本文轉載自顯微觀點
每年,日本光學大廠Olympus都會舉辦「年度影像大賽」(Image of the Year),以光學顯微鏡所拍出的生命科學影像為主題,向全世界徵求優秀的顯微攝影作品。從繽紛的老鼠胚胎到宛如寶石的蝴蝶翅膀,每一張照片都呈現生命前所未見的面貌。
就在2019年,來自台灣的林明德,也因為一張照片而獲得榮譽獎(Honorable Mentions)。在這張照片上,有許多圓球狀的物體正發出綠色光芒,而每顆圓球都帶有一支長長的柄,好似一大串漂浮著的氣球。

這幅散發魔幻風格的景象,難以想像來自於一種昆蟲的卵巢內部。
昆蟲創造的另類世界
這種昆蟲稱為米爾頓釉小蜂,屬於膜翅目釉小蜂科,其幼蟲常會寄生於蓮霧,在台灣主要分布於嘉義、南投、屏東等蓮霧產區。
米爾頓釉小蜂在產卵時,會將產卵管插入蓮霧的子房,讓幼蟲寄生在蓮霧種子的內部,隨著蓮霧果實長大,種子也會因幼蟲發育而嚴重變形,形成所謂的「癭」。種子於是成為釉小蜂的食物,幫助幼蟲羽化成熟。釉小蜂變為成蟲後會離開癭室,並在蓮霧果肉上鑽出一個小隧道而飛離,因此蓮霧若遭到寄生,就會在表面找到許多細小的孔洞。
2006年,中興大學昆蟲學系教授楊曼妙首次在台灣鑑定並記錄米爾頓釉小蜂的存在,從此投入許多相關研究。因緣際會下,在數年前,楊曼妙委託林明德協助研究米爾頓釉小蜂的生殖系統。
楊曼妙之所以會委託林明德其來有自,林明德在慈濟大學分子生物暨人類遺傳學系所建立的實驗室,長期研究昆蟲的生殖系統,透過他熟悉的共軛焦顯微鏡,無論多麼細微的昆蟲結構也能一覽無遺。
於是,林明德解剖楊曼妙送來的樣本,取出釉小蜂的卵巢,經過處理後,拍下這微小樣本的真實樣貌。然而,眼前的畫面卻讓林明德出乎意料──每個圓俏的卵,都連接著一條長長的柄,這些柄又彼此纏繞在一起,形成一大束結構。

他曾用顯微鏡看過隱翅蟲、椿象、螽斯等各種形態的昆蟲卵巢,可是像米爾頓釉小蜂這種模樣的卵巢,林明德也是第一次見到。
米爾頓釉小蜂身形極小,成蟲長度僅有1毫米,而卵本身更是小到近乎透明,為了捕捉這些卵的輪廓,林明德在樣本中加入紅色與綠色的螢光染劑,並透過共軛焦顯微鏡偵測這些螢光訊號,「綠色的是細胞結構,像是卵細胞表面的那一層上皮細胞,而紅紅一點就是細胞核。」林明德說,照片裡的上皮細胞尚在發育,不久後細胞就會死亡,變成卵殼。
林明德能夠觀察到這些細節,都得仰賴共軛焦顯微鏡。這種顯微鏡能夠一層一層掃描樣本,解析樣本在不同深度的螢光訊號,最後將所有獲得的訊號拼接成一幅完整的圖樣,精準呈現生物組織的立體結構。因此,共軛焦顯微鏡也成為林明德實驗室的主力研究工具。
林明德除了研究昆蟲生殖細胞的發育,也以果蠅為材料來研究發育生物學,甚至利用斑馬魚來探討人類罕見疾病的突變等,研究題材十分廣泛。在研究這些題材的途中,拍攝過無數影像,不時也會發現一些讓雙眼為之一亮的事物。這些事物有些成為了科學研究的養分,有些則誤打誤撞成為了他參加顯微攝影比賽的契機。

研究途中誕生的驚喜
有趣的是,林明德第一次投稿的顯微攝影作品,是刊登在一間生技公司的產品目錄上。
當時的他就讀碩士班,正在研究「D型肝炎病毒」,常使用共軛焦顯微鏡來拍攝病毒蛋白在細胞裡的分布位置。「那時候,有一間賣螢光抗體的公司,叫做Molecular Probes(現稱Invitrogen)。」某一次,林明德在這間公司的產品目錄裡,看到一則廣告,「如果你用它的抗體,並把拍出來的照片寄給它,要是它採用的話,就會送你一支抗體。」林明德為了這支免費的抗體,特別拍了一張照片,結果還真的刊登在公司的產品目錄上,每次翻目錄都會看到那張照片。
前陣子林明德獲獎的Olympus年度影像大賽,則是偶然從Email收到比賽訊息,「第一名的獎品是鏡頭一組,我就想,實驗室好像缺了一些好鏡頭。」雖然最終林明德沒能得到首獎,卻也拿到一面獎牌。
林明德笑說,雖然榮譽獎沒有獎金,但這一面壓克力做的透明獎牌,上頭用雷射刻上了那張得獎作品,仍是個值得珍藏的紀念。
當問到最近還有沒有新的顯微攝影作品,他坦承,「我很少為了刻意要拍出一張照片而去把樣本染色,大部分還是因為實驗的需求才去做。」很多令人讚嘆的影像,都是在科學研究的路途上偶然獲得。直到現在,他仍然會對昆蟲的多變性感到驚訝,「不同昆蟲的卵巢顏色都不一樣,像小黑蚊吸完血後,卵巢會變橘色的;有些椿象則是綠色的。」米爾頓釉小蜂還有個親戚叫做「刺桐釉小蜂」,雖然同是小蜂,但卵卻長得像一支啞鈴,也沒有長長的柄。
他突然想起以前大學曾參加攝影社的往事,他說他那時才剛加入不久,就不小心騎腳踏車出了車禍,腳因此縫了十針,只能杵著拐杖在校園裡慢慢走,自然也就沒再進過攝影社。
不過他如今覺得,他在調整共軛焦顯微鏡的參數時,就猶如在操控普通相機一般,而且要拍出好成果,就得掌握樣本的特性,了解自己想要呈現什麼東西。因此,顯微鏡在不同人的操作下,就會得到不同的結果,「就像大家拿同一台相機,可是拍出來就會長得不一樣。」
另外,不只是共軛焦顯微鏡,使用者也可以根據不同需求,選擇偏光顯微鏡、電子顯微鏡、原子力顯微鏡等各種類型的顯微鏡,「根據想呈現的東西,選擇適合的工具。」他如此強調。
此時此刻,林明德還有很多研究題目想做,他指著電腦上米爾頓釉小蜂的照片說,其實連接卵的這些柄具有何種功能,目前還無人知曉。果蠅、小黑蚊等昆蟲的生殖系統,也還有很多尚未解開的謎團。
林明德的下個顯微攝影作品,可能也暫時還不會出現在眾人眼前,但或許在某個研究的路途上,他會再度碰上另一個意外的驚喜。








