Текст
MAX-PLANCK - G E 3E L LS CHA FT
КАРТИНЫ ИЗ МИРА НАУКИ
BILDER AUS DER WISSENSCHAFT
оссмя
eutschland
2012/13
germanyinrussia.ru
Год Германии в России 2012/13 проходит под деви-
зом: «Германия и Россия: вместе строим будущее».
С июня 2012 по июнь 2013 года Германия будет пред-
ставлена по всей России широким спектром проектов,
охватывающих политику, экономику, культуру, образо-
вание и науку. Год Германии призван укрепить россий-
ско-германские партнерские отношения, предложить
идеи для решения глобальных вопросов и открыть но-
вые дороги в совместное будущее России и Германии.
Организаторами Года Германии 2012/13 являются Ми-
нистерство Иностранных Дел Германии, Гете-Институт,
Восточный комитет германской экономики при подде-
ржке Российско-Германской Внешнеторговой палаты.
Презентация выставки общества Макса Планка
“Картины из мира науки» проводится в рамках
Года Германии в России 2012/13.
Das Deutschlandjahr in Russland 2012/13 steht unter
dem Motto „Deutschland und Russland: gemeinsam
die Zukunft gestalten *. Von Juni 2012 bis Juni 2013
stellt sich Deutschland in ganz Russland mit einem brei-
ten Spektrum von Projekten aus Politik, Wirtschaft. Kultur
und BildungM/issenschaft vor. Durch das Deutschlandjahr
werden deutsch-russische Partnerschaften gestarkt, Ideen
fur die Bewaltigung giobaler Herausforderungen entwickelt
und neue Wege in eine gemeinsame Zukunft von Deutsch-
land und Russland aufgezeigt. Projekttrager sind das Aus-
wartige Amt, das Goethe-lnstitut und der Ost-Ausschuss
der deutschen Wirtschaft mit Unterstutzung der Deutsch-
Russischen Auslandshandelskammer.
Die Presentation der Ausstellung „Bilder aus der Wissen-
schaft" der Max-Planck-Gesellschaft findet im Rahmen
des Deutschlandjahres in Russland 2012/13 statt.
ЗАВОРАЖИВАЮЩИЕ
ИССЛЕДОВАНИЯ
Изображение может сказать больше, чем тысяча слов.
«Картины из мира науки* открывают новый путь в мир
научных исследований и показывают его в непривычном
ракурсе. Как произведения искусства они приковывают
к себе внимание наблюдателя и вместе с тем его любо-
пытство к исследовательским процессам и научному по-
знанию. которые стоят за каждой картиной. Последуйте
за нами в этот мир. мир Общества им. Макса Планка.
Наука межнациональна, обмен знаниями без границ - будь
они профессиональными или территориальными - это ее
жизненный эликсир. Для Общества им. Макса Планка как
одной из ведущих научно-исследовательских организаций
в мире интернационализм - это повседневность, одна из
колонн, на которой зиждется наш успех. Ученые из инсти-
тутов Общества им. Макса Планка активно поддержива-
ют совместную работу с коллегами в России, и мы очень
рады, что в рамках Российско-Германского года образова-
ния. науки и инноваций 2011/12 и Года Германии в России
2012/13, благодаря сотрудничеству с Гете-Институтом,
мы можем представить российской общественности ре-
зультаты нашей работы. Настоящая выставка включает
40 наших «Картин из мира науки». Если мы пробудили Ваш
интерес и Вы хотите увидеть другие наши научные карти-
ны и больше узнать об исследованиях общества им. Макса
Планка, посетите наш сайт в Интернете www.mpg.de.
FASZINIERENDE
FORSCHUNG
Bilder sagen mehr als tausend Worte. Die „Bilder au rjer
Wissenschaft" bieten eme ungewohnte Perspektr/c s»e
eroffnen einen neuen Weg in die Welt der Forschung. Wie
Kunstwerke schlagen sie den Betrachter in ihren Banr und
wecken gleichzeitig seine Neugier auf den Forschungroro-
zess und die wissenschaftliche Erkenntnis, die hinter den
asthetischen Bildern stehen. Begleiten Sie uns in diese
Welt, die Welt der Max-Planck-Gesellschaft.
Wissenschaft ist international, der Austausch uber alle
Grenzen - seien diese fachlich oder geografisch - ist ihr
Lebenselixier. Fur die Max-Planck-Gesellschaft als eme
der fuhrenden Forschungsorganisationen weltweit ist In-
ternationalitat gelebter Alltag, eine der Saulen, auf denen
unser Erfolg ruht. Max-Planck-Wissenschaftlerinnen und
-Wissenschaftler unterhalten zahlreiche Kooperationen mit
Kollegen in Russland und wir freuen uns sehr, dass wir in
Zusammenarbeit mit dem Goethe-lnstitut unsere Arbeit im
Rahmen des Deutsch-Russischen Jahrs der Bildung. Wis-
senschaft und Innovation 2011/12 und des Deutschlandjah-
res in Russland 2012/13 auch der russischen Offentlichkeit
vorstellen kbnnen. Die aktuelle Ausstellung umfasst 40 un-
serer „Bilder aus der Wissenschaft1. Haben wir Ihr Interesse
geweckt, mochten Sie weitere Bilder sehen Oder mehr uber
die Forschung der Max-Planck-Gesellschaft erfahren. so
besuchen Sie uns auf www.mpg.de.
