Поместите личинку дрозофилы в пространственноподобный вакуум, и результаты не симпатичны. В течение нескольких минут животное разрушится в смятую, безжизненную шелуху.
Теперь, исследователи нашли способ защитить жуков: Бомбардируйте их электронами, формирующими «наноиск» вокруг их органов. Трансгрессия могла помочь ученым взять фотографии с высокой разрешающей способностью крошечных живых организмов. Это также предлагает новый способ, которым существа могли пережить резкие условия открытого космоса и могут даже привести к новой технологии космического полета для людей.Голый и умирающий.
Личинка комара обыкновенного без наноиска обезвоживает до смерти в вакууме растрового электронного микроскопа.Кредит: Yasuharu Takaku и др.Больше научных видео новостей
Моментальный снимок картины с разрешением уровня миллимикрона хобота или мышечными клетками дрозофилы не легок — фактически, это смертельно. Ученые должны использовать растровый электронный микроскоп, который должен всмотреться в объекты в вакууме, потому что воздушные молекулы абсорбируют электроны, что микроскоп зависит от сделать снимок.
Только крошечное число существ, такой как классно выносливое медленно передвигающийся, может пережить процесс. Большинство других жуков умирает быстро от дегидратации, поскольку вакуум сосет воду из их органов.Личинка дрозофилы является одной такой жертвой. Но когда Такахико Харияма из университета Хамамацу Медицинская школа в Японии и его коллеги разместил личинку размера миллиметра в растровый электронный микроскоп и запустил электроны в него, они нашли, что молодая муха шевелилась на месте в течение часа, как будто все было прекрасно.
Когда они помещают другую личинку в тот же вакуум и позволяют ему сидеть там в течение часа прежде, чем бомбардировать его электронами микроскопа, это очевидно обезводило до смерти. Так или иначе электронный поток поддерживал личинку и столь невредимый, что это позже выросло для становления здоровой дрозофилой.Ученые тогда использовали микроскоп для равноправного информационного обмена близко в край кожи насекомых.
Они нашли, что энергия от электронов изменила тонкую пленку на коже личинок, заставив ее молекулы соединить — процесс, названный полимеризацией. Результатом был слой — только 50-к 100 миллиардным частям один метр толщиной — который был достаточно гибок, чтобы позволить личинке двигаться, но достаточно тело, чтобы помешать его газам и жидкостям убегать. «Даже если мы коснулись поверхности [слоя]», говорит Хэрияма, «поверхность не ломалась нашим механическим прикосновением». Это почти походило на миниатюрный скафандр.Бригада назвала слои «наноисками».
У большинства насекомых нет естественных слоев на их поверхностях, становящихся наноисками, когда выставлено электронному потоку, как бы то ни было. Таким образом, Hariyama и коллеги решили создать искусственные наноиски. Они макнули личинки москита в водоеме воды, смешанной с химическим названным Подростком 20, который полезен, потому что это не токсично и обычно находится в моющих средствах, косметике и карамели.
Исследователи тогда забросили каждую личинку в плазме, так, чтобы Подросток 20 полимеризировал и стал наноиском и переместил наноподходящие личинки в вакуум микроскопа для наблюдения то, что произошло.Личинки москита, носящие искусственный наноиск, могли обращаться с вакуумом в течение приблизительно 30 минут, бригада сообщает онлайн сегодня в Продолжениях Естественной Академии наук.
Личинки москита без наноисков умерли быстро и ужасно, как ожидалось. «В течение нескольких минут они были обезвожены», говорит Хэрияма. «Они – очень печальные эксперименты». Исследователи повторили эксперимент с другими насекомыми, включая плоских червей, муравьев и бункеры песка, и искусственный наноиск защитил их всех.Открытие «увлекательно», говорит астробиолог Линн Ротшильд из Научно-исследовательского центра Эймса НАСА в Области Moffett, Калифорния, кто не был вовлечен в работу, потому что это указывает, что существа, которым наноподходят, могли бы пережить путешествие метеоритом или кометой через чрезвычайные окружающие среды пространства. Она отмечает, что это могло также иметь заявления на космический полет. «Вообразите гибкий космический щит, примерно диаметр человеческих волос, которые могли защитить от дегидратации и радиации».
Экипированный. Здоровая, наноподходящая личинка комара обыкновенного шевелится в вакууме растрового электронного микроскопа.Кредит: Yasuharu Takaku и др.
Больше научных видео новостейХэрияма надеется, что наноиски приведут к способности создать видео самых крошечных органов насекомого, в то время как они находятся в движении. Поскольку окружающая среда в микроскопе так смертельна, ученые не могут обычно создавать видео крупным планом живущих насекомых. Но вакуум не является единственной проблемой: В то время как разрешение подъемов микроскопа, также – электронная радиация и та радиация могут также вредить и убить насекомых.
Бригада теперь пытается создать новый наноиск с помощью химикатов кроме Подростка 20 для защиты насекомых и от вакуума и от радиации.Экспериментальный физик Атэн Дональд из Кембриджского университета в Соединенном Королевстве, не вовлеченный в исследование, говорит, что несмотря на то, что эксперимент умен, это все еще далеко от обеспечения видео крупным планом живущих органов насекомого в действии. «Они работают в действительно очень низких усилениях, таким образом, они видят целый организм», говорит она, «Если они хотят посмотреть на какой-либо определенный бит, то у них будет настоящая проблема».«Это – вполне изобретательный набор условий, которые они придумали», говорит microscopist Джереми Скеппер, также Кембриджа и не связанный с работой.
Скеппер говорит, что «удивительно», что насекомые смогли противостоять процессу наноудовлетворения достаточно хорошо для роста из стадии личинки позже, несмотря на то, что он согласился, что радиация от электронного потока является все еще главной проблемой. «Это – эквивалент Вас или меня загорающий голый на вершине Эвереста под отверстием в озоне».