最先进的成像技术揭示了脊椎动物生活的细节和美丽

科学和艺术的混合，脊椎动物骨骼的下一代照片既迷人又怪诞，错综复杂，精致。“人们天生就对这些骷髅的外观感兴趣，”堪萨斯大学生物多样性研究所和自然历史博物馆的生态学和进化生物学副教授兼副策展人W. Leo Smith说。“在任何给定的学术论文中，你都会幸运地有几百人从上到下阅读 - 但是会有更多的人看到这些图片。我们越能改善这一点，你就会越感兴趣的人在你的研究中。“

自19世纪以来，生物学家和古生物学家拍摄了标本进行比较解剖学研究。现在，史密斯和总部设在肯塔基州的研究人员开创的技术正在为世界各地的科学家提供捕捉脊椎动物图像的新方法 - 这一突破能够为地球生物多样性提供更好，更有用的数字图像。

该团队在同行评审期刊Copeia中出现的一篇新论文中描述了这两个新颖的成像程序。

一个新的过程涉及“清除和染色”标本，这些标本已经使用牛酶以历史悠久的技术剥去了他们的肌肉。该团队发现了如何将这些标本放置在甘油 - 明胶混合物中，以获得不可能的图像。

“我们遇到的问题是我们无法摆脱这些动物，因为我们消化了所有的肌肉，”史密斯说。“它们是松弛无用的，就像一堆衣服向各个方向折叠。我们希望有能力摆出它们。”

研究人员寻找甘油和明胶的最佳比例，这样可以将样本置于非破坏性介质中，摄影后可以简单地将其洗掉。大部分的“细节”工作是由博士生马修吉拉德和实习生切斯尼A.巴克执行的，他是一名有志的动物标本制定者，他与来自Van Go Inc.的史密斯小组实习，这是一项面向风险青少年和年轻人的艺术就业计划。

史密斯说：“她对艺术动物标本制作感兴趣，混合动物部分，就像已经用羽毛球做过一样。”“她知道清理和染色，并想知道如何去做。在实习后，她自告奋勇了一年。有很多反复试验。我们尝试了很多不同的事情。”

新论文的其他共同作者是Gregory S. Ornay，KU生物多样性研究所的Rene P. Martin和Girard，以及圣克劳德州立大学的Matthew P. Davis和Sarah Z. Gibson。

最终，研究小组发现了一种40%的甘油混合物，它能很好地保持标本，并且对于摄影来说是足够半透明的，这样他们就可以看到可以“漂浮”在基质中的标本。

“你可以通过这种介质看到并给出标本结构，”史密斯说。“现在你可以拍摄一张鱼标本的照片并从所有这些不同的角度观察它。有一些不同的东西能够以新的方式看到解剖结构，这确实有助于分析。之前，我们在如何摆姿势中挣扎例如，鱼类以两套颌骨而闻名，一套像我们这样的口腔套装，然后是我们的声音盒所在的另一套牙齿 - 你现在无法正面拍摄这些牙齿的照片。“

史密斯说，这项新技术可用于他研究的鱼类以外的一系列脊椎动物物种。

“把蛇卷起来是很棒的，但是在此之前他们只是不会保持这种姿势。或者如果你试图得到一个被鸟翼遮住的一些结构的图像而无法得到它在路上，我们经常不得不切断机翼，但现在你可以偏转机翼以显示结构。“

该小组开发的第二种方法采用荧光显微镜检查标本，并创建茜素染色的近期和化石脊椎动物的迷人图像。这项工作取决于这样一个事实：茜素，一种长期用于清除和染色过程的染色剂，用于识别标本中的骨头，当暴露于正确的光波长时发出荧光 - 这是史密斯发现的一种现象。(另一个团队在关于斑马鱼的论文中独立发现了这种现象。)

史密斯说：“茜素红用于染色标本的骨头，它会像Grateful Dead海报一样发出荧光。”“我们使用具有高能量的光并寻找重新发射的荧光波长的反射，并且显微镜具有阻挡所有其他光的滤光器。皮肤和其他一切都消失，因为它不会发出荧光 - 这是一种快速清除的方法当你想要看到骨头连接的地方时，所有额外的东西都是非常有用的。找到这个真的很幸运。“

KU研究人员去年在美国鱼类学家和爬行动物学家年会上向同事报告了荧光显微镜的发现，今天该领域的其他研究人员已经在他们自己的数字成像工作中使用该矩阵，这要归功于该演示。

“现在很多人都在这样做，”史密斯说。“这真的是有益的。你觉得你做出了一些贡献，使这种研究更有趣，让我们更好地研究解剖学。”

虽然史密斯并不认为新成像技术的方法描述与他经常制作的科学论文具有同等重要性，但他强调了提供引人注目的图像以向同行和研究人员传达信息的重要性。

“在一天结束时，这张照片胜过千言万语，”他说。“图像可以让你从根本上分享事物的运作方式，并提高你告诉别人你的小说发现的能力。”