Петер Грусс,
Президент Общества им. Макса Планка
JJ
Peter Gruss.
President der Max-Planck-Gesellschal-
КАРТИНЫ
ИЗ МИРА НАУКИ
Выставка Общества им. Макса Планка
Вновь и вновь наука преодолевает границы непознанно-
го. стремясь исследовать все новое и сделать невидимое
явным. В ходе научного описания объектов эксперимен-
та зачастую возникают образы удивительной художе-
ственной формы и структуры: абстрактные шедевры из
мира, обычно скрытого от невооруженного человеческо-
го взгляда.
Специально для выставки ученые из восьмидесяти ин-
ститутов Общества им. Макса Планка отобрали фото-
графии из различных областей науки. Спектр технологий
получения снимков широк: от традиционной фотографии
и цветной микроскопической съемки с помощью свето-
вого, растрового электронного, сканирующего туннель-
ного микроскопа до съемки с применением компьютер-
ного моделирования.
BILDER AUS DER
WISSENSCHAFT
Eine Ausstellung der Max-Planck-Gesellschaft
Immer wieder uberschreitet die Wissenschaft die Grenzen
des bisher Bekannten, um Neues zu erforschen und Unge-
sehenes sichtbar zu machen. Neben der rein wissenschaft-
lichen Dokumentation der Forschungsobjekte entstehen
dabei oft auch Bilder mit uberraschend asthetischen For-
men und Strukturen: abstrakte Kunstwerke aus einer dem
menschlichen Auge normalerweise verborgenen Welt.
Fur die Ausstellung haben Wissenschaftlerinnen und Wis-
senschaftler aus den 80 Instituten der Max-Planck-Gesell-
schaft Bilder aus unterschiedlichsten Forschungsbereichen
zur Verfugung gestellt. Das Spektrum der angewandten
Techniken reicht dabei von der konventionellen Fotografie
Ober kolorierte mikroskopische Aufnahmen - Lichtmikros-
kopie, Rasterelektronenmikroskopie, Rastertunnelmikros-
kopie - bis zur Computersimulation.
ИММУННАЯ СИСТЕМА
В ДЕЙСТВИИ
На первый взгляд это больше всего напоминает экзоти-
ческий цветок, но на деле здесь изображена иммунная
система человека в действии: лейкоцит (на рисунке вы-
деленный красным) собирается обезвредить туберку-
лезные бактерии (на рисунке выделены желтым). Кле-
точная мембрана фагоцита обволакивает бактерии,
затягивает внутрь и оставляет в заточении - в идеале,
навсегда. Однако Mycobacterium tuberculosis - крепкий
орешек. Благодаря своей особо устойчивой оболочке
бактерии могут годами жить внутри фагоцитов, не теряя
дееспособности, и снова попасть на свободу при ослаб-
лении иммунной системы из-за таких заболеваний, как
СПИД, или в результате естественного старения.
Раскрашенный снимок с растрового
__________________электронного микроскопа
Институт инфекционной биологии
Общества им. Макса Планка, Берлин
Фолькер Бринкман
IMMUNSYSTEM
IN AKTION
Was auf den ersten Blick wie eine exotische Blute er-
scheint, ist das menschliche Immunsystem in Aktion Ein
weiBes Blutkdrperchen (hier rot dargestellt) ist im Begriff,
Tuberkulosebakterien (gelb) unschadlich zu machen. Die
Bakterien werden von der Zellmembran der Fresszelle um-
schlossen, ins Innere gezogen und dort eingeschlossen -
im Idealfall fur immer. Doch Mycobacterium tuberculosis
ist hart im Nehmen. Dank einer besonders widerstandsfa-
higen Hulle kbnnen die Bakterien in den Fresszellen jahre-
lang Oberleben und bei einer Schwachung des Immunsys-
terns - sei es durch Krankheiten wie Aids Oder auch durch
das Alter - wieder freigesetzt werden.
Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme,
koloriert
Max-Planck-lnstitut fur Infektionsbiologie,
Berlin
Volker Brinkmann
ЛИЧИНКИ ПОЗИРУЮТ
Рыбку ..дамский чулок» (Dario rerio) ученые любят ис-
пользовать в роли модели, проводя исследования в об-
ласти биологии развития. В течение трех месяцев этот
организм вырастает из оплодотворенной яйцеклетки до
половозрелой особи. На фотографии изображены личин-
ки в двухдневном возрасте; уже хорошо видно ротовое
отверстие. Окруженные ресничками впадины, которые
на первый взгляд могут показаться глазами, на самом
деле - будущие органы обоняния. Ученые Института
биологии развития Общества им. Макса Планка на при-
мере эмбрионов данио рерио изучают развитие тканей и
органов У левого из показанных здесь эмбрионов имеет-
ся генетический дефект, вызывающий проблемы в раз-
витии кожи.
