Учёный-исследователь, химик и нанотехнолог
24,8
рейтинг
2 апреля 2013 в 10:05

Взгляд изнутри: мир вокруг нас – 3


Посвящается всем, кто любил, помогал,
верил, поддерживал, несмотря ни на что,
и с кем я не мог быть рядом …


Всё хорошее когда-нибудь заканчивается. Мне безмерно жаль, что данный пост будет заключительным в серии увлекательного – по крайней мере, я надеюсь на это – путешествия в микро- и иногда даже наномир, о котором 50 лет назад без преувеличения великий физик Фейнман сказал: “There is plenty of room at the bottom”. Действительно внизу гораздо больше места, чем мы могли бы себе представить. Там, внизу, живут бактерии, размножаются растения и животные, работают наши повседневные приборы от кофеварки до Ватсона (Watson, IBM), там протекает невообразимое множество процессов, которые зачастую не дано понять и осмыслить человеку, но которые определяют наш мир.

Многое, конечно, осталось за пределами нашего рассмотрения в данной серии публикаций, однако даже того материала, который был представлен и будет сегодня пожалован на суд общественности с лихвой хватит для того, чтобы даже самого скептически настроенного обывателя заставить оглянуться вокруг и узреть многогранность мира. Не вдаваясь глубоко в философию Канта, моя максима такова: я желал бы видеть большую часть русскоговорящего населения, способного прочитать данный пост (будь то украинцы, россияне, прибалты или кто-либо ещё), заинтересованной и увлечённой – в моём случае, наукой и исследованиями – и, думаю, что немного преуспел на этом поприще.



Пока длился весенне-летний сезон 2012 года, удалось собрать широкую подборку материалов о скрытой жизни растений, чем, собственно, я и планирую поделиться с уважаемыми читателями. Текста будет не много, всё больше картинки – поэтому устройтесь поудобнее и наслаждайтесь!

Ремарочка: Если не указано иное, фотографии растений взяты с Wikipedia

Цветки растений


Одуванчик



Начнём с самых простых и обыденных, казалось бы, цветов, которые только могут нас окружать. Многие, полагаю, считают одуванчик (Taraxacum) не более чем сорняком, хотя он принадлежит к семейству астровых, то есть по большому счёту мало чем отличается от той же астры или герберы (см. Взгляд изнутри: мир вокруг нас).

Форма клеток лепестка схожа с другими астровыми, например, самой астрой:

image

И даже скорее походит на какого-то червяка:


Сферы пыльцы, перекатывающиеся по поверхности червяков из Dune

Однако форма пестика поражает – это какой-то пришелец:


Пестик с налипшей пыльцой

Ромашка



Так же представитель семейства астровых – ромашка (Matricaria), точнее декоративная ромашка, но это к рассматриваемому вопросу отношения не имеет. Но вот, что показалось интересным – это форма клеток. Она разительно отличается от «классической астры», более округлая:


Поверхность лепестка – пеньки и кочки на болоте

А вот с самим цветком на этот раз не очень повезло – всё-таки планировал увидеть его распустившимся:


Нераспустившиеся трубчатые цветки ромашки

Боюсь оказаться неправым, но, на мой взгляд, удалось запечатлеть отдельную частичку пыльцы – какое поразительное различие с одуванчиком, не правда ли?!


Пыльца ромашки

Тюльпан и лилия


Тюльпан


Лилия

Как ни странно это звучит, но тюльпан (Tulipa) относится совершенно к тому же семейству, что и лилия (Lilium), то есть лилейных. А посему у этих двух растений действительно необычайно много общих черт.

Вот, например, поверхность пестика тюльпана:


Поверхность пестика тюльпана

И аналогичные леса, покрывающие пестик, можно встретить у лилии:


Поверхность пестика лилии – заросли и сталактиты с потолка

Кстати, чтобы не было сомнений в том, что пестик является важной частью всего цветка и только ради размножения и живёт растение – обратите внимание, сколько на нём дыхательных пор:


Поверхность пестика тюльпана: поля дыхательных пор

К сожалению, в хорошем качестве получить микрофотографии пыльцы тюльпана не удалось (для сравнения с пыльцой лилии). Могу лишь отметить, что она действительно несколько отличается от последней. Но взгляните на эти частички пыльцы – разве они не похожи на яйца Фаберже, только в микроисполнении?


