Oscar Ruiz, medisch onderzoeker aan de Universiteit van Texas, bestudeert gezichtsafwijkingen door celontwikkeling te onderzoeken in de minieme gezichten van levende zebravisembryo's. Hij neemt duizenden foto's van deze microscopische onderwerpen om hun genetica te bestuderen met de hoop de genen vast te pinnen die de ontwikkeling van afwijkingen zoals gespleten lippen of gehemelte bij mensen regelen.
Deze week won een van de duizenden foto's die hij voor zijn werk maakte de eerste plaats in Nikon's 42e jaarlijkse Small World Photography-wedstrijd. De winnende afbeeldingen werden geselecteerd uit een pool van meer dan 2.000 inzendingen door een jury, waaronder twee biologen, twee wetenschapsjournalisten en een energierijke fysica-onderzoeker.
Levende embryo's in beeld brengen is geen gemakkelijke taak. Ruiz ving de vis meestal in profiel of vanaf de bovenkant, maar het was moeilijk om een rechtlijnig beeld te krijgen van het zich ontwikkelende gezicht van de vis. Dus experimenteerde Ruiz met het monteren van de ontwikkelende vis in agarose, een soort gelatineus materiaal, en brak weg met zijn confocale microscoop, die een laser en software gebruikt om het hele onderwerp scherp te houden.
De methode werkte en hij was in staat om een goed beeld te krijgen van het zich ontwikkelende zebravisgezicht. "[Deze afbeelding] was de eerste die we kregen zoals we wilden", zegt hij.
Het succes van de nieuwe beeldvormingsmethode van Ruiz bracht hem ertoe een beeldatlas te bouwen van gezichtshuidcellen van de zich ontwikkelende zebravis. Eenmaal voltooid, kunnen hij en zijn collega's de visgenen manipuleren om verbanden tussen de genen en gezichtscellen te identificeren, die van toepassing kunnen zijn op mutaties in het menselijk gezicht.
Om de cellen te bestuderen, gebruikt Ruiz een vlek die ervoor zorgt dat de kernen in de cellen van de vis fluoresceren en neemt vervolgens foto's en video's met tijdsintervallen om vast te leggen hoe die cellen bewegen en veranderen. "In principe begin je met een klein embryo dat geen gezicht heeft, en aan het eind heb je een vis met een gezicht en een mond en ogen en alles, " zegt hij. Door dit onderzoek hopen Ruiz en zijn team fundamentele vragen te beantwoorden over hoe gezichtskenmerken zich ontwikkelen om er uiteindelijk achter te komen hoe deze ontwikkelingsafwijkingen kunnen worden verholpen.
De meeste andere afbeeldingen in de laatste 20 hebben op vergelijkbare wijze boeiende verhalen. Van een glimp van medisch onderzoek tot het kijken in de ogen van een spin, "elk beeld roept een krachtige reactie op van onze rechters", zegt Nikon's communicatiemanager Eric Flem in een persbericht. "Elk jaar zijn we op zoek naar dat beeld dat mensen naar voren laat leunen, hun nieuwsgierigheid opwekt en nieuwe vragen stelt."
Hoewel iedereen aan de wedstrijd kan deelnemen, biedt dit een ongebruikelijke kans voor onderzoekers in een aantal disciplines om hun werk aan het grote publiek te laten zien en mensen te helpen het onderzoek dat achter gesloten deuren gebeurt beter te begrijpen. "Als wetenschappers werken we aan belastingbetaler dollars en het grote publiek weet niet wat we onderzoeken of zien niet wat we doen", zegt Ruiz. "Hoe meer mensen zien, hoe beter ze de wetenschap kunnen financieren."
Andere afbeeldingen omvatten kleurenfoto's van menselijke neuronen, close-ups van insectenpoten en -vleugels, chemische reacties, celdeling en microscopische organismen. Sommige afbeeldingen vergroten hun onderwerpen slechts licht, terwijl anderen dingen weergeven die meestal 200 keer kleiner zijn. De beelden zijn gemaakt met een reeks microscopen, verwerking en belichting. Sommige zijn eenvoudige snapshots door een microscoop. Anderen, zoals het winnende schot van Ruiz, gebruiken confocale microscopie - een methode die plakjes van het object op verschillende diepten vastlegt.
Hoewel de juryleden hun beslissing hebben genomen, zal de openbare stemming over de afbeeldingen doorgaan tot 25 oktober wanneer een winnaar van de Popular Vote wordt geselecteerd.
