Peter Tucker
0 
2246
413
En fascinerande 6-minuters tidsfördröjning visar en enda cell som till synes oändligt delar tills det som en gång var en gul klump har blivit en vrigande, dartande salamander-rumpa.
"Jag ville filma livets ursprung," sa Jan van IJken, en fotograf och filmare baserad i Nederländerna som skapade den nyligen släppta korta, kallad "Bli".
Men vad händer exakt i den här filmen? ringde en utvecklingsbiolog för att lära sig mer. [Foton: Bisarra grodor, ödlor och salamandrar]
Van IJken var smart att välja en amfibisk alpin newt. "Du kan titta rakt in i ägget," sa han. "De är transparenta och du kan se hela processen." Så han kontaktade en salamanderuppfödare och plockade upp ett par dussin befruktade ägg.
Men det är bara några timmar mellan befruktningen och den första celldelningen, så van IJken var tvungen att tävla hem och, som en mikrokirurg, släppa och odla varje ägg från bladet där salamandermoden försiktigt hade fastnat det. "Ibland var jag precis i tid", sa van IJken.
Sedan placerade han äggen i vattenfyllda petriskålar och tog tusentals bilder med en kamera fäst vid ett mikroskop under de kommande fyra veckorna.
I det första skottet kan du se det befruktade ägget (även kallad ett embryo) i det klara, skyddande vitellinmembranet, säger Lionel Christiaen, docent i biologi vid New York University, som inte var inblandad i filmen. Detta membran hjälper till att hålla ägget fuktigt och förhindrar att patogener tränger in, berättade Christiaen .
Därefter delar embryot sig som en galning. I stället för att expandera i storlek ökar embryot antalet celler med varje uppdelning, allt inom samma mängd utrymme. Det finns en fördröjning eftersom varje cell replikerar det genetiska materialet i det och sedan delar upp, i en process som kallas mitos, sade Christiaen.
På ungefär minutsmarkeringen i filmen visas ett "hål" i embryot. Processen som skapar hålet kallas gastrulation, när embryot organiserar sig i tre distinkta cellskikt. Vikten av gastrulation fångades av Lewis Wolpert, en pensionerad utvecklingsbiolog, som berömt sa att det är "inte födelse, äktenskap eller död, utan gastrulation som verkligen är den viktigaste tiden i ditt liv."
Vid gastruleringsstadiet består embryot av tusentals celler, och vissa "vet redan" att de eller deras avkommor kommer att bli hjärnceller, tarmsceller eller något annat. "Men många av dessa celler finns fortfarande på utsidan av ägget," sade Christiaen. Under gastrulering rör cellerna sig, organiserar sig genom att gå till det yttersta lagret, eller ektoderm (nervsystem, hudceller och pigmentceller); mesodermen (tarmen, musklerna och röda blodkropparna); eller det inre skiktet, eller endoderm (lungceller, sköldkörtelceller och bukspottkörtelceller).
Vid ungefär 1:50-märket ser embryot ut som att ta på sig en kappa. Denna process kallas neurulation, sade Christiaen, och det händer när nervröret rullas upp. Efter detta steg är nästan allt på utsidan av embryot kvar för att stanna. Detta består mestadels av organismens skyddande hud. [På foton: Hur ormembryon växer en fallos]
Ungefär 3 minuter in i videon kan du se lemmarna som bildas. Snart nog kan du skilja huvudet från svansen. Van IJken slutade ta foton för tiden och bytte till video så snart embryot flyttade, konstaterade han.
Strax efter det börjar det bildas ett rör som så småningom blir hjärtat, sade Christiaen. Och när hjärtat slår, flödar blod. Du kan till och med se blodet flyta genom pälarna, strukturerna som hjälper djuret med gasutbyte så att det kan andas under vattnet.
De utvecklande salamander rycker när det blir äldre, troligtvis för att dess växande hjärna lär sig att kontrollera djurets muskler, sade Christiaen.
Slutligen bryter den gula rödbrädan från skyddsmembranet. Det är oklart hur djuret vet när det ska göras, men hormoner kan spela en roll, sade Christiaen. "Det finns inget tillfredsställande svar" på den frågan, sa han.
Att titta på rumpbagorna kläcks "var otroligt" sa van IJken. "Hur detta interna urverk gör att hela saken kommer till liv, det är otroligt. Det är ett sant mirakel, en cell delar upp och blir det här djuret."
Och livskretsen fortsätter, konstaterade han. Efter att grodlarna kläckts gav van IJken dem tillbaka till uppfödaren och fick jobba med att redigera filmen.
Redaktörens anmärkning: Du kan också se "Bli" på Jan van IJken s Vimeo-sida.
- Foton: Världens sötaste baby vilda djur
- I foton: Lost Salamanders Discovered
- 7 sätt gravida kvinnor påverkar bebisar
Ursprungligen publicerad den .