LARVEN STEHEN MODELL
Der Zebrafisch (Danio rerio} ist ein beliebter Modellorganis-
mus in der Entwicklungsbiologie. Innerhalb von drei Mona-
ten wachst er von einer befruchteten Eizelle zu einem ge-
schlechtsreifen Tier heran. Das Foto zeigt zwei Tage alte
Larven; die Mundbffnung ist bereits gut zu erkenner Doch
was hier auf den ersten Blick wie Augen aussieht. sind
mit Wimpern umrandete Einstulpungen: die zukiinftigen
Riechorgane. Die Wissenschaftler am Max-Planck-lnstitut
fur Entwicklungsbiologie untersuchen an Zebrafisch-Emb-
ryonen die Entwicklung von Geweben und Organen. Beim
linken der hier gezeigten Embryonen fuhrt ein genetischer
Defekt zu Problemen bei der Entwicklung der Haut.
Раскрашенный снимок с растрового
— электронного микроскопа
Общества им'м?" 6“ОЛОГИИ Развитая
Юпгр„ я СЭ Планка' т»бинген
Юрген Бергер. Махендра Сонаеане
Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme.
koloriert
Max-Planck-lnstitut fur Entwicklungsbiologie.
Tubingen
Jurgen Berger, Mahendra Sonawane
ГОНКА ВООРУЖЕНИЙ В
РАСТИТЕЛЬНОМ МИРЕ
Настоящая мучнистая роса (Golovinomyces orontii), вре-
дитель растений из группы аскомицетов, образует на ли-
стьях резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana) нитевидную
грибницу. На верхушках выступающих на поверхности
мицелия спороносцев развивается несколько бесполых
спор, которые разносятся ветром. Так гриб поражает
новые растения. На модели системы взаимодействия
настоящей мучнистой росы и резуховидки Таля ученые
исследуют, как растения реагируют на грибковые ин-
фекции и как грибы обходят защитные механизмы ра-
стений.
Раскрашенный снимок с растрового
— -—--------------электронного микроскопа
Институт биологии развития
Щ ст83 им- Макса Планка, Тюбинген
Юрген Бергер, Марко Тодеско
WETTRUSTEN IM
PFLANZENREICH
Der Echte Mehltau (Golovinomyces orontii). ein Pflanzen-
schadling aus der Gruppe der Schlauchpilze, bildet auf
Blattern der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) etn
fadiges Pilzgeflecht. Die aus diesem Myzel hervorragen-
den Sporentrager entwickeln an ihrer Spitze Stapel von
asexuellen Sporen, die vom Wind verbreitet werden. Auf
diese Weise kann der Pilz weitere Pflanzen befallen. Wis-
senschaftler nutzen die Interaktion zwischen dem Echter
Mehltau und der Ackerschmalwand als em Modellsyster
an dem sie untersuchen, wie Pflanzen auf Pilzinfektione
reagieren und wie Pilze die Abwehrmechanismen vor
Pflanzen umgehen.
Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme,
koloriert
Max-Planck-lnstitut fur Entwicklungsbiologie,
Tubingen
Jurgen Berger, Marco Todesco
ОСВОБОЖДЕННЫЙ
МАГНЕТИЗМ
Раскаленная до нескольких тысяч градусов плазма под-
нимается из недр Солнца на поверхность, охлаждается
и вновь погружается в глубину. В тех местах, где плазму
удерживают сильные магнитные поля, возникают тем-
ные солнечные пятна. С краю видны нитевидные струк-
туры. В этих областях поля, в общем-то, должны быть
достаточно сильными, чтобы удерживать течения, по-
этому они должны казаться темнее. Ученые института
исследований Солнечной системы Общества им. Макса
Планка смогли доказать, что магнитное поле здесь ме-
стами ослаблено. В результате циркуляции плазмы обра-
зуются светящиеся нити, которые кажутся вращающи-
мися вокруг своей оси.
ENTFESSELTE
MAGNETKRAFT
Mehrere tausend Grad heiBes Plasma steigt aus dem In-
nern der Sonne nach oben, kuhlt sich ab und sink! wie-
der in die Tiefe. Dort wo Starke Magnetfelder das Plasma
festhalten, entstehen dunkle Sonnenflecken. Am Rand
sind fadenformige Strukturen zu erkennen. In diesen Be-
reichen sollten die Felder eigentlich stark genug sein, um
Stromungen zu unterbinden, sie mussten daher dunkler
erscheinen. Wissenschaftler am Max-Planck-lnstitut fur
Sonnensystemforschung konnten nachweisen, dass das
Magnetfeld hier stellenweise gelockert ist. Das Plasma zir-
kuliert und ruft langgezogene, hell leuchtende Strukturen
hervor, die sich um ihre Achse zu drehen scheinen.
