Оценка методов микроскопии поможет лучше понять древние растения
В статье, опубликованной в PLoS ONE, учёные из Университета Иллинойса представили результаты исследования о том, какие методы микроскопии необходимы для определения формы и текстуры пыльцевых зёрен. Понимание морфологии пыльцы важно для классификации древней растительности.
Поскольку морфология пыльцы часто тесно связана с таксономическими группами, понимание внешнего вида древней пыльцы позволяет учёным лучше понять доисторическую флору в контексте современных предков.
Исследование команды под руководством Суранги Пуньясены и Маянди Сивагуру из Института геномной биологии было сосредоточено на сравнении того, как несколько методов микроскопии в отражённом и проходящем свете визуализируют отдельные пыльцевые зёрна. Выбрав три образца пыльцы разного размера и текстуры, они смогли лучше понять, как каждый метод работает в разных ситуациях.
«Точность и последовательность анализа пыльцы зависят от нашей способности увидеть как можно больше морфологических деталей, — объясняет Пуньясена. — Изображения, подобные полученным в этом исследовании, являются основой количественной морфологической работы моей лаборатории — работы, которая, как мы надеемся, позволит нам в ближайшем будущем преодолеть многие таксономические ограничения идентификации пыльцы».
«Результаты этой статьи побудили нас вернуться к некоторым давним проблемам классификации в науке о растительности, — говорит соавтор Люк Мандер. — Например, сегодня на планете существует около 11 000 видов трав, но эти виды производят пыльцу, которая выглядит чрезвычайно похожей. Это означает, что использовать ископаемые пыльцевые зёрна для реконструкции истории диверсификации и эволюции этой крупной группы растений крайне сложно. Достижения в технологии визуализации, такие как использованная в нашей статье техника сверхвысокого разрешения, позволяют нам визуализировать морфологические особенности размером менее 200 нанометров с помощью света».
«В будущем мы надеемся, что эти морфологические особенности можно будет использовать для изучения разнообразия и состава древних лугов», — добавляет он.
Команда обнаружила, что ни один метод в отражённом или проходящем свете не обеспечивает полностью адекватного изображения. В то время как методы отражённого света эффективно фиксируют форму пыльцы, они по-прежнему не могут разрешить мелкую поверхностную текстуру. Методы проходящего света, однако, способны разрешать даже чрезвычайно тонкие текстуры, но дают плохое представление о форме зерна.
Они приходят к выводу, что для построения точного изображения с помощью обычных методов микроскопии лучше всего использовать комбинацию визуализации как в проходящем, так и в отражённом свете.
«Большая часть анализа пыльцы в настоящее время выполняется с использованием проходящего света. Эта статья демонстрирует, насколько больше можно увидеть — и, следовательно, проанализировать — с помощью альтернативных методов визуализации. В статье представлено столь необходимое сравнение возможностей существующих технологий, которые следует включить в основной анализ пыльцы», — говорит Пуньясена.
«Некоторые из самых захватывающих результатов этой работы — это изображения, полученные с помощью структурированной подсветки сверхвысокого разрешения (SR-SIM). Существует мало исследований об использовании SR-SIM с автофлуоресцентным материалом, таким как пыльца, — добавляет она. — Наша демонстрация её способности захватывать морфологию ниже дифракционного предела света убедительно свидетельствует о том, что SR-SIM является жизнеспособной альтернативой электронной микроскопии (EM) и может представлять будущее анализа пыльцы».