Cell Press年度科学图片,带你看看这个有趣的世界

原创 Cell Press CellPress细胞科学 

虽然你在Cell Press期刊上看到的大多是图文摘要、蛋白质免疫轨迹(Western blot)、折线图和各式各样的方程式,但总有一些作者打破常规,尝试用精美的图片为我们展示其研究工作的趣味所在。自此,我们精心挑选了2020年Cell Press期刊上的一组照片或插图,它们或令人开怀,或引人惊叹,让我们得以从多个角度去观察这个世界。

能感知声音的蜘蛛

图片说明:鬼面蜘蛛的大眼睛。

鬼面蜘蛛因双目巨大、长相可怕而得名。它们昼伏夜出,除了具有令人难以置信的夜视能力,还能听到掠食者和猎物的动静。康奈尔大学的研究人员发现,鬼面蜘蛛虽然没有耳朵,但是它们腿上的毛发和关节感受器可以接收到至少2米开外的声音。研究结果表明,鬼面蜘蛛既能听到被捕食者(昆虫)发出的低频声音,也能听到捕食者(鸟类)发出的高频声音。

图片来源:Jay Stafstrom

Current Biology

将细菌和沙子转化为有生命的混凝土

图片说明:可进行光合作用的蓝细菌在沙子和水凝胶构成的框架中生长并矿化,这种活性材料的强度可以媲美水泥基砂浆。

水泥和混凝土技术问世100年多年来变化不大,但是科罗拉多州的研究人员却彻底改变了建筑材料,赋予了它们生命。该方法结合沙子和细菌,构建了具有结构承载力和生物功能的生物材料。研究团队用沙子和水凝胶制作了一个支架,并让细菌在里面繁殖。水凝胶保留了水分和养分供细菌繁殖、矿化,其过程与在海洋中贝壳的形成相似。研究人员就这样将沙子、水凝胶和细菌结合在一起,创造了一种强度堪比水泥基砂浆的绿色生物材料。

图片来源:科罗拉多大学博尔德分校工程与应用科学学院

Matter

柔软的机械手指捕捉深海水母

图片说明:超柔软机器人和水母。

海洋生物学家已经采用了“扁平机器软指”作为开展海底研究的工具。美国自然历史博物馆的科学家发现,与传统潜水抓手捕捉到的水母相比,这种超柔软的机械手指所抓住的水母,体内应激相关基因的表达显著减少。这款最新的机器人外形就像意式扁面一样。有了这项技术,我们就能以更温和、侵入性更小的方式去收集生态数据。

图片来源:Anand Varma

Current Biology

身形似鸟但只能勉强滑翔的恐龙

图片说明:滑翔中的混元龙(重构图)。

奇异龙(Yi)和混元龙(Ambopteryx)是生活在侏罗纪晚期中国的小型动物,距今大约1.6亿年。其重量不足两磅,属于特殊的兽脚亚目恐龙(theropod dinosaur),而鸟类正是从兽脚亚目恐龙进化而来。尽管奇异龙和混元龙拥有像蝙蝠一样的翅膀,但是这两种小恐龙依然无法飞行,只勉强在它们所居住的树木之间滑行。由于无法与其他树居恐龙和早期鸟类竞争,它们在短短几百万年后就灭绝了。这些发现表明,在现代鸟类出现之前,恐龙便进化出了几种不同的飞行方式。

图片来源:Gabriel Ugueto

iScience

人舌头表面细菌的群落分布

图片说明:图为CLASI-FISH成像得到的舌头表面细菌生物膜图片。人上皮组织形成中央核心(灰色)。其他颜色则表示不同的细菌:放线菌(红色)占据靠近核心的区域;链球菌(绿色)位于外侧,并以条纹状延展至内部。其他类群(罗氏菌:青色;奈瑟氏菌:黄色;韦永氏球菌:品红色)则呈聚集或条纹状分布,表明它们是从中央核心向外生长的。

福赛思研究所(The Forsyth Institute)和哈佛大学口腔医学院的科学家们使用最新开发的荧光成像技术,绘制了人类舌头上微生物群落的高分辨率地图。这些图像表明,舌头表面微生物生物膜的空间组织是复杂且高度结构化的。研究人员表示:“舌头上的细菌并不是随机堆积而成的,它们更像是身体的器官。”

图片来源:Steven Wilbert and Gary Borisy, The Forsyth Institute

Cell Reports

肥皂泡:不损伤花骨朵的人工授粉技术

图片说明:风铃花(Campanula persicifolia)上的化学功能化肥皂泡。

日本科学技术高等研究院的这项研究阐述了肥皂泡如何将花粉传递到目标花朵上,促进梨果园授粉,并证明了这项异想天开的技术确实可以为结果植物授粉。该研究表明,在蜜蜂不活跃的季节,除了使用机器人之外,也可辅以肥皂泡进行授粉,且后者技术要求不高。该研究的主要作者Eijiro Miyako一直在寻找一种对花朵更友好的人工授粉技术,有一天在公园里与儿子吹泡泡,他看见气泡虽然会撞到儿子脸上,但却不会造成任何损伤,于是便有了灵感。

iScience

首次在两栖类动物身上发现类蛇毒腺

图片说明:环管蚓(ringed caecilian)上颚的前部与牙齿相连的腺体。

蚓螈是一类无足两栖动物,普通人很容易将其误认为蛇。尽管蚓螈和蛇的亲缘关系很远,但是巴西的研究人员在环管蚓身上发现一些沿着牙齿分布的特殊腺体,其生物学起源和功能可能与蛇的毒腺类似。如果进一步的研究证实腺体中含有毒液,那么环管蚓可能会成为最古老的带有口腔毒液腺的陆生脊椎动物。

图片提供:Carlos Jared

iScience

化学家创造出了迄今为止最亮的荧光材料

图片说明:由SMILES荧光材料制成的3D打印螺旋二十四面体。

通过将带正电荷的荧光染料制成一类被称为小分子离子隔离晶格(small-molecule ionic isolation lattices ,SMILES)的新型材料,化合物的辉光可以完美转移到固态结晶状态。这一进展克服了长期以来荧光固体开发的技术阻碍,也创造出了现有已知最亮的材料。研究人员表示:“这项技术有许多非常有趣的应用前景,包括实现太阳能电池光子上转换以吸收更多的太阳能光谱、制作用于信息存储和光致变色玻璃的光切换材料,以及开发可用于3D显示技术的圆偏振发光。”

图片来源:Amar Flood

章鱼通过触摸品尝味道

图片说明:章鱼“舔”杯子。

想象一下,如果你仅通过触摸就能品尝到某种东西的味道,会是什么样子。章鱼就拥有这种特殊的“以触代尝”的能力,这是通过它八条腿上的许多吸盘状结构实现的。哈佛大学的研究人员发现了这种特殊感觉能力的最新证据。研究人员识别出了介导这一感觉的特定趋化性受体,为章鱼如何感知难溶性分子在水中的“味道”提供了分子基础。

图片来源:Lena van Giesen

大鼠心脏神经元网络的3D重构

图片说明:3D重建雄性大鼠心脏的全心视图,显示了心脏固有神经元的范围和分布。

一个跨学科的研究团队开发出虚拟3D心脏,首次以数字方式展示了心脏独特的神经元网络。他们以大鼠心脏为模型,在细胞尺度上绘制了心脏固有神经系统的综合图。这张图还可以叠加基因表达数据,从而帮助研究人员确定特定神经元簇发挥的功能作用。研究人员表示,有了这张图,神经科医生以及心脏病专家就能够研究心脏的神经解剖结构了。

图片来源:Achanta等人