Цифровая фотография, Swedish Solar Telescope/Ла Пальма
Институт исследований Солнечной системы
Общества им. Макса Планка, Катленбург-Линдау
Йохан Хирцбергер
Digitale Fotografie, Swedish Solar Telescope/La Palma
Max-Planck-lnstitut fiir Sonnensystemforschung,
Katlenburg-Lindau
Johann Hirzberger
СТАБИЛЬНАЯ НЕРВНАЯ
СИСТЕМА
От круглого тела молодой нервной клетки отходят от-
ростки различной длины. Самый длинный отросток (на
фото выделенный зеленым) впоследствии станет аксо-
ном. осевым цилиндром, передающим сигналы другим
нервным клеткам. Короткие отростки (на фото выделен-
ные красным) превратятся в дендриты, принимающие и
перерабатывающие сигналы от других нервных клеток.
Цветом на рисунке выделены микротрубочки, входящие
в состав цитоскелета. Эти полые внутри протеиновые ци-
линдры поддерживают форму нервной клетки и позволя-
ют ей расти. Цветами показана стабильность микротрубо-
чек: зеленый и желтый означают стабильность, красный
же - нестабильность. Стабильные микротрубочки есть
только у аксона, поэтому он и может расти - это важно
для способности нервных клеток к восстановлению.
Раскрашенный снимок с растрового
электронного микроскопа
Институт нейробиологии
Общества им. Макса Планка, Мартинсрид
Франк Брадке, Харальд Витте
STABILES
NERVENKOSTUM
Bei einer jungen Nervenzelle wachsen vom runden Zell-
korper verschieden lange Fortsatze aus. Der langste г
satz wird zum zukiinftigen Axon (griin), das Signale an an-
dere Nervenzellen weiterleitet. Die kurzen Fortsatze si nd
zukiinftige Dendriten (rot), die spater Signale von anderen
Nervenzellen aufnehmen und verarbeiten. Farbig darge-
stellt sind die Mikrotubuli, ein Bestandteil des Zytoskeletts
Diese kleinen Proteinrbhrchen geben der Nervenzelle ihre
Form und ermbglichen ihr Wachstum. Die Farben zeigen
die Stabilitat der Mikrotubuli an: дгйп/gelb bedeutet stabil.
rot dagegen instabil. Nur das Axon hat stabile Mikrotubuli
und kann daher wachsen - wichtig fiir die Regenerations-
fahigkeit von Nervenzellen.
Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme,
koloriert
Max-Planck-lnstitut fur Neurobiologie,
Martinsried
Frank Bradke, Harald Witte
ПАРАЗИТЫ
В КЛЕТКЕ
Chlamydia trachomatis - один из наиболее распростра-
ненных возбудителей заболеваний, передающихся по-
ловым путем. Ежегодно в мире первично инфицируется
90 миллионов человек. Эти бактерии вызывают заболе-
вания мочеполового тракта. Хламидии, размер которых
составляет 0,5 микрометра, входят в число мельчайших
бактерий и могут размножаться лишь внутри клеток.
Они выживают в так называемых тельцах включения
(на фото выделены зеленым) и используют внутрикле-
точный обмен веществ. В конечном итоге клетка лопа-
ется, высвобождая сотни новых инфекционных частиц.
С помощью методов молекулярной биологии исследова-
тели стремятся выявить механизмы вирулентности воз-
будителя.
Раскрашенный снимок с растрового
электронного микроскопа
Институт инфекционной биологии
Общества им. Макса Планка, Берлин
Фолькер Бринкман
SCHMAROTZER
IN DER ZELLE
Einer der am haufigsten sexuell ubertragenen Krankhe
erreger ist Chlamydia trachomatis - weltweit kommt es
90 Millionen Neuinfektionen pro Jahr. Die Bakterien rut
Erkrankungen im Urogenitaltrakt hervor. Chlamydieri
mit einer GroBe von 0,5 Mikrometern zu den kleinsten
Bakterien Oberhaupt zahlen, kbnnen sich nur innerhalb
von Zellen vermehren. Sie uberleben in sogenannten Ein-
schlusskorpern (grun) und nutzen den Stoffwechsel der
Zelle aus. SchlieBlich platzt die Zelle und setzt hunderte
neuer infektioser Partikel frei. Die Forscher wollen mithilfe
molekularbiologischer Techniken den Virulenzmechanis-
men des Erregers auf die Spur kommen.
Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme,
koloriert
Max-Planck-lnstitut fiir Infektionsbiologie,
Berlin
Volker Brinkmann
ЗВЕЗДНАЯ НОЧЬ
Этот снимок капелек соли внутри желеобразных струк-
тур, сделанный с помощью электронного микроскопа, на-
поминает картину Винсента Ван Гога. Исследуя процес-
сы кристаллизации в жидких пленках, ученые смешали
с этанолом раствор DL-лизин-моногидрохлорида и поли-
акриловой кислоты и нанесли полученную жидкость на
стеклянную пластину. Тонкая пленка (двухфазная, в от-
личие от обычных гелевых пленок) быстро распределя-
ется по поверхности. При испарении этанола образуются
изолированные желтые кристаллы диаметром около 20
микрометров, вызывающие ассоциации с картиной Ван
Гога «Звездная ночь».
