Trichome (white appendages) and stomata (purple pores) on a southern live oak leaf by Jason Kirk, Micrographist, Photographer, USA

Jason Kirk显微镜下的美丽世界

2021年尼康小世界显微摄影比赛的获胜者

Self portrait by Jason Kirk, Micrographist, Photographer, USA
Self portrait, Courtesy: Jason Kirk

能够采访杰森.柯克(Jason Kirk),2021年尼康小世界显微摄影大赛的获胜者,我们感到非常荣幸。 杰森是美国著名贝勒医学院(Baylor College of Medicine)附属的光学成像和重要显微镜核心设施主任。他的“南方活橡树叶上的毛状体(白色附属物)和气孔(紫色毛孔)”, 获得了第1名,而他的另一幅图像“小鼠视网膜的血管系统”,在同一比赛中获得了第11名。

对于他的“南方活橡树叶上的毛状体(白色附属物)和气孔(紫色毛孔)”图像,他使用了60倍的放大倍数,并且堆叠了200多个不同的图像,以深入查看橡树叶内的构造。该图像显示了三种不同的结构:气孔(紫色)、毛状体(白色)和叶脉(蓝色)。这张图片明确地显示,一片简单的橡树叶却包含了不寻常的美和复杂性。

Trichome (white appendages) and stomata (purple pores) on a southern live oak leaf by Jason Kirk, Micrographist, Photographer, USA
Trichome (white appendages) and stomata (purple pores) on a southern live oak leaf, Courtesy: Jason Kirk

通过探索自然界中非常微小而且重要的结构,杰森一直在创造令人惊叹的图像。这些图像不仅提供了超凡的视觉效果,而且唤起了人们的好奇心,更不用说鼓励人们对这些促进生命的结构做进一步研究。

在接下来的谈话中,杰森与我们分享了他如何成为杰出的显微摄影师以及他的一些获奖照片的背后故事。我们希望它能激发你更多地了解在显微镜下所看到的结构美感和重要功能。

问: 祝贺你的图像在2021年尼康小世界显微摄影大赛中获得冠军。请和我们分享你是如何成为如此出色的显微摄影师。
答: 我开始对显微镜产生兴趣,完全是出于偶然。那时,大约90年代中期,我在缅因大学读书。暑假时,我去哥斯达黎加研究爬虫。这段期间,我爱上了摄影。回到家后,我花了很多时间学习如何成为一名摄影师,最终加入了我们校报的工作群。为了发布照片,我们必须迅速和有效。暗房对我们来说很重要,而校报只有一间暗房。我的生物系导师泰勒博士(Dr. Seth Tyler)有一间暗室,是为他的电子显微镜设备所设置。为了换取工作助学,他同意让我在暗室的空暇时使用。

正是在这个实验室中,我看到了第一台连接到电脑并且带有数码相机的显微镜。这项技术当时令我相当地兴奋,我想了解更多有关它的功用。于是,泰勒博士建议我参加他为研究生所开的电子显微镜课程,在那里我学习了基本的光学显微镜和电子显微镜。

1999年完成大学课程后,我利用这段经历找到了一份工作,那就是在马萨诸塞州伍兹霍尔(Woods Hole, MA)的海洋生物实验室(Marine Biological Laboratories)。我花了半年时间为Carl Zeiss工作,为MBL每年举办的暑期课程提供种类繁多的光学显微镜。这是我第一次开始使用并且至今仍在使用的荧光和共聚焦技术的场所。

我在MBL的经历开启了我的显微镜职业生涯。之后,我在康涅狄格大学健康科学中心(University of Connecticut Health Science Center)工作了四年,负责CBIT显微镜设施(CBIT Microscopy Facility)的日常运营。在Leslie Loew博士和Ann Cowan博士的指导下,我学到了大量关于细胞生物学、荧光技术和共聚焦/多光子显微镜的知识。UCHC之后,我在Carl Zeiss Microscopy的高级成像小组工作了12年。然后于2017年转到贝勒医学院,指导光学成像和生命显微镜的核心设施。

