ความก้าวหน้าของเทคนิคการถ่ายภาพกำลัง
เปลี่ยนสล็อตแตกง่ายจุลชีววิทยาให้เป็นวิทยาศาสตร์ที่อุดมไปด้วยจินตภาพเชิงภาพ ซึ่งย้อนกลับไปถึงต้นกำเนิดก่อนดาร์วินของชีววิทยา มาร์ติน เคมป์อธิบาย
วิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ต้องผ่านขั้นตอนที่มองเห็นได้และไม่ใช่ภาพ มีหลายครั้งที่ความพยายามที่จะนึกภาพและแสดงถึงธรรมชาติเป็นสิ่งที่ล้ำสมัย ที่อื่นๆ การวัด สถิติ และพีชคณิตยังคงแกว่งไปแกว่งมา ทั้งสองโหมดเป็นวัฏจักร ระยะการมองเห็นมักถูกขับเคลื่อนโดยการกำเนิดของเทคโนโลยีที่ช่วยให้เราสามารถเดินทางสู่อาณาจักรใหม่ได้อย่างชัดเจน ไม่ว่าจะไม่กี่นาทีหรือกว้างใหญ่
จนกระทั่ง Charles Darwin (1809-1882) ชีววิทยาในรูปแบบมหภาคเป็นวิทยาศาสตร์ที่มีการมองเห็นมากที่สุด แต่ความเข้มงวดในการมองเห็นของดาร์วินนั้นสุดโต่ง ตัวอย่างเช่น ไม่มีรูปภาพของนกพิราบในประเทศที่มีบทบาทนำในบทที่ 1 ของ On the Origin of Species (1859) การละเลยนี้จะต้องถูกมองว่าเป็นปฏิกิริยาต่อหนังสือภาพชั้นยอดที่ครอบงำประวัติศาสตร์ธรรมชาติในขณะนั้น Gregor Mendel ศิลปินร่วมสมัยของดาร์วินซึ่งมีพื้นฐานทางฟิสิกส์และสถิติ ใช้ตัวเลขในงานของเขาเกี่ยวกับลักษณะที่สืบทอดมาในพืช
ชีววิทยาของวันนี้เปิดรับการมองเห็นอีกครั้ง Moselio Schaechter อดีตประธาน ASM เขียนในบล็อกของเขา (http://tinyurl.com/3w3gx2) สำหรับ American Society for Microbiology (ASM) ‘. “เมื่อไม่นานมานี้ ดูเหมือนไม่น่าเชื่อว่าชีววิทยาจะกลับไปสู่ต้นกำเนิดของมันในฐานะศาสตร์แห่งการมองเห็น” เขากล่าว “งานพื้นฐานที่สุดบางอย่างที่ทำเสร็จแล้วตอนนี้เกี่ยวข้องกับการเห็นรูปร่างและรูปแบบ … ทุกวันนี้ ข้อมูลเชิงลึกที่เหลือเชื่อมาจากการเห็นด้วยตาของคุณเอง”
เครดิต: MUS เฟอร์ นาทูร์กุนเด เบอร์ลิน ฮุมโบลดต์ ยูนิเวอร์ซิตี้
ภาพประกอบ (ในภาพ) ที่มาพร้อมกับบล็อกของ Schaechter เป็นหนึ่งในภาพวาดที่ยอดเยี่ยมมากมายของเปลือกหอย foraminifera ที่สร้างโดย Christian Gottfried Ehrenberg (พ.ศ. 2338-2419) ซึ่งจำนวนหนึ่งได้รับการตีพิมพ์ใน Mikrgeologie ของเขาในปี พ.ศ. 2397 เพื่อนร่วมงานที่ใกล้ชิดของ Alexander von Humboldt , Ehrenberg เป็นผู้บุกเบิกการศึกษาฟอสซิลด้วยกล้องจุลทรรศน์ ภาพวาดของเขาแสดงรูปทรงพัฒนาการในนาทีที่สร้างแรงบันดาลใจให้กับภาพประกอบของ Ernst Haeckel และ D’Arcy Wentworth Thompson ครึ่งศตวรรษต่อมา แต่อนาคตอันใกล้ของวิทยาศาสตร์ชีวภาพไม่ได้อยู่กับภาพดังกล่าว
ASM ซึ่งมีอายุย้อนไปถึงปี 1899 ประกาศให้
Louis Pasteur, Robert Koch, Alexander Fleming, Antonie van Leeuwenhoek, Joseph Jackson Lister, William Jenner และ Jonas Salk เป็นบรรพบุรุษ ในบรรดาวีรบุรุษเหล่านี้ มีเพียง Van Leeuwenhoek (1632–1723) นักกล้องจุลทรรศน์ผู้ยิ่งใหญ่เท่านั้นที่ใช้รูปภาพเป็นเครื่องมือหลัก