STERNENNACHT
Ап ein Gemalde von Vincent van Gogh erinnert die —
Elektronenmikroskopaufnahme von Salztrbpfchen. die
gelartige Strukturen eingebettet sind. Max-Planck-Wisser
schaftler untersuchen Kristallisationsprozesse in fliissige
Filmen und haben dazu eme Ldsung aus DL-Lysin-Mo-
nohydrochlorid und Polyacrylsaure mit Ethanol vermisch:
und auf einer Glasplatte ausgestrichen. Der dunne Film,
der im Unterschied zu herkbmmliche Gelen aus zwei Pha-
sen besteht, verteilt sich sehr schnell auf der gesamten
Oberflache. Durch die Verdunstung des Ethanols ent-
stehen isolierte gelbe Kristalle - etwa 20 Mikrometer im
Durchmesser - und rufen Assoziationen mit van Goghs
,,Sternennacht“ wach.
Раскрашенный снимок с растрового
электронного микроскопа
Институт коллоидов и поверхностей
Общества им. Макса Планка, Потсдам
Юань Цзян, Хельмут Кельфен. Маркус Антониетти, Катя Шульце
Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme,
kolonert
Max-Planck-lnstitut
fiir Kolloid- und Grenzflachenforschung. Potsdam
Yuan Jiang, Helmut Colfen, Markus Antonietti, Katja Schulze
ТУРБУЛЕНТНЫЙ
ОБМЕН
В климатических процессах важную роль играют тур-
булентные потоки, например, при образовании облаков
или - как здесь смоделировано - в обменных процессах
на поверхности водного пространства. При остывании
воды на границе с воздухом в более глубоком слое за
счет конвекции и восходящих потоков образуется типич-
ный ячеистый узор распределения тепла в воде: темные
зоны - это относительно теплые области, которые дви-
жутся вверх. Вместе с тем, более холодные области, за-
частую размером лишь в миллиметры (на рисунке свет-
лые края ячеек), движутся вниз. В узлах сети заметны
небольшие завихрения, иногда даже двойные воронки,
вращающиеся в противоположных направлениях.
Компьютерное моделирование
Институт метеорологии Общества им. Макса Планка
Хуан Педро Мелладо
TURBULENTER
AUSTAUSCH
Im Klimageschehen spielen turbulente Stromungen e
wichtige Rolle, etwa bei der Wolkenbildung Oder - wie t
berechnet und visualisiert - bei den Austauschprozess
an der Oberflache von Gewassern. Kuhlt das Wasser an
der Grenze zur Luft ab, entsteht in der Schicht darunter
durch Konvektion und Auftrieb ein typisches, zellenarti
ges Muster der Warmeverteilung im Wasser: Die dunklen
Zonen sind relativ warme Bereiche, die sich nach ober
bewegen. Gleichzeitig sinken kiihlere, oft nur millimeter-
breite Bereiche - hier die hellen Rander der Zellen - nach
unten. An den Knoten des Netzes treten winzige Strudel
auf, manchmal sogar Doppelwirbel mit entgegen gesetzter
Drehrichtung.
Computersimulation
Max-Planck-lnstitut fur Meteorologie, Hamburg
Juan Pedro Mellado
ПЕРЕКРУЧЕННАЯ
СПИРАЛЬ
Спирали представлены в природе в самых разных кон-
текстах: будь то раковины улиток, галактики или цик-
лоны. Все эти спирали объединяет кое-что общее: они
всегда закручиваются в одном направлении. Однако
возможен и другой вариант: чтобы убедиться в этом, до-
статочно взглянуть на компьютерную симуляцию пере-
крученной спирали, у которой внутренняя и внешняя ча-
сти раскручиваются в противоположных направлениях.
Такая спираль может возникнуть при взаимодействии
распределенных в пространстве осцилляторов: если
осцилляторам посредством периодического вмешатель-
ства извне задать частоту, отличную от естественной,
спираль преобразуется в перекрученную.
Компьютерная модель
Институт Фритца Хабера
Общества им. Макса Планка, Берлин
Оливер Рудзик
VERDREHTE
SPIRALE
Ob Schneckenhauser, Galaxien oder Tiefdruckwirbel -
Spiralen kommen in der Natur in den unterschiedlicho^n
Zusammenhangen vor. Und doch haben sie eines gemem-
sam: Sie sind stets nur in eine Richtung verschlungen
Dass das nicht immer so sein muss, zeigt diese Compu-
tersimulation einer verdrehten Spirale, bei der sich innerer
und auBerer Teil in entgegengesetzte Richtungen aufwi-
ckeln. Eine solche verdrehte Spirale kann dann auftreten
wenn im Raum verteilte Oszillatoren zusammenwirken
Wird den Oszillatoren namlich durch eine periodische
auBere Stbrung eine andere als ihre naturliche Frequenz
aufgezwungen, dann kbnnen sie sich zu einer verdrehten
Spirale organisieren.
