Mesoscale morphology at nanoscale resolution: serial block-face scanning electron microscopy reveals fine 3D detail of a novel silk spinneret system in a tube-building tanaid crustacean
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: The study of morphology is experiencing a renaissance due to rapid improvements in technologies for 3D visualization of complex internal and external structures. But 3D visualization of the internal structure of mesoscale objects - those in the 10-1000 μm range - remains problematic. They are too small for microCT, many lack suitable specific fluorescent markers for confocal microscopy, or they require labor-intensive stacking and smoothing of individual TEM images. Here we illustrate the first comprehensive morphological description of a complete mesoscale biological system at nanoscopic resolution using ultra-modern technology for 3D visualization - serial block-face scanning electron microscopy (SBF-SEM). The SBF-SEM machine combines an in-chamber ultramicrotome, which creates a serial array of exposed surfaces, with an SEM that images each surface as it is exposed. The serial images are then stacked automatically by 3D reconstruction software. We used SBF-SEM to study the spinneret (thread-producing) system of a small, tube-dwelling crustacean that weaves tubes of silk. Thread-producing ability is critical for the survival of many small-bodied animals but the basic morphology of these systems remains mysterious due to the limits of traditional microscopy. RESULTS: SBF-SEM allowed us to describe - in full 3D - well-resolved components (glands, ducts, pores, and associated nerves and muscles) of the spinneret system in the thoracic legs and body segments of Sinelobus sp. (Crustacea, Peracarida, Tanaidacea), a tube-building tanaid only 2 mm in body length. The 3D reconstruction by SBF-SEM revealed at nanoscale resolution a unique structure to the gland and duct systems: In each of three thread-producing thoracic segments, two separate ducts, derived from two separate glands located in the body, run through the entire leg and merge at the leg tip just before the spinneret pore opening. We also resolved nerves connecting to individual setae, spines and pores on the walking legs, and individual muscles within each leg segment. CONCLUSIONS: Our results significantly expand our understanding of the diversity of spinneret systems in the Crustacea by providing the first well-resolved view of spinneret components in the peracarid crustacean order, Tanaidacea. More significantly, our results reveal the great power of SBF-SEM technology for comprehensive studies of the morphology of microscopic animals.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».