Природа бесспорно отменный ювелир и обскакала Фаберже в изготовлении яиц

Стык двух лепестков лилии подобен zip-защёлке или молнии на нашей одежде:


Zip-locker made by Nature

Орхидея


Источник

А вот и одно из самых популярных декоративных домашних растений, прибывшее к нам из далёких стран – орхидея (Orchidaceae). Интереснейшее растение для изучения, потому как даже поверхность лепестков соцветия имеет различную структуру: на одной стороне – одни клетки, на другой – другие, что вероятно связано с выполняемыми клетками функциям:


Поверхность лепестков орхидеи


Ничего такого ввиду не имею, но мне это фото нравится!

Гибискус



Ещё одно крайне распространённое растение с очень нежными цветками – гибискус (Hibiscus). Поверхность лепестков данного цветка напоминает чем-то ромашку, хотя абсолютно никакого отношения к ней не имеет:


Лепесток гибискуса: червячки нынче в моде

Конечно, быть может это всего-навсего лишь какая-то «грязь», но для грязи уж слишком хорошая форма. Ниже представлены частички пыльцы гибискуса:


Пыльца Гибискуса похожа на планету, как минимум на спутник Юпитера – Европу, покрытую коркой льда

Крокус (Шафран)


Источник

Крокус (Crocus) или в просторечье шафран. Да, это не только специя на вашей кухне, но и красивый цветок, который мне понравился из-за своей внутренней красоты:


Пестик шафрана под микроскопом: как можно пройти мимо такого?!

А пыльца – как на подбор, идеальные круглые шарики, текстурированные с одного боку:


Пыльца крокуса – идеальная геометрия

Гортензия



Однажды, одним чудесным весенним утром, в нашей лаборатории зацвела гортензия (Hydrangea). Вроде бы ничего необычного: крупное, шарообразное соцветие, которое сложно перепутать с другими, да и поверхность лепестков знакома на первый взгляд – ромашку напоминает:


Поверхность лепестков гортензии

Однако на пестике данного цветка поселилась странная клякса, формой своей больше напоминавшая морскую звезду… или хэд-краба – кому что ближе. По всей видимости, это какой-то микроорганизм паразитирующий (или живущий в симбиозе?!) с цветками гортензии:


Пестик гортензии с прилипшим паразитом…

Каштан


Источник

Теперь к более крупным растениям – деревья и кустарникам. Одно из самых красиво цветущих растений в наших краях – безусловно, каштан (Castanea). Сложно не заметить эти ёлочки-соцветия, когда идёшь в середине-конце апреля по аллеям вокруг главного здания МГУ.

Смотрится потрясающе, но что же скрыто внутри? А там магический лес из 100-200 микронных отросточков, формирующих слегка шероховатую поверхность лепестка соцветия:


Magic forest…

И периодически можно наткнуться на пыльцу:


Мячи для микрорегби готовы

Но если оставить не некоторое время сорванный цветок, то он немедленно обзаводится собственной микрофлорой. Густой губкой плесени и такой же морской звездой, которую уже видели на поверхности пестика гортензии:


Пищевая пирамида в действии: плесень и микроорганизмы, пожирающие соцветие каштана

Сирень



И напоследок, кустарник, который на майские праздники точно подвергнется нападкам людей, желающих принести в дом немножко весны – сирень (Syringa).

Что меня удивило в сирени – форма клеток. Они не похожи на стройные ряды уложенных и похожих друг на друга «кирпичей», как в случае с прочими рассмотренными растениями, а располагаются, как камни старых зданий, заставляя иногда подивиться всем этим причудливым изгибам и сопряжению разрозненных клеток в единое целое – лепесток.


Что-то хаотичное присутствует в форме этих клеток, но, как известно, из хаоса рождается порядок

За всё время не нашёл ни одной частицы пыльцы, которая бы не заряжалась, и начинаю подозревать, что это неспроста, что «диэлектрической» пыльце легче достигнуть цели (другого цветка, например), ведь в микромире даже малые электрические поля могу намертво прикрепить эту частичку новой жизни к переносчику – от насекомых до человека:


Вот такая вот она коварная – зарядка образца…

Крохотные соцветия, среди которых некоторые из нас в детстве отыскивали четырёхлистные и поедали их, то ли на счастье, то ли веря в удачу, под микроскопом кажутся огромными, и иногда не совсем понятно, что же всё-таки перед глазами:


Думаю, что эту картинку Фрейд использовал бы в своём психоанализе





Во-первых, полный список опубликованных статей на Хабре:

