Изображението на Igor Siwanowicz на зъбни колела на нимфата на растенията спечели 9-то място в международния конкурс за цифрови изображения Olympus BioScapes. Снимката е предоставена с любезното съдействие на Игор Сиванович , HHMI Janelia Research Campus, Ашбърн, Вирджиния.
Игор Сиванович, изследовател в изследователския кампус Janelia Farm във Вирджиния, прекарва работното си време в изучаване на невронната анатомия на водните кончета. Но той посвещава голяма част от свободното си време на природна фотография , и е привлечен от абстрактната красота на животните до микроскопично ниво. Кога той прочете през 2013 г., че учените са открили вид насекомо щиталка с анатомичен еквивалент на механични зъбни колела – първите функционални зъбни колела, откривани някога в природата – Siwanowicz отчаяно искаше да намери и снима такова.
Зъбните колела са открити само в нимфите на растенията, а не във възрастната форма, и са направени от същия материал като екзоскелета на насекомите. Тези специализирани структури, разположени от вътрешната страна на задните крака, позволяват на нимфите да скачат, като синхронизират движенията на задните си крака в рамките на 30 микросекунди един от друг – ако единият крак се движи, другият също го прави – позволявайки на насекомите да се ускорят до около 400 до 500 пъти силата на гравитацията само за две милисекунди. „Те трябва да синхронизират краката си, за да се движат точно по едно и също време, или в противен случай ще тръгнат наляво или надясно, вместо направо, когато скачат“, казва Малкълм Бъроуз, почетен професор по зоология в университета в Кеймбридж в Англия и съпр. -откривател на зъбните колела, намерени във вид наречен Issus coleoptratus.
Друг изглед на зъбни колела на растението. Снимката е предоставена с любезното съдействие на Игор Сиванович , HHMI Janelia Research Campus, Ашбърн, ВирджинияБъроуз подозира, че възрастните хищници нямат зъбни колела, защото ако едно зъбно колело се счупи, насекомите вече не могат да скачат. „Ако сте нимфа, преминавате през четири или пет линения, което ви дава възможност да отгледате нов набор от зъбни колела“, казва той. „Ако си възрастен и зъбно колело се счупи, ти си загинал.“
Растенията са широко разпространени по целия свят и Siwanowicz в крайна сметка шпионира на предната си веранда вид, който, макар и различен от това, което Бъроус е изучавал, също има зъбни колела. Той върна нимфата, която той идентифицира като зелен конусоглав щитовидец, обратно на работното си място, за да я разгледа по-отблизо с помощта на конфокална лазерна сканираща микроскопия, техника за изображения, която използва лазери за сканиране на триизмерни проби.
Siwanowicz първо оцветява растението с две флуоресцентни багрила, които се свързват с хитин (материал в екзоскелета на насекомо). След това лазер възбужда багрилата, така че те излъчват светлина – „това е същият физически феномен, който кара плакатите с черна светлина от 70-те да светят“, според Siwanowicz. Микроскопът, който регистрира тази светлина, направи серия от изображения на малкия екземпляр в още по-малък мащаб, слой по слой. Последната стъпка изискваше цифрово сглобяване на тези изображения в една снимка. Цветовете, които виждате в показаното изображение по-горе, представляват различните начини, по които екзоскелетът на насекомото се свързва с багрилата, отразявайки различни структурни свойства на хитина.
Снимката на Siwanowicz спечели девето място през 2014 г Международно състезание за цифрови изображения Olympus BioScapes . Нещо повече, авторите на оригинала Наука paper са толкова впечатлени от неговите изображения на съоръжения, че са обсъдили бъдещо сътрудничество.