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Nat Commun:显微镜头中在水下跳舞的珊瑚

摘要 : 2016年7月12日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature Communications》杂志上在线发表了美国加利福尼亚大学圣迭戈分校Andrew D. Mullen研究员的一篇研究论文,研究描述了一种新型水下显微镜,能够以高清晰度拍摄在天然环境中生活的海洋生物。

 2016年7月12日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature Communications》杂志上在线发表了美国加利福尼亚大学圣迭戈分校Andrew D. Mullen研究员的一篇研究论文,研究描述了一种新型水下显微镜,能够以高清晰度拍摄在天然环境中生活的海洋生物。在这项研究中,对于活珊瑚的视频录像达到了前所未有的分辨率。

水下显微拍摄由于需要精确而快速的成像技术来适应海洋环境的自身的不稳定性,例如水流。非侵入性成像同时需要一个较远的工作距离来避免干扰拍摄的对象。虽然珊瑚和藻类可以在实验室中进行拍摄,在它们的自然环境之外的拍摄会错过很多信息:例如这些生物对于酸度和温度的反应细节,以及和周边生物相互作用的详细信息。以前水下拍摄的分辨率在20-50微米左右。

使用长工作距离的显微镜物镜和特定的透镜与照明方式,Andrew Mullen和他的研究团队开发了一种光学显微镜可以达到微米级别的显微镜。他们表明这种显微镜可以被潜水员手持或者部署用于多小时拍摄海床上的生物系统。

研究者通过拍摄不同的珊瑚如何竞争空间来展示这款显微镜的能力,例如当珊瑚受到威胁时,它们会迅速地吐出类似肠的长丝。研究者同时量化了在珊瑚白化时,藻类是如何覆盖并且占领珊瑚的。这个水下显微镜将有助于在不断变化的海洋生态环境中揭示生态环境中的相互作用。

原文链接:

Underwater microscopy for in situ studies of benthic ecosystems

原文摘要:

Microscopic-scale processes significantly influence benthic marine ecosystems such as coral reefs and kelp forests. Due to the ocean’s complex and dynamic nature, it is most informative to study these processes in the natural environment yet it is inherently difficult. Here we present a system capable of non-invasively imaging seafloor environments and organisms in situ at nearly micrometre resolution. We overcome the challenges of underwater microscopy through the use of a long working distance microscopic objective, an electrically tunable lens and focused reflectance illumination. The diver-deployed instrument permits studies of both spatial and temporal processes such as the algal colonization and overgrowth of bleaching corals, as well as coral polyp behaviour and interspecific competition. By enabling in situ observations at previously unattainable scales, this instrument can provide important new insights into micro-scale processes in benthic ecosystems that shape observed patterns at much larger scales.

 

来源: Nature Communications 浏览次数:0

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