早在幾年前，Laurent Formery的海膽圖像在我們的Evident第二屆全球顯微圖像大賽中獲得了榮譽(yù)獎。2023年，他拍攝的海星圖像在Evident第四屆全球顯微圖像大賽中同樣大放異彩，并獲得了全球大獎 —— 一臺配有DP23數(shù)碼相機(jī)的SZX7體視顯微鏡，并成為我們光學(xué)顯微成像比賽中的佼佼者。

這幅由Laurent Formery（美國）拍攝的幼年海星（Patiria miniata）神經(jīng)系統(tǒng)圖像在我們的2022年全球顯微圖像大賽中獲得了全球獎。這張圖像展示了海星的神經(jīng)系統(tǒng)。海星神經(jīng)系統(tǒng)的主要特征是三條長長的神經(jīng)元束，稱為放射狀神經(jīng)索。它們沿著海星五條腕足的中線分布在口部一側(cè)。這五條神經(jīng)索通過環(huán)繞口部的神經(jīng)環(huán)連接在一起。側(cè)向神經(jīng)在神經(jīng)索上有規(guī)律地間隔分布，延伸至每條腕足邊緣。

“令人驚訝的是，海星與脊椎動物（我們所屬的動物門類）關(guān)系密切。然而，乍一看，它們卻與我們大相徑庭。在包含海星及其同類（海膽、海參）的生命樹領(lǐng)域，進(jìn)化頗有些隨心所欲，賦予了這些動物完全不同于我們以及其他相關(guān)動物的五重對稱性。由于它們?nèi)绱伺c眾不同，我們對以下情況知之甚少：它們的神經(jīng)系統(tǒng)如何分布、如何工作、以及與我們相比有何區(qū)別。”Laurent 向我們興奮地講解道：“這張圖片顯示的是使用抗乙�；�-微管蛋白抗體進(jìn)行的全圖免疫染色，該微管蛋白抗體是一種神經(jīng)系統(tǒng)標(biāo)志物。樣本非常大（約1厘米），在共聚焦顯微鏡上以5倍放大率進(jìn)行平鋪掃描拼圖成像。沿動物的口部-肛門軸拍攝了多組z軸圖像堆棧，并使用Fiji軟件進(jìn)行了深度色彩編碼的Z軸投影。這種色彩編碼在圖片上提供了可視的顏色深淺對比，這實(shí)際上對應(yīng)的是熒光信號相對于動物口部一側(cè)（即長有嘴的一側(cè)）的距離。”

拍攝這幅圖像時，Laurent遇到了不少挑戰(zhàn)。“海星不是透明的動物，因此難以用熒光顯微鏡對其進(jìn)行成像。所以，我們很難清晰了解神經(jīng)系統(tǒng)的構(gòu)造。在這張?zhí)厥獾膱D像中，我們使用實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的一種基于水凝膠的透明化方案使海星變得透明。這種透明化處理使我能夠使用熒光共聚焦顯微鏡對整個動物進(jìn)行成像，從而全面了解其神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)。在我迄今為止拍攝的海星和海膽圖像中，這是最令人滿意的一張。這只動物保存得完好無缺。這里沒有灰塵或碎屑，而灰塵或碎屑有時會產(chǎn)生圖像偽影。此外，它也比我通常使用的標(biāo)本大得多。它看起來更像一顆成年海星，這對您了解這張照片有很大幫助。”

Laurent是一名資深的發(fā)育生物學(xué)家，在法國索邦大學(xué)下屬的維勒弗朗什海洋觀測站攻讀博士學(xué)位期間學(xué)會了使用共聚焦顯微鏡。“我很幸運(yùn)能與精致美麗的動物們打交道，所以我自然想要為它們拍下最美的圖像，還它們一個公道。我們的海洋中充滿了各種各樣迷人的動物，我們對它們知之甚少，遑論了解。通過展示這些動物的美，我希望這項(xiàng)研究能夠幫助人們提高對這種多樣性的認(rèn)識，了解為什么我們需要研究它們，最重要的是，要保護(hù)它們。”

值得一提的是，Laurent第一次參加圖像大賽是2020年的Evident第二屆全球顯微圖像大賽。當(dāng)時，他的海膽圖像獲得了榮譽(yù)獎。

顯微鏡下的海膽

顯微鏡是一扇通往不同世界的視窗。它揭示了我們用肉眼無法看到的微小事物之美。“我覺得采集海水樣本（最好使用浮游生物網(wǎng)）特別吸引人，然后在顯微鏡下進(jìn)行觀察。海水中充滿了生命。有些您看到的微小藻類、幼蟲和動物有著令人難以置信的形狀、顏色或形態(tài)。如果沒有顯微鏡，你無從了解這個迷人的世界。顯微鏡還能展示更抽象的事物。在熒光成像中，顯微鏡可以探索具有自身美感的結(jié)構(gòu)，例如神經(jīng)系統(tǒng)。”

“我現(xiàn)在是斯坦福大學(xué)Lowe實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員。我從分子角度研究動物的進(jìn)化，試圖了解古代遺傳系統(tǒng)的改變是如何使解剖結(jié)構(gòu)完全不同的動物群體得以進(jìn)化的。成像是我研究的關(guān)鍵。我通常每周要花大約 10 個小時使用顯微鏡（主要是共聚焦顯微鏡）。我的研究涉及動物身體結(jié)構(gòu)的進(jìn)化。我的研究重點(diǎn)是與我們關(guān)系密切的無脊椎動物，特別是棘皮動物（海星、海膽、海參）。雖然它們的外觀與我們大為不同，但這些動物成體形成所使用的基因工具與我們相同（它們使用相同的建筑基因）。這些相同基因在發(fā)育過程中的連接差異，導(dǎo)致它們的成體解剖結(jié)構(gòu)出現(xiàn)差異。最近，我們一直在研究脊椎動物中形成前后軸的基因如何在棘皮動物中發(fā)生改變，以適應(yīng)其獨(dú)特的五重軸對稱性。這項(xiàng)工作現(xiàn)已作為預(yù)印本發(fā)表，并將很快出版。簡而言之，脊椎動物以前后軸為模式，形成身體的不同區(qū)域，如頭部和軀干。在棘皮動物中，我們發(fā)現(xiàn)只有頭部基因被激活，而軀干基因則完全缺失。在某種程度上，像海星這樣的棘皮動物應(yīng)該被看作是在海底匍匐行走的頭。

EVIDENT第五屆全球顯微圖像大賽已矚目盛啟，如果您也是顯微攝影/攝像專家或愛好者，快來與我們分享您眼中的奇妙微觀世界吧！為了讓更多用戶有機(jī)會參與活動，我們會將活動報名入口開放至2024年5月31日，歡迎點(diǎn)擊此處進(jìn)入參賽頁面參與活動！參賽即有獎，收到投稿信息后，我們會盡快為您寄送參與獎禮品——折疊插頭雙線快充一個！