Computersimulation
Fritz-Haber-lnstitut der Max-Planck-Gesellschaft,
Berlin
Oliver Rudzick
ИЕРАРХИЯ HIERARCHIE
НАНОКОНУСОВ DER NANOKEGEL
Крошечные конусы из силикагеля упорядоченно рас-
тут на стеклянной поверхности. Внутри они состоят из
нанометровых силикагелевых трубочек, спирально за-
кручивающихся вокруг оси. словно лакричные улитки.
Центральная ось симметрии заложена еще в зародыше
конуса Именно она отвечает за внешний вид и свойства
будущих силикатных тел. Трубочки, в свою очередь, со-
держат упорядоченные органические молекулы. Таким
образом, вся композиция организована иерархически.
Прежде иерархические структуры встречались лишь в
природе (например, строение костей).
Winzige Kegel aus Kieselgel wachsen geordre- auf eine
Glasoberflache. Sie bestehen in ihrem Inneren aus лг
nometergroBen Kieselgelrbhren. die sich spiralformtg u-
eine Achse wickeln - ahnlich wie bei Lakritzschnecken. 0^
zentrale Symmetneachse ist bereits im Anfangskeim de
Kegels vorhanden und fur das spatere Ausseher. ..nd 0?
Eigenschaften der Silicaformen verantwortlich Die Rohrer
wiederum enthalten geordnete organische Moiekute. Das
ganze Arrangement ist damit hierarchisch gegliedert He-
archische Strukturen kannte man bisher vor allem ausce
Natur - zum Beispiel vom Knochenaufbau.
Раскрашенный снимок с растрового
электронного микроскопа
Институт исследований угля
Общества им. Макса Планка. Мюльхайм-на-Руре
Франк Марлов
Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme,
kolonert
Max-Planck-lnstitut fur Kohlenforschung.
Mulheim an der Ruhr
Frank Marlow
СЕТЬ ИЗ ТЕМНОЙ
МАТЕРИИ
Темная материя невидима, она не испускает никакого
излучения, но, тем не менее, существует, поскольку гра-
витационно взаимодействует с обычным веществом. Эта
компьютерная модель позволяет увидеть темную мате-
рию; здесь показана виртуальная космическая сеть из
темной материи, соединяющая друг с другом отдельные
светящиеся галактики Вселенной. Цветная картинка яв-
ляется частью модели «Миллениум» и демонстрирует
большое разнообразие и сложность космических струк-
тур. возникающих из гравитационной динамики частиц
темной материи. Разность яркостей при этом отобража-
ет локальную плотность, а цветовые оттенки - различ-
ные скорости материй.
NETZ AUS DUNKLER
MATERIE
Dunkle Materie ist nicht sichtbar, sie sendet keinerlei Strah-
lung aus, aber dennoch existiert sie - denn ihre Gravitation
zieht andere, gewbhnliche Materie an. Diese Computer-
simulation macht Dunkle Materie sichtbar; sie zeigt em
virtuelies kosmisches Netz der Dunklen Materie, das em-
zelne, hell leuchtende Galaxien im Universum miteinander
verbindet. Das farbenprachtige Bild ist Teil der Millennium
Simulation und zeigt die groBe Vielfalt und Komplexitat
kosmischer Strukturen, die aus der gravitativen Dynamik
der Teilchen der Dunklen Materie entstehen. Helligkeitsun-
terschiede stehen dabei fur die lokale Dichte und Farbtbne
fur die verschiedenen Geschwindigkeiten der Materie.
Компьютерная модель
Институт астрофизики
Общества им. Макса Планка, Гархинг
Саймон Д М. Уайт, Фолькер Шпрингель
Computersimulation
Max-Planck-lnstitut fur Astrophysik,
Garching
Simon D.M. White, Volker Springel
НАНО-ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ NANO-INTERFERENZ
Если одновременно бросить в воду два камня так, чтобы
они упали рядом, на зеркально ровной поверхности воды
образуются концентрические круги: два накладываю-
щихся друг на друга волновых фронта. Похожий эффект
наложения проявляется, когда электроны на поверх-
ности кристалла меди наталкиваются на два дефекта.
Если бы поверхность была идеальной, интерференции
не возникло бы, однако микродефекты вызывают ин-
терференционный узор. Интерференция электронов на
поверхностях влияет на проводимость и магнетизм ма-
териала - эти эффекты могут играть существенную роль
при магнитном хранении данных.
