Das ist Wissenschaft: Pflanzenwachstum beobachten



    Eines der Probleme der modernen Biologie ist die Verfolgung / Erfassung von Objekten, die ständig in Bewegung sind. Jedes Elternteil ist mit diesem Problem konfrontiert, wenn es versucht, ein Bild eines kleinen Kindes aufzunehmen: Entweder ist das Foto unscharf, der Fokus schwebt, dann ist nicht genügend Kontrast vorhanden. Natürlich gibt es in der Biologie eine Reihe von Instrumenten, mit denen bestimmte biologische Objekte fixiert werden können. Zum Beispiel können Fliegen bei Kälte „eingeschläfert“ werden, Zellen mit Hilfe von Chemikalien „verlangsamt“ werden. Was aber, wenn das Experiment darin besteht, das Wachstum von Pflanzenwurzeln zu beobachten, die sich ständig verlängern und zappeln. Es kann Tage oder sogar Wochen dauern, bis das Mikroskop mühsam auf eine Reihe von Fotos eingestellt wurde. Erkennungssysteme und automatische Bildkorrektur helfen Wissenschaftlern!

    Willkommen bei Cat.

    Eine Gruppe von Wissenschaftlern des Österreichischen Instituts für Wissenschaft und Technologie in Wien erstellte ein konfokales Mikroskop , das automatisch die Richtung des Wurzelwachstums verfolgt und die Probe so bewegt, dass die Wurzelspitze immer in der Mitte des Rahmens bleibt. Gleichzeitig kann das Mikroskop selbst mit einem Laser einen fluoreszierenden Farbstoff in biologischen Proben anregen , was den Kontrast des Bildes erhöht und dabei hilft, kleinste Details zu verfolgen.


    Mikroskop-Diagramm und Grundlagen der Bilderkennung

    Das Funktionsprinzip ist recht einfach: Die letzten beiden erhaltenen Bilder werden verarbeitet, die Richtung und die Wachstumsrate der Wurzeln berechnet und das Mikroskop entsprechend an diese Parameter angepasst. Anschließend wird dieser Bereich schichtweise gescannt, um eine Karte in 3D zu erstellen. Dann wird eines mit dem Bild maximaler Intensität in dem interessierenden Bereich (ROI) ausgewählt und eine Mittelwertbildung durchgeführt.


    TipTracker-Zyklus im Detail

    Die Autoren des Artikels untersuchten auch, wie sich die Schwerkraft (genauer gesagt ihre Änderung in Bezug auf wachsende Wurzeln) auf die Richtung des Wurzelwachstums auswirkt. Dies wird erreicht, indem die gesamte Pflanze in einem speziellen Halter um 90 Grad gedreht wird. Ich würde gerne glauben, dass diese Studien eines Tages Aufschluss darüber geben werden, wie man Pflanzen im Weltraum unter Schwerelosigkeit richtig wachsen lässt.


    Eine klare Demonstration, wie die Schwerkraft die Richtung des Wachstums von Pflanzenwurzeln wirkt

    und die Kirsche auf dem Kuchen dieser Studie war die direkte Beobachtung einer Gruppe von Zellen, die (im Zebrafischembryo bewegen der Zebrabärbling ). Letzteres wurde in einem für die Science Magazine-Website bereitgestellten Video perfekt demonstriert:


    Wissenschaftler haben das in MatLab geschriebene TipTracker-Programm öffentlich zugänglich gemacht, damit nun auch andere Forschungsgruppen den Mikrokosmos von Pflanzen beobachten können und nicht nur.

    Ein neuer Artikel wurde im Science Magazine veröffentlicht. Der Originalartikel „Live-Tracking von sich bewegenden Proben in konfokaler Mikroskopie für vertikal gewachsene Pflanzenwurzeln“ steht auf bioRxiv.org zum kostenlosen Download zur Verfügung.

    PS: Vergessen Sie nicht, den Blog zu abonnieren : Es ist nicht schwer für Sie - ich freue mich! Und ja, bitte schreiben Sie über die Mängel, die im Text in der PM vermerkt sind.


    Manchmal kann man kurz und manchmal nicht so viel über die Neuigkeiten aus Wissenschaft und Technik in meinem Telegrammkanal lesen - wir fragen dich;)

    Jetzt auch beliebt: