揭开蜥蜴变色奥秘：国仪场发射电镜的探索之旅

*本文中所使用的蜥蜴皮肤细胞由中国科学院昆明动物研究所车静研究员课题组提供。

     

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扫描电镜下的蜥蜴皮肤

自然界中的动物体色，可以按形成机制分为两类：色素色和结构色。

色素色的产生是通过色素成分的含量变化以及颜色的叠加实现的，类似于“三原色”的原理；而结构色是通过细密的生理结构反射光线产生不同波长的反射光而形成的颜色，其基础主要是光学原理。

下面几张图（图1-4）就是使用国仪量子场发射扫描电镜SEM5000-STEM附件对蜥蜴皮肤细胞中的虹彩细胞进行表征的结果，虹彩细胞具有类似衍射光栅一样的结构，我们暂且称它为晶体片，晶体片能够反射、散射不同波长光。

研究发现通过蜥蜴虹彩细胞中晶体片的大小、间距、角度等变化，可以改变它们的皮肤散射和反射的光波长，这一点对研究蜥蜴皮肤变色产生的机制具有重要的意义。

扫描电镜下对蜥蜴皮肤细胞进行表征，可以直观地看到蜥蜴不同颜色下的皮肤晶体片结构特点：包括大小、长度、排列方式，使得微观表征与宏观表现生动的关联到了一起。

图1 蜥蜴皮肤的超微结构/30 kV/STEM

图2 蜥蜴皮肤的超微结构/30 kV/STEM

图3 蜥蜴皮肤的超微结构/30 kV/STEM

图4 蜥蜴皮肤的超微结构/30 kV/STEM

结合国仪自主研发的 “Automap”大图拼接软件，可以对蜥蜴皮肤细胞进行大面积的宏观结构表征，最大可至厘米级。因此不论是高倍细节还是宏观区域的表征，国仪电镜皆可满足。

“Automap”操作界面

国仪量子场发射扫描电镜，具有高分辨成像的优势，且支持选配新型的扫描透射电子（STEM）探测器，可以结合扫描电镜和透射电镜的功能特点，在 30kV 及以下的加速电压下，获得由透射电子形成的高分辨率图像。对于观测电子束敏感的生物样品，有着独特优势。

   

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[1]崔慧海,陈旭,梁爱萍.绿安乐蜥微皮纹和皮肤感受器形态学与组织学研究[J].四川动物, 2023, 42(6):641-649.

[2]Camouflage versus running performance as strategies against predation in a lizard inhabiting different habitats[J]. Wan Lixia;Liu Zhenxia;Wang Tao;Yang Minglu;Li Jiasheng;Sun Hui;Niu Chenkai;Zhao Wei;Jin Yuanting.Ecology and Evolution,2021

[3]Real-Time Integration Center of Mass (riCOM) Reconstruction for 4D STEM. Chu-Ping Yu, Thomas Friedrich, Daen Jannis, Sandra Van Aert, Johan Verbeeck. Microscopy and Microanalysis ,2022, 28, 1526–1537.

[4]https://www.163.com/dy/article/I2A65GLH051191KO.html