Низкотемпературная растровая
туннельная микроскопия при минус 266' С
Институт Общества им. Макса Планка
микроструктурной физики, Халле
Й. Дирк Сандер. Гиймен Родари. Хай Фен Дин, Юрген Киршнер
Wirft man zwei Steine gleichzeitig nahe beieinander
spiegelglatte Wasser, bilden sich zwei konzentnsc
Wellenfronten, die sich Oberlagern. Em ahnlicher Uberla-
gerungseffekt kommt zustande, wenn Elektronen in der
Oberflache eines Kupferkristalls an zwei Defekten gestreut
werden. Ware die Oberflache perfekt geordnet, gabe es
keine Interferenzen, doch kleine Stbrungen verursachen
ein Interferenzmuster. Die Interferenz von Elektronen auf
Oberflachen beeinflusst die Leitfahigkeit und den Magne-
tismus des Materials - Effekte, die fur die magnetische Da-
tenspeicherung von Bedeutung sein kdnnen.
Tieftemperatur-Rastertunnelmikroskopie
bei minus 266°C
Max-Planck-lnstitut fur Mikrostrukturphysik,
Halle
J.Dirk Sander, Guillemin Rodary, Hai Feng Ding, Jurgen Kirschner
ТРАНСПОРТНАЯ
СИСТЕМА В
МИКРОКОСМОСЕ
Лекарственные средства действуют оптимально и с
минимумом побочных эффектов, высвобождаясь непо-
средственно на пораженных заболеванием участках ор-
ганизма Ученые разрабатывают систему, позволяющую
транспортировать действующие вещества прямо к цели:
микрокапсулы со специальными распознающими молеку-
лами стыкуются только с больными - например, раковы-
ми - клетками. Действующее вещество выходит сквозь
стенки капсул при изменении температуры, величины pH
или содержания солей. На снимке показаны результаты
воздействия высоких температур на различные виды
таких капсул: некоторые сжимаются в твердые шарики
(на фото выделены желтым), другие же (выделены зе-
леным), плавясь, сливаются и образуют более крупные
капсулы, которые при высыхании "сдуваются».
Раскрашенный снимок с растрового
электронного микроскопа
Институт коллоидов и поверхностей
Общества им. Макса Планка. Потсдам
Карен Келер
TRANSPORTSYSTEM
IM MIKROKOSMOS
Arzneistoffe sind am wirkungsvollsten - und mit
geringsten Nebenwirkungen verbunden - wenn s -
rekt in den erkrankten Regionen des Kbrpers freigesetr
werden. Max-Planck-Wissenschaftler arbeiten an eire-
Transportsystem, das Wirkstoffe erst dann abgibt. wenn
es die Zielzellen erkennt: Mikrokapseln mit speziellen Er-
kennungsmolekulen docken direkt an kranke Zellen. z В
Krebszellen. an. Durch die Anderung von Temperate
pH-Wert Oder Salzgehalt kdnnen die Wirkstoffe durch d -
Wande der Kapseln entweichen. Hier warden verschiede-
ne Arten solcher Kapseln hohen Temperaturen ausgesetzT
Manche schrumpfen dabei zu festen Kugelchen (gelb). an
dere verschmelzen zu groBeren Kapseln (grim), die beirr
Trocknen in sich zusammen fallen.
Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme.
koloriert
Max-Planck-lnstitut
fur Kolloid- und Grenzflachenforschung, Potsdam
Karen Kohler
БАКТЕРИИ, СПОСОБНЫЕ BAKTERIEN MIT
ОРИЕНТИРОВАТЬСЯ ORIENTIERU NGSSINN
Бактерия Magnetospirillum gryphiswaldense обладает осо-
бенным свойством: она может ориентироваться по маг-
нитному полю земли. Этим она обязана особым струк-
турам в своих клетках - магнетосомам. Они содержат
мельчайшие кристаллы оксида железа (магнетиты),
которые ориентируются на магнитное поле. Представ-
ленная здесь томограмма позволяет заглянуть внутрь
клетки: магнетиты (на рисунке - красные) окружены
мембранами (на рисунке - желтые), заключающими их в
пузырьки и отделяющими таким образом друг от друга.
Нитевидные структуры выделены зеленым, клеточная
мембрана бактерии - синим. Ни картинке хорошо видно,
что магнетосомы, нанизанные на нечто вроде шнурка,
как игла компаса, задают направление бактерии.
Das Bakterium Magnetospirillum gryphiswaldense hat
eine besondere Eigenschaft: Es kann sich nach dem Erd-
magnetfeld orientieren. Moglich wird dies durch besondere
Strukturen in den Zellen des Baktenums, die Magnetoso-
men. Sie enthalten kleinste Eisenoxidkristalle (Magnetite),
die sich am Magnetfeld ausrichten. Das Tomogramm er-
moglicht einen Blick ins Innere der Zelle: Die Magnetiten
(rot eingefarbt) sind umgeben von Membranen (gelb). die
sie als Vesikel einschlieBen und so voneinander trennen.
Die filamentosen Strukturen sind grun, die Zellmembran
des Bakteriums ist blau eingefarbt. Die Ansicht verdeut-
licht, dass die Magnetosomen an einer Art Schnur auf-
gereiht sind und das Bakterium wie eine Kompassnadel
ausrichten.
