一次一細胞地描繪生命的起源

一個世紀前,一位科學家是如何創作出如此精細的胚胎髮育圖的? 

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Beatrice Steinert 手持魔杖,戴著時髦的眼鏡,步入一個充滿蔥鬱綠色土丘和明亮藍色圓點的世界。

“對我來說,這就像真實地坐在這裡,”她一邊說,一邊在空中撫摸著什麼。

這不是什麼致幻之旅。實際上,Steinert 在布朗大學的虛擬現實劇院 YURT 中,以 3D 方式探索一個微小的蝸牛胚胎。


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為了完成她在這裡的本科畢業論文,她深入研究了科學成像的過去和未來。她被這些插圖的美麗和抽象性所吸引。

“我試圖用我的藝術實踐來進一步研究影像創作方法,這些方法對於科學來說在很長很長一段時間內都非常重要,”Steinert 說。

這引導她找到了一位名叫埃德溫·格蘭特·康克林的科學家。

康克林是 19 世紀後期在馬薩諸塞州伍茲霍爾的海洋生物實驗室的一組科學家之一,他們開創了一項名為細胞譜系的研究。

他專注於一種名為 Crepidula fornicata 的蝸牛的胚胎,並將足、口和腸等部分追溯到細胞分裂的最早階段。

為了做到這一點,他必須收集不同發育階段的胚胎,手工繪製每一個胚胎,像拼圖一樣將細胞拼接在一起。

“這非常耗時、非常細緻且困難,”海洋生物實驗室歷史專案主任 Jane Maienschein 說。“這是現在人們不會做的那種工作。”

康克林,以及後來的 Steinert,使用了一種叫做明室相機的儀器,它可以安裝在顯微鏡上,讓觀察者可以描繪出他們透過目鏡看到的東西。

“因為有這麼多人使用它,[我想] 它一定讓人們更容易繪畫,”Steinert 說。“但實際上,它在某些方面限制了你,而且一點也不直觀。”

康克林的作品於 1897 年發表在《形態學雜誌》上,其中包含 105 幅手繪影像。

在重現了他的研究之後,Steinert 說她對他是如何追蹤細胞的有了更清晰的理解,但她仍然有很多疑問。

“對我來說,他如何能夠一直追蹤這些細胞,以及他如何能夠追溯性地回溯並分配這些身份,仍然存在神秘之處,”她說。“如果沒有我們現在用於追蹤細胞譜系的一些現代工具,這似乎是不可能的。”

經 STAT 許可轉載。 本文最初發表於 2017 年 2 月 22 日

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