить его структуру. Затем она тщательно высушивает образец и наносит на него тонкий слой металла. Это помогает образцу оставаться неповрежденным на протяжении всего процесса визуализации, который занимает всего несколько минут. Когда изображение готово, Wiik-Nielsen использует Photoshop для его раскрашивания. (Посмотрите, как выглядят клещи под сканирующим электронным микроскопом.)

«В зависимости от цели фотографии, — говорит она, — цвета манипулируются, чтобы воспроизвести то, что она может увидеть собственными глазами, или, в других случаях, «цветами можно манипулировать в художественной форме», или

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Left :

— говорит Нильсен, «потому что [они] действуют как единое целое, коллективно работая вместе, чтобы поддержать колонию».0008 Справа :

Вийк-Нильсен нашла эту гусеницу, увеличенную примерно в сто раз, поедающую брокколи в своем саду.

Фотографии Яннике Вийк-Нильсен

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Слева :

Шмели «являются важными опылителями в сельском хозяйстве», — говорит Вийк-Нильсен. Тот, что показан здесь, увеличен примерно в 40 раз.

Справа :

Вблизи мокрица, которую Вийк-Нильсен собрала в своем саду, напоминает персонажа из научно-фантастического фильма. «Мокрицы дышат жабрами, поэтому они обитают только в местах с высокой влажностью, под камнями или бревнами, в опавших листьях или в расщелинах», — говорит Вийк-Нильсен. «[Они] питаются разлагающимися растительными и животными веществами, играя жизненно важную роль в цикле разложения».

Фотографии Яннике Вийк-Нильсен

Шесть лет назад Вийк-Нильсен увлекся электронной микроскопией. В качестве научного сотрудника Норвежского ветеринарного института она изучала икру рыб, зараженную грибком, а также амебу, вызывающую заболевание жабр у выращиваемого на ферме лосося. По ее словам, ее фотографии амебы привлекли внимание биологов и заводчиков аквакультуры института, «которые наконец-то смогли увидеть паразита, с которым пытались бороться». Вийк-Нильсен был очарован способностью микроскопа увеличивать организмы до 200 000 раз, и вскоре он стал предпочтительным инструментом исследования.

Ее любимые предметы — паразиты. Хотя многим людям они могут показаться отвратительными, говорит Вийк-Нильсен, такие вещи, как ленточные и круглые черви, становятся невероятными, если их увеличить под электронным микроскопом. Изображения показывают физические характеристики существ — например, ротовой аппарат или крошечные выступы, называемые микроворсинками, — в мельчайших деталях. (Познакомьтесь с 5 зомби-паразитами, которые контролируют разум своего хозяина.)

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Левый :

Гидроиды ( Echtopleura larynx ), принадлежащие к тому же типу, что и кораллы, актинии и медузы, могут выглядеть «нежными и мягкими. Но будьте осторожны», — говорит Вийк-Нильсен. Организмы, которые часто встречаются прикрепленными к подводным веревкам, буям, мидиям и водорослям, имеют два кольца жалящих щупалец, которые используются для захвата и подчинения добычи.

Справа :

На этом изображении гидроид использует свои щупальца для защиты своих половых почек, называемых гонофорами, от внешней угрозы.

Фотографии Яннике Вийк-Нильсен

Даже кровососущие (и переносчики болезни Лайма) оленьи клещи пленяют Вийк-Нильсен. В ода клещу, которого она встретила, а затем сфотографировала, она написала: «Мне было противно, когда ты приземлился мне на плечо. Ты думал, что я олень, который может спасти тебе жизнь. Вместо этого я был человеком, который мог покончить с твоей жизнью. Теперь, глядя на твое лицо, я чувствую что угодно, только не отвращение.

В дополнение к использованию электронного микроскопа для получения изображений образцов для исследований, Вийк-Нильсен использует его — с разрешения и при поддержке учреждения — для изображения вещей, которые она находит в своем саду или во время прогулок на свежем воздухе со своими двумя маленькими дочерьми.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *