微小花粉粒的科学与美学

玉蕊(玉蕊科)是组成海岸红树林的半红树植物之一 。3合沟(3条萌发沟在两极处相汇合),萌发沟区具有穴状结构,花粉表面光滑 。图中花粉粒长轴为42.5微米(花粉粒比例尺10微米,观察倍数2500倍) 。大自然永远是人类无法比拟的艺术大师 。多彩的有形世界让人类享受到“自由”的视觉盛宴 。然而,人类的视觉很难延伸到肉眼视觉极限之外的微小物质 。借助强大的放大仪器,可以观察到令人惊叹的微观世界 。例如,为了满足“窥视”花粉微观世界的好奇心,科学家们不得不付出“昂贵”的金钱代价 。由于花粉粒需要精心的预处理,微小花粉粒的形态和精细结构只有在镀金后才能用扫描电镜观察到 。本文以图片的形式介绍了花粉及其形态的基本知识,最后向读者介绍了认识、触摸和观察花粉最简单快捷的方法 。花粉的显微形态结构大多具有完美的形态对称性和规则的表面雕刻图案 。最近,分子材料科学研究受到花粉粒表面多彩纹饰的启发,开始研究仿生结构(一些网状花粉表面类似于纳米结构) 。花粉表面典型的图案有网状、多刺、棒状、条纹状 。这些丰富的模式成为识别花粉种类的重要元素 。经过“微整容”(在保持花粉粒形态特征的科学含量不变的前提下,对虚色进行图像艺术化处理)后,看不见的微小颗粒耀眼而明亮 。花粉科学知识和科学研究
花粉来自种子植物的雄蕊,是植物的雄性生殖细胞 。事实上,花粉与人类一直保持着“密切接触”,从呼吸空空气到喝水甚至吃蔬菜,这些都可能含有花粉粒 。科学家可以问许多关于花粉的复杂而有趣的科学问题 。比如为什么花粉粒信息丰富,植物如何在时间序列上进化和多样化等等,这些问题都可以直接或间接从花粉粒中找到微观线索 。似乎上天有意在花粉粒外壁创造出耐酸碱腐蚀的有机高分子材料,所以经过漫长的地质历史,是很难被破坏的 。或许这也是上帝打算留给人类开启植物进化史之谜的微观钥匙?花粉形态是研究这些科学问题的基础 。丰富多彩的植物多样性与其对应的花粉粒特征具有相同的多样性现象 。形态学研究的主要目的是描述和分类不同类型花粉的特征 。根据花粉粒萌发器官的数量、位置和特征,结合花粉表面刻纹等信息,建立不同植物种类特征检索信息库 。根据现代花粉形态信息库,可以为化石花粉类型的物种鉴定提供不可或缺的比较信息 。
微小的花粉粒含有种子植物的遗传信息,在植物界的遗传、发展和进化过程中起着重要的作用 。在传粉生态学、系统进化植物学等领域,对花粉与昆虫、花粉与环境、植物与环境协同进化的研究越来越深入 。在发育生物学和细胞生物学的研究领域,花粉外壁的发育过程和形成机制,花粉外壁的功能层次等,还有许多科学问题等待科学家们去解答 。在植物起源、进化和进化的研究领域,花粉外壁的结构和花粉颗粒表面丰富的特征为植物的系统发育和进化提供了有价值的信息 。总之,小小的花粉粒给了科学家们一个广阔的遐想空 。虽然花粉粒本身会永远保持沉默,但科学研究的步伐将永远前进,隐藏在尚未被发现或解决的小花粉粒背后的科学问题正等待着科学家去发现和解决 。了解和接触花粉
【微小花粉粒的科学与美学】
]直接了解花粉最简单的方法就是用数码相机拍摄植物雄蕊的特写照片 。当然,所有植物的雄蕊都是普通数码相机看不到的,因为不同植物的花粉粒大小差异很大 。常见的松科类型(松树、云杉、罗汉松等 。),锦葵科植物(木槿、锦葵、蜀葵等 。),一些旋花科植物(如莳萝松)可以用数码相机拍得很清楚 。要想更清楚地看到雄蕊上的花粉,就要用立体显微镜观察(如海州常山花药中的花粉粒) 。另外,想要看清楚花粉表面的细节,需要将花粉放在载玻片上,用生物显微镜观察(不是所有的植物花粉都可以用光学显微镜下的表面细节直接观察到,但那些表面特征明显、花粉粒较大的花粉可以看得很清楚,比如草木槿的花粉粒,表面有较长的刺) 。想要对花粉粒表面的细节有一个清晰的看法,需要使用扫描电镜,对样品处理和观察的技术和设备也是非常严格的 。

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