ตามที่ Schaechter พูดอย่างต่อสู้ “บรรพบุรุษผู้ก่อตั้งชีววิทยาสมัยใหม่หลายคน (อ่านชีววิทยาระดับโมเลกุล) เป็นนักฟิสิกส์ที่เคยชินกับนามธรรมและตัวเลขและไม่ต้องการดูอะไรเลย คนอื่นๆ ที่น่าจะรู้ดีกว่านี้คงเกรงกลัวหรือถูกล่อลวงโดยคนที่น่าทึ่งเหล่านี้”
โลกใหม่ของชีววิทยาโครงสร้างได้เปิดกว้างขึ้นด้วยความก้าวหน้าในเทคนิคการถ่ายภาพ ดังที่ Schaechter กล่าว ตอนนี้เราสามารถ “ดูว่าเอ็นไซม์ทำงานอย่างไรหรือโมเลกุลขนาดใหญ่มีปฏิสัมพันธ์กับโมเลกุลขนาดใหญ่และเล็กอย่างไร … วิธีการสร้างภาพโมเลกุลเดี่ยวช่วยให้เราเห็นภาพการเคลื่อนไหวเล็กๆ น้อยๆ ที่เกิดขึ้นและแรงที่เกิดจากโปรตีนหรือไรโบโซม ตอนนี้เราสามารถ ‘เห็น’ โพลีเมอเรสโพลีเมอไรเซชันและการแปลไรโบโซมแบบเรียลไทม์ได้”
ความสามารถในการวัดโมเลกุลแต่ละโมเลกุลในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตช่วยให้เกิดภาพที่สดใสของการส่งสัญญาณภายในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต การทดลองและการสร้างแบบจำลองเชิงทฤษฎีสามารถมีส่วนร่วมอีกครั้งในรูปแบบใหม่ เนื่องจากขณะนี้การติดฉลากด้วยกล้องจุลทรรศน์และการเรืองแสงอนุญาตให้ระบุ การติดตาม และการแสดงภาพการทำงานร่วมกันของโปรตีนเดี่ยวหรือโมเลกุลอาร์เอ็นเอ จึงสามารถจับคู่แบบจำลองทางทฤษฎีของการพับโปรตีนหรือการเปลี่ยนแปลงของโมเลกุลกับสิ่งที่มองเห็นได้
ในจุลชีววิทยา เช่นเดียวกับในวิทยาศาสตร์อื่น ๆ มีความสนใจที่แข่งขันกันในที่ทำงานระหว่างกลุ่มที่มีความมุ่งมั่นต่อวิธีการและเครื่องมือเฉพาะ อย่างไรก็ตาม พรมแดนที่สำคัญในด้านชีววิทยาและชีวฟิสิกส์กำลังได้รับการส่งเสริมด้วยภาพ ข้อมูลที่ได้รับในระดับที่มองไม่เห็นก่อนหน้านี้สามารถแปลเป็นแบบจำลองภาพที่มองเห็นได้ชัดเจนซึ่งทำหน้าที่ในการตรวจสอบ อธิบาย และแสดงรูปแบบและกลไกต่างๆ ขนาดมีขนาดเล็กกว่าที่ Ehrenberg จินตนาการไว้มาก แต่เขาคงจะเข้าใจลำดับความสำคัญตามเครื่องมือภาพเพื่อทำความเข้าใจฟังก์ชันผ่านโครงสร้างแบบไดนามิก
เมื่อพิจารณาจากภาพที่เห็นนี้ เป็นเรื่องที่น่าผิดหวังที่เห็นว่าหน้าเว็บ ASM หลักและหน้าสำหรับการประชุมสามัญในบอสตัน แมสซาชูเซตส์ในสัปดาห์นี้เป็นภาพทะเลทราย ความเข้มงวดของดาร์วินอยู่ที่นั่น มีเพียงการติดตามลิงก์ในนิตยสาร Microbe และ Microworld เท่านั้นที่ภาพจะรุ่งเรืองในรูปแบบที่คุ้นเคยของสิ่งมหัศจรรย์สีสดใสของคอมพิวเตอร์กราฟิกและชุดวิดีโอที่มีชีวิตชีวา
ในบรรดาวัฒนธรรมทางภาพและที่ไม่ใช่ภาพในชีววิทยา Schaechter ไม่ต้องสงสัยเลยว่าอนาคตอยู่ที่ใด: “ยุคแห่งการถ่ายภาพเพิ่งเริ่มต้น” อย่างไรก็ตาม เขายอมรับว่า “เป็นการยากที่จะคาดเดาว่ามันจะนำไปสู่จุดใดสล็อตแตกง่าย
