显微摄影:令人震撼的微观之美

作者: 张丽君

来源: 《科学世界》

发布日期: 2024-04-29 18:31:00

本文通过电子显微镜展示了多种生物结构的微观图像,包括蒲公英的种皮、牵牛的花粉、萌发的拟南芥花粉、蕨类植物的孢子囊群、蝴蝶的鳞片、蚜虫、果蝇的复眼、张开的果蝇口器以及菟丝子寄生截面图,展现了微观世界的精妙。

电子显微镜促进了人们对自然的探索。材料中原子影像的获得、细胞中细胞器的发现等,都离不开电子显微镜。本文展示了电子显微镜下的一些生物结构,让我们一起体味微观世界的精妙吧~

蒲公英的种皮

蒲公英(Taraxacum mongolicum)是菊科蒲公英属的草本植物,属于典型的风媒传粉植物。它的种子上有白色冠毛形成的伞状结构,可以借助风力携带种子长距离传播。电镜下的蒲公英种子表面布满类似瓦片状排列的表皮细胞,表皮细胞上有蜡质结构以及密密麻麻的蜡质颗粒。

牵牛的花粉

牵牛(Ipomoea nil)是旋花科番薯属一年生草本植物,在中国大部分地区都有分布,因为花长得像喇叭,所以也被叫作“喇叭花”。牵牛的花粉呈球形,表面由五边形或六边形相连的外壁组成,每个五边形或六边形内可见辐射状纤维,顶点上有大的刺状凸起,这种形态有利于花粉黏附到蜜蜂等昆虫身上,属于虫媒花的特点。粉色凸起为雌蕊顶端的乳突细胞,是最先接触到花粉的结构。

萌发的拟南芥花粉

拟南芥(Arabidopsis thaliana)是研究植物生物学的经典模式生物。拟南芥的花粉呈长椭球形,具有三个萌发沟。花粉萌发后,花粉管会从萌发沟中长出,并沿着柱头上的乳突细胞长入雌蕊内部,精细胞会沿着花粉管深入雌蕊的子房,并在这里完成受精。通常情况下,花粉只会萌发出一个花粉管,即使有多个花粉管萌发,最终也只有一个花粉管伸长。

蕨类植物的孢子囊群

某些蕨类植物会在叶片背部或边缘形成孢子囊的聚集体,称为“孢子囊群”,肉眼观察大多是棕色、黄色和黑色等的颗粒状结构。孢子囊群是由多个孢子囊组成的,每个孢子囊内装着大量的孢子。孢子囊破裂后将孢子喷射而出,四散传播。图中红色球状部分是孢子囊的囊蒴,绿色部分是保护孢子囊的囊群盖。图中有些孢子囊已经释放了孢子,只剩下破裂的孢子囊。

蝴蝶的鳞片

触摸蝴蝶翅膀时会掉落一些细小的粉末,这些粉末是蝴蝶的鳞片。蝶翅美丽多样的花纹就是由鳞片产生的结构色形成的。电镜下的鳞片就像屋顶的瓦片一样整齐地排列在蝴蝶翅膀表面。本图是金斑蝶(Danaus chrysippus)翅膀的照片。

蚜虫

这是一幅蚜虫的肖像,蚜虫是一类昆虫(蚜总科)的统称。从图片中可以看到蚜虫的复眼(紫色)、触角、足(棕色)以及口器(蓝色)。蚜虫是典型的具有刺吸式口器的昆虫。刺吸式口器由外侧的喙和内部的口针组成,喙为保护结构,口针则是取食的工具,蚜虫靠它刺入植物组织吸食汁液。图中蚜虫的喙前侧破损,暴露了内部的口针。

果蝇的复眼

果蝇科是双翅目芒角亚目的小型蝇类,体长只有几毫米,比苍蝇要小得多。杨梅经盐水浸泡后爬出的白色小虫,就是果蝇的幼虫。果蝇的复眼由上千只单眼组成,它们像蜂巢一样排列有序,整齐划一。复眼间遍布刚毛(黄色),刚毛的作用与人眼的睫毛类似,是保护复眼的结构。但并不是所有昆虫的复眼都长着刚毛,也有大量的昆虫复眼没有刚毛的保护。

张开的果蝇口器

果蝇的口器比果蝇的复眼结构更为复杂。果蝇的口器由两片“唇”组成,吃东西时,会将两片唇张开,伸到食物表面舐吸汁液,所以也称其为舐吸式口器。不同于蚜虫的刺吸式口器,果蝇的口器内部遍布沟槽和锯齿状凸起(红色),方便舐食食物。

菟丝子寄生截面图

菟丝子(Cuscuta chinensis)是一年生寄生草本植物,在中国大部分地区都有分布。菟丝子缺乏叶片、根和足够的叶绿素来维持自身营养,它会利用一种叫做“吸器”的器官来吸取寄主的养分。右图是菟丝子寄生其他植物的截面图,菟丝子(黄色)已经侵入寄主(红色)的木质部,与寄主长到了一起。

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