Вскрытие чипа Nvidia 8600M GT, более обстоятельная статья дана тут: Современные чипы – взгляд изнутри
Взгляд изнутри: CD и HDD
Взгляд изнутри: светодиодные лампочки
Взгляд изнутри: Светодиодная промышленность в России
Взгляд изнутри: Flash-память и RAM
Взгляд изнутри: мир вокруг нас
Взгляд изнутри: LCD и E-Ink дисплеи
Взгляд изнутри: матрицы цифровых камер
Взгляд изнутри: Plastic Logic
Взгляд изнутри: RFID и другие метки
Взгляд изнутри: аспирантура в EPFL. Часть 1
Взгляд изнутри: аспирантура в EPFL. Часть 2
Взгляд изнутри: мир вокруг нас — 2
Взгляд изнутри: мир вокруг нас — 3
Взгляд изнутри: мир вокруг нас — 4
Взгляд изнутри: 13 LED-ламп и бутылка рома. Часть 1
Взгляд изнутри: 13 LED-ламп и бутылка рома. Часть 2
Взгляд изнутри: 13 LED-ламп и бутылка рома. Часть 3
Взгляд изнутри: IKEA LED наносит ответный удар
Взгляд изнутри: а так ли хороши Filament-лампы?

и 3DNews:
Микровзгляд: сравнение дисплеев современных смартфонов

Во-вторых, помимо блога на HabraHabr, статьи и видеоматериалы можно читать и смотреть на Nanometer.ru, YouTube, а также Dirty.

В-третьих, если тебе, дорогой читатель, понравилась статья или ты хочешь простимулировать написание новых, то действуй согласно следующей максиме: «pay what you want»

Yandex.Money 41001234893231
WebMoney (R296920395341 или Z333281944680)

Хотел бы уважаемый читатель Хабра увидеть данные фотографии в качестве обоев на своём смартфоне илл мобильном телефоне?

Проголосовало 840 человек. Воздержалось 413 человек.

Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. Войдите, пожалуйста.

Евгений @Tiberius
карма
591,5
рейтинг 24,8
Учёный-исследователь, химик и нанотехнолог
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (38)

  • –8
    Что может быть круче, чем разглядывать сперматозоиды одуванчика с умным видом. :)
    • +2
      Разглядывать все подряд.
  • +12
    > Думаю, что эту картинку Фрейд использовал бы в своём психоанализе
    Я бы завалился на этом вопросе с вероятностью 69% )
    • +2
      Это вы еще крепки, гм, духом )
  • +4
    А можно дилетантский вопрос: а чего оно монохромное? Цветные изображения получить никак нельзя?
    • +3
      Может это как то связано с длинами волн?
    • +3
      Похоже это кадры полученные электронным микроскопом
      • 0
        А нельзя на основании градаций серого восстановить цвет? Ну типа как НАСА фотки с других планет раскрашивает. В электронных микроскопах вместо света используются электроны, они вообще могут передавать информацию о цвете предмета?
        • 0
          На сколько я знаю, поток электронов позволяет получить «карту» поверхности (или внутренней структуры), т.е. это ближе к УЗИ чем к освещению
          • 0
            Не согласен, вне зависимсоти от типа детектор это микроструктура поверхности (без «УЗИ»)
        • 0
          Где-то слышал (к сожалению, найти не могу). что есть техники, которые пытаюся использовать «разные» электроны для «воссоздания» цвета.

          Но принципиальная проблема в ином, в электронной микроскопии измеряется интенсивность потока отражённых, вторичных или каких-либо иных других электронов, но как преобразовать частицы/волну с длинной волны в 1 ангстрем (0,1 нм) в длину волны в диапазоне от 400 до 700 нм?
          • 0
            Преобразование частиц не требуется, нужно только преобразовать изображение. Если детектор электронов будет различать их по энергии, то можно будет построить несколько изображений на разной энергии (длине волны) электронов и потом наложить их, отобразив спектр электронов в видимый спектр изображения.
            • +3
              Но это всё равно будет псевдоцвет (т.е. по сути та же градация серого, только усложнённая), а не реальное изображение.

              Я же говорю, что потенциально можно совместить два изображения с разных детекторов, например, но с интерпретацией того, что получится будут проблемы. А фундаментальная проблема такова, что в какой цвет стоит преобразовать электрон с энергие 50 эВ — синий, фиолетовый или всё же красный?!