问: 你的“南方活橡树叶上的毛状体(白色附属物)和气孔(紫色毛孔)”图像在2021年尼康小世界显微摄影大赛中获得第一名。请与我们分享这张图像背后的故事,以及你在拍摄这张清晰、美丽的图片时所使用的技术。
答: COVID疫情之前,我一直在构建一台小型的显微镜,目的是要将我的单反相机与显微镜连接起来。当我们在2020年初,被隔离的几个月期间,这个项目加快了脚步,我开始寻找对象来测试它。我女儿从我们的院子里找到了一堆不同的物件来观察,其中是这棵树上的一片叶子。

南部活橡树(Quercus virginiana)是德克萨斯州一种常见的树,我对这片叶子下面生长的毛状体数量感到惊讶。我女儿说它们看起来像海葵,这激发了我对这张图像的想法。经过对毛状体功能的一些研究后,我等到在第二年的春天,这棵树上的叶子刚刚发芽时,采集了样本。在早期的阶段,毛状体没有那么密集,使我能够定位一些新形成的结构来拍摄图像。

该图像是使用漫反射光照亮毛状体,以及通过红色滤光片过滤,以著色叶脉的透射光所创建。此图像中的原始颜色是围绕著带有红色纹理的白色毛状体的绿色。颜色在Photoshop中进行了转换,以创建这种海底色调。

问: 作为勒医学院光学成像和生命显微镜核心设施的主任,请和我们谈谈该设施的主要任务以及那里所开发的应用措施?
答: 作为核心主任,我的工作是促进使用显微镜的研究。显微镜是许多科学研究中必不可少的工具,而这些仪器往往价格昂贵且使用和维护复杂。除了保养设备外,我们还得指导范围广泛的研究人员如何正确地利用这些仪器,以获得生物学研究上有用的见解。

Vasculature of a mouse retina by Jason Kirk, Micrographist, Photographer, USA
Vasculature of a mouse retina, Courtesy: Jason Kirk

问: 请和我们分享你的另一幅获奖作品“小鼠视网膜的血管”。你从这张图片中学到了什么?
答:
血管的形态是了解脊椎动物胚胎如何发育的一个重要的范畴。这些小鼠模型系统推动基础科学的研究,能够帮助科学家更深入地了解这些血管如何生长、自我修复以及对疾病或遗传异常的反应。这项研究具有连锁反应,并为人类疾病的每一种临床治疗提供了支持。

Microtubules radiating from a tissue culture cell by Jason Kirk, Micrographist, Photographer, USA
Microtubules radiating from a tissue culture cell, Courtesy: Jason Kirk

问: 你的“从组织培养细胞辐射出的微管”的图像,在2020年尼康小世界显微摄影大赛中获得了杰出图像奖。它精美地展示了细胞内的微管。请告诉我们更多关于这张图像的信息以及你为什么被微管所吸引?
答:
就如你所说 – 微管简直太美了。它们在细胞内形成这些令人著迷的图案,不断地让我敬畏。你很难找到更好的主题。

问: 请与我们分享你目前正在进行的一些项目。
答:
我正在完善显微镜,以便在大型图像传感器上执行高NA成像。这些光学器件和组件必须能够在大于30毫米的大视场数上均匀地投射图像。

问: 对于有抱负的显微摄影师,你会给予他们什么建议?
答: 寻找导师。确定在该领域让你钦佩的人,不要害怕与他们联系并提出深思熟虑的问题。我认识很多出色的显微镜专家,他们慷慨地投入时间和知识,很乐意参与有关显微镜的讨论!

*****

我们感谢杰森花时间和精力回答我们的问题。他的文字和图像无疑会激发我们进一步地欣赏和了解大自然。

杰森的网站Instagram及Twitter: @jasonmileskirk