Le lucertole sono un gruppo di rettili che vivono sulla terra in ambienti diversi con forme corporee diverse. Le lucertole sono altamente adattabili e possono sopravvivere in una vasta gamma di ambienti. Alcune presentano colorazioni molteplici, che fungono da protezione o vengono sfruttate durante il corteggiamento. Lo sviluppo della colorazione della pelle delle lucertole è un fenomeno evolutivo biologico molto complesso.
Come abbiamo scritto in una nostra recente Application Note sul mondo degli animali, il microscopio elettronico a scansione a emissione di campo (FESEM) è diventato uno strumento di caratterizzazione fondamentale nella ricerca scientifica, grazie all’alta risoluzione e all’ampio intervallo di ingrandimenti. Questo strumento, oltre a fornire informazioni sulla superficie del campione, può essere anche un valido supporto per lo studio della struttura interna del materiale, che può essere osservata attraverso la modalità in trasmissione (Scanning Transmission Electron Microscopy – STEM) con l’opportuno rilevatore montato sul SEM. Rispetto alla tradizionale microscopia elettronica a trasmissione, la modalità STEM del SEM può ridurre significativamente il danneggiamento del campione dovuto al fascio di elettroni incidente, grazie alla tensione di accelerazione inferiore, che la rende particolarmente adatta per analisi strutturali di tessuti molli come quelli dei campioni biologici e di molti materiali polimerici.
I SEM CIQTEK possono essere dotati di questa modalità di scansione, tra cui il SEM5000, microscopio a emissione di campo, dotato di un’ampia varietà di modalità di imaging: INLENS, ETD, BSED, STEM, ecc., con una risoluzione della modalità STEM fino a 0.8 nm a 30 kV.
I colori del corpo degli animali possono essere suddivisi in due categorie a seconda del meccanismo di formazione: colori pigmentati e colori strutturali. Il colore dei pigmenti differisce dal colore strutturale, per il fatto che appare identico da ogni angolo di vista, mentre il colore strutturale è il risultato di riflessioni selettive o dell’iridescenza, solitamente dovuta a strutture pluristratificate. I colori pigmentati vengono prodotti attraverso cambiamenti nel contenuto dei componenti del pigmento e la sovrapposizione dei colori, con un funzionamento simile al principio dei “tre colori primari”. I colori strutturali si formano riflettendo la luce attraverso sottili strutture, producendo colori con diverse lunghezze d’onda della luce riflessa, basandosi sui principi dell’ottica.
Le figure (Figure 1-4) mostrano i risultati dell’utilizzo dell’accessorio SEM5000-STEM per caratterizzare le cellule iridescenti nelle cellule della pelle delle lucertole, che hanno una struttura simile a un reticolo di diffrazione, e che è in grado di riflettere e diffondere diverse lunghezze d’onda della luce. Si è scoperto che le lunghezze d’onda della luce diffusa e riflessa dalla pelle della lucertola potrebbero essere variate modificando la dimensione, la spaziatura e l’angolo di queste strutture. La caratterizzazione delle cellule della pelle di lucertola al microscopio elettronico a scansione consente di visualizzarne le caratteristiche strutturali (dimensioni, lunghezza e disposizione) che danno origine ai diversi colori, e permette così di correlare la microstruttura con la colorazione macroscopica.
Fig.1-4 – Microstruttura di pelle di lucertola osservata in modalità STEM con SEM5000 (FEG). Le cellule della pelle di lucertola utilizzate in questo articolo sono state fornite dal gruppo di ricerca di Che Jing, Istituto di zoologia di Kunming, Chinese Academy of Sciences.
Inoltre, utilizzando l’opzione software Automap di CIQTEK (Fig.5) è possibile ottenere uno stitching di immagini di grandi dimensioni, per comporre le grandi macrostrutture (fino al centimetro) costituite dalle cellule della pelle di lucertola.
Fig.5 – Interfaccia software di Automap: questa funzione permette di comporre immagini di grandi dimensioni, a partire dall’acquisizione automatica di molteplici campi (singole immagini SE o BSE).