Захватывающий 6-минутный промежуток времени показывает, что одна клетка делится, казалось бы, бесконечно до тех пор, пока то, что когда-то было желтой каплей, не превратилось в извивающегося головастика саламандры.
«Я хотел снять фильм о происхождении жизни», - сказал Ян ван Эйкен, фотограф и режиссер из Нидерландов, который создал недавно выпущенный короткометражный фильм под названием «Становление».
Но что именно происходит в этом фильме? Живая Наука вызвала биолога развития, чтобы узнать больше.
Ван Айкен был умным, чтобы выбрать амфибию альпийского тритона. «Вы можете заглянуть прямо в яйцо», сказал он Live Science. «Они прозрачны, и вы можете увидеть весь процесс». Итак, он связался с заводчиком саламандры и взял несколько десятков оплодотворенных яиц.
Но между оплодотворением и первым делением клеток осталось всего несколько часов, поэтому ван Эйкену пришлось мчаться домой и, подобно микрохирургу, развернуть и оторвать каждое яйцо с листа, где мать саламандры аккуратно сунула его. «Иногда я как раз вовремя», - сказал ван Эйкен.
Затем он поместил яйца в наполненные водой чашки Петри и сделал тысячи фотографий, используя камеру, прикрепленную к микроскопу, в течение следующих четырех недель.
В этом первоначальном снимке вы можете увидеть оплодотворенную яйцеклетку (также называемую эмбрионом) в прозрачной защитной вителлиновой мембране, сказал Лайонел Кристиан, адъюнкт-профессор биологии в Нью-Йоркском университете, который не был связан с фильмом. Эта мембрана «помогает сохранить яйцо влажным и предотвращает попадание патогенных микроорганизмов», - сказал Кристиан в интервью Live Science.
Затем эмбрион делится как маньяк. Вместо того, чтобы увеличиваться в размерах, эмбрион увеличивает количество клеток с каждым делением, все в пределах того же количества пространства. По словам Кристиана, существует задержка, поскольку каждая клетка воспроизводит генетический материал внутри нее, а затем делится в процессе, называемом митозом.
Примерно через минутную отметку в фильме у эмбриона появляется «дыра». Процесс, который создает отверстие, называется гаструляцией, когда эмбрион организуется в три отдельных клеточных слоя. Важность гаструляции была поймана Льюисом Вольпертом, биологом в отставке, который сказал, что «не рождение, брак или смерть, а гаструляция - действительно самое важное время в вашей жизни».
На стадии гаструляции эмбрион состоит из тысяч клеток, и некоторые уже «знают», что они или их потомство станут клетками мозга, кишечника или чем-то еще. «Но многие из этих клеток все еще находятся снаружи яйца», - сказал Кристиан. Во время гаструляции клетки перемещаются, организуя себя, переходя к самому внешнему слою или эктодерме (нервная система, клетки кожи и пигментные клетки); мезодерма (кишечник, мышцы и эритроциты); или внутренний слой, или энтодерма (клетки легкого, клетки щитовидной железы и клетки поджелудочной железы).
Примерно на отметке 1:50 зародыш выглядит так, как будто он надевает пальто. Этот процесс известен как нейруляция, сказал Кристиан, и это происходит, когда нервная трубка свернута. После этого шага почти все снаружи зародыша остается там. Это состоит главным образом из защитной кожи организма.
Примерно через 3 минуты вы можете увидеть, как формируются зачатки конечностей. Достаточно скоро вы сможете отличить голову от хвоста. Ван Эйкен прекратил фотографировать на время и переключился на видео, как только зародыш переместился, отметил он.
Вскоре после этого начинает формироваться трубка, которая в конечном итоге становится сердцем, сказал Кристиан. И как только сердце бьется, кровь течет. Вы даже можете видеть кровь, текущую через жабры, структуры, которые помогают животному с газообменом, чтобы оно могло дышать под водой.
По словам Кристиана, развивающаяся саламандра дергается по мере взросления, вероятно, потому, что растущий мозг учится контролировать мышцы животного.
Наконец, желтый головастик отрывается от защитной мембраны. Неясно, как животное знает, когда это делать, но гормоны могут сыграть свою роль, сказал Кристиан. «На этот вопрос нет удовлетворительного ответа», - сказал он.
Ван Айкен сказал, что наблюдать за люком головастиков "было невероятно". «Как этот внутренний часовой механизм заставляет все это ожить, это невероятно. Это настоящее чудо, одна клетка делится, а затем становится этим животным».
И круг жизни продолжается, отметил он. После того как головастики вылупились, ван Эйкен вернул их заводчику и приступил к монтажу фильма.
Примечание редактора: Вы также можете увидеть «Становление» на Ян ван IJken-х Vimeo page.
