До сих пор насекомые были слишком извилистыми, чтобы стать хорошими объектами для ученых, желающих больше узнать о внутренностях насекомых.
Но междисциплинарная группа биологов и специалистов по визуализации из Западного университета разработала новое решение для микровизуализации, которое открывает беспрецедентно новые способы наблюдения за развитием насекомых.
Команде удалось создать эффектно детализированные трехмерные изображения внутренностей насекомых - без какого-либо вреда для них - с помощью углекислого газа, чтобы перевести их в состояние временной анабиоза.
Методология и результаты начали поднимать шум за пределами журнала BioMed Central, где недавно была опубликована их статья.
Кандидат наук Джоанна Конопка, биолог по насекомым, интересовалась поиском неинвазивного способа более тщательного изучения жизненного цикла живых насекомых, включая колорадских жуков и настоящих совок, сельскохозяйственных вредителей, которые наносят ущерб урожаю. по всей Северной Америке.
Но стандартные методы - использование мертвых насекомых или их уничтожение в процессе визуализации - по-прежнему оставляют существенные пробелы в понимании ученых. «По сути, у нас были снимки моментов времени, когда нам нужны были динамические изображения внутреннего развития насекомых», - сказал Конопка. «Мы подумали, что произойдет, если мы попытаемся изобразить их вживую?»
Она объединилась с коллегой Дэнни Пойнапеном, биофизиком из лаборатории микро-КТ в Исследовательском институте Робартс, и вместе они разработали метод, основанный на особой способности насекомых противостоять среде с низким содержанием кислорода и высоким дозам ионизирующего излучения..
Они временно обездвиживали насекомых постоянным потоком углекислого газа, по семь часов за раз, а затем еще раз через несколько дней. Они обнаружили, что можно сканировать и изучать крошечные изменения в существах с течением времени, не влияя на продолжительность жизни, поведение или репродуктивные способности насекомых.
«Я был в полном восторге», - сказал Конопка. «Я знаком с картинками и рисунками в книгах, но это дает нам совершенно новый взгляд на то, что они из себя представляют».
Сказал Пойнапен: «Я по образованию физик, и я понятия не имел, что испытаю такой «вау» эффект, когда впервые увижу эти изображения».
Разрешение показывает детали до 20 микрон (примерно в пять раз меньше ширины человеческого волоса) и четко показывает органы, репродуктивную систему и другую внутреннюю морфологию.
«Это отличный пример того, как междисциплинарная среда может принести пользу исследованиям каждого», - сказал Пойнапен. «В нашей лаборатории микро-КТ мы много знаем о визуализации мелких животных, но очень мало знали о насекомых или нашей способности сканировать их вживую, пока не объединились с нашими коллегами-биологами».
В состав команды входили Конопка и Пойнапен; Дэвид Холдсворт, научный сотрудник Исследовательского института Робартса, заведующий кафедрой скелетно-мышечных исследований доктора Сэнди Киркли; и профессор биологии Джереми Макнейл, профессор химической экологии Хелен И. Баттл в Западном университете.
Большая картина, говорят Холдсворт и Макнил, заключается в ценности совместного процесса и междисциплинарных исследований.
«Это отличный пример того, что было бы невозможно ни в обычной биологической лаборатории, ни в типичной медицинской исследовательской лаборатории. Мы смогли объединить силу нашего разнообразного опыта и ресурсов», - сказал Холдсворт., который также является профессором Школы медицины и стоматологии им. Шулиха Вестерн.
"Это то, чем мы должны заниматься в университетах: культивировать научное любопытство, говорящее: "Что произойдет, если…?" а затем добиться чего-то захватывающего и, во многих отношениях, неожиданного», - сказал Холдсворт.