              Это как с картинками NASA с Хаббла — они совместили 3 или 4 спектральных диапазона, но в реальности Вселенная черна, как негр…
              • 0
                Ну да, псевдоцвет, если угодно. На самом деле это просто способ визуализации — добавление в изображение цветового канала, который, хоть и не соответствует реальному цвету, все же позволяет человеку получить больше информации, просматривая такое изображение.
    • +1
      Это элекронная микроскопия. Там есть градации серого, что соответствует интенсивности сигнала от 0 (чёрный) до 100 (белый).
  • 0
    Продолжаю серию дилетантских вопросов, а что если посмотреть на электрическую искру в микроскоп? Я понимаю, что она как вспышка ярко светит, и там возможно все будет просто белым, просто интересно.
    • 0
      Слишком быстрый процесс. Максимум, что можно будет заметить, что изображение поддёрнулось…
      • 0
        А если скоростной камерой?
        • 0
          Микроскоп-то электронный, там нет камеры как таковой, есть летектор с вполне определённой скоростью работы.
  • +3
    Создалось впечатление, что автор без микроскопа видит объекты в 10 мкм, а потом понравившиеся фотографирует через электронный микроскоп.
    • +2
      Профессиональная деформация
  • +4
    К вопросу о приложении: думаю я, как и многие здесь, не особый фанат «нескучных обоев». Но вот просто отдельное приложение, которое в котором периодически появляются новые, показавшиеся вам интересными, микрофотографии подобного толка, с вашими комментариями и описанием, сыскало бы немалый спрос, мне кажется.
    • +1
      Спасибо! Над комментариями подумаю…
  • +1
    Если не секрет, то почему пост заключительный? Пропал доступ к микроскопам или решили сменить поприще?
    Всегда искренне радовался новым вашим материалам, за что огромное спасибо, и немножко расстроился от новости.
    • 0
      Да, примерно так и есть. См. пост про EPFL.
      Как только появится доступ к микроскопу — продолжим, но пока есть некоторые трудности, которые только предстоит преодолеть!
  • 0
    Пестики-тычинки. Кажется пришла весна ))
  • 0
    Статья положительная. Понял это, когда смотрел фотографии. Утвердился в мысли, когда увидел пункт про «завод». И окончательно убедился, когда посмотрел результаты голосования! )
  • 0
    Интересно, наши клетки также пытаются изучить нас, как мы вселенную?
    Давным-давно у меня бредовая идея, что всё взаимосвязано, и что микромир, как и наш мир, как и макромир, есть одно и то же, только масштаб разный…
    • 0
      Мало фантастики читаете.
      • 0
        Много, но эта идея родилась еще до того, как начал )
        Посоветуете по теме что-нить?
    • 0
      Что-то напримере вот этого?
      • 0
        Это реально круто, спасибо! Не всё понятно, конечно, но я физиком не являюсь )
        >> Нобелевский лауреат Стивен Вайнберг иронически заметил, что «если все эти вселенные недостижимы и непознаваемы, утверждение об их существовании, похоже, не имеет никакого смысла, кроме возможности избежать вопроса, почему они не существуют»

        Всё зависит от уровня абстракции. Это не имеет никакого смысла «здесь и сейчас», в этом он прав, но, возможно, имеет смысл в общем взгляде на возможность существования параллельных вселенных, где всё немного по-другому.
        • 0
          Этому мнению также способствует TheFactoryOfFactoryOfFactory, которую java-программисты сократят до FactoryNameFactoryFactory (шучу :))
          Итого, имеем несколько типов людей, кто:
          1) думает, что человек уникален
          2) может абстрагироваться от 3-мерного пространства (ох, простите, 4-мерного, с учетом времени)
          3) может абстрагироваться от уникальности людей
          4) может абстрагироваться от уникальности вселенной
          5) может абстрагироваться… (как только переступаете черту, можно абстрагировать дальше, вплоть до N-мерных пространств и теории струн)
  • 0
    Всегда с огромным удовольствием читаю Ваши статьи! Спасибо за труд!

    Вот думаю, не начать ли то же самое, но про небо? А то телескоп без дела пылится :)
    • 0
      Можно, я думаю, примкнёте к постам о Марсе. Как это всё выглядит с Земли…
  • +1
    Какая-то грустная нотка. Чтобы её развеять, прочтите рассказ Шукшина «Микроскоп» :)

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.