Криоэлектронная томография под разными углами
Институт морской микробиологии Общества
им. Макса Планка, Бремен / Институт биохимии
Общества им. Макса Планка, Мартинсрид
Мануэла Груска. Юрген Плитцко
Kryo-Elektronentomografie aus verschiedenen Winkeln
Max-Planck-lnstitut fiir marine Mikrobiologie. Bremen/
Max-Planck-lnstitut fiir Biochemie,
Martinsried
Manuela Gruska. Jurgen Plitzko
В КОСМОСЕ
КВАНТОВ
Является ли пространство-время постоянной величиной9
Квантовая теория отвечает на этот вопрос утвердитель-
но. однако в общей теории относительности простран-
ство-время рассматривается как динамическая вели-
чина. Перспективный подход к проблеме объединения
этих точек зрения представляет собой теория «петлевой
квантовой гравитации». Согласно этой теории, простран-
ство состоит из соединенных в цепь ограниченной рас-
тяжимости крошечных петель, которые могут исчезать
и возникать во времени. На данном рисунке треугольни-
ками обозначены простейшие элементы плоскости. Про-
странственные характеристики зависят от того, как свя-
заны между собой отдельные треугольники - решающей
величиной выступает размер площади треугольников.
Красные треугольники имеют малую, фиолетовые же,
напротив, большую площадь.
IM KOSMOS DER
QUANTEN
1st die Raumzeit eme feste GroBe? Die Quantentheorie
bejaht dies, fur die allgemeine Relativitatstheorie is 'lie
Raumzeit jedoch dynamisch. Ein vielversprechendei An-
satz fur die Verbindung beider Theorien ist die „Schle i _ n-
quantengravitation“. In dieser Theorie besteht der Raum
aus winzigen, verketteten Schleifen mit endlicher Ausdeh-
nung, die zeitlich vergehen und entstehen konnen. In dieser
Grafik stellen Dreiecke die elementaren Flachenelemente
dar. Die Raumeigenschaften ergeben sich aus der Art und
Weise, wie die einzelnen Dreiecke miteinander verbunden
sind - die entscheidende GroBe ist der Flacheninhalte der
Dreiecke. Rote Dreiecke haben eine geringe, violette da-
gegen eine grbBere Flache.
Компьютерная анимация
Институт гравитационной физики Общества им. Макса
Планка (Институт Альберта Эйнштейна), Потсдам
Томас Тимеман, Mildemarketing / Exozet
Computeranimation
Max-Planck-lnstitut fiir Gravitationsphysik
(Albert-Einstein-lnstitut), Potsdam
Thomas Thiemann, Mildemarketing / Exozet
БАЛЛИСТИЧЕСКИЕ
ЭЛЕКТРОНЫ
Электроны, исходящие из точечного контакта двумерно-
го полупроводника, можно сфокусировать на второй кон-
такт с помощью наложения внешнего магнитного поля,
хотя все они исходят из точечного контакта под различ-
ными углами. Нижняя часть модели демонстрирует, как
выглядит поперечная магнитная фокусировка в идеале.
Однако в настоящих полупроводниковых кристаллах
всегда присутствуют небольшие дефекты. Насколько
сильно даже небольшое разупорядочивание материала
может повлиять на траекторию движения электронов,
показано в верхней части рисунка.
Компьютерная модель
Институт динамики и самоорганизации
Общества им. Макса Планка, Геттинген
Рагнар Фляйшман
BALLISTISCHE
ELEKTRONEN
Elektronen, die in emem zweidimensionalen Halbleiter aus
einem Punktkontakt austreten, kdnnen durch ein von au-
Ben angelegtes Magnetfeld auf einen zweiten Kontakt to-
kussiert werden. obwohl sie den Punktkontakt unter ganz
unterschiedlichen Winkeln verlassen. Eine solche ideale
transversale magnetische Fokussierung zeigt die untere
Halfte dieser Simulation. In echten Halbleiterkristallen gibt
es aber immer schwache Stbrungen. Und wie stark sich
schon eine schwache Unordnung im Material auf die Bahn
der Elektronen auswirken kann, demonstriert die obere
Halfte der Abbildung.
Computersimulation I
Max-Planck-lnstitut fur Dynamik und Selbstorganisation, |
Gottingen
Ragnar Fleischmann I
ДИСКО-ШАР ДЛЯ ЛОВЛИ
ЭЛЕКТРОНОВ
Чтобы изучить электронные свойства веществ в твер-
дом и газообразном состоянии, ученые используют фо-
тоэлектронную и фотоионную спектроскопию: свет с
большим запасом энергии может выбивать электроны из
материи. По траектории полета и скорости ученые дела-
ют выводы об электронной структуре материи. В ярко
светящейся середине шара находится проба, на кото-
рую падает луч света из лазера на свободных электро-
нах (FEL). Сенсоры на стенках шара (спектрометры по
времени пролета), улавливают электроны. Охлаждается
система жидким азотом, который капает сверху в центр
системы и улетучивается внизу.
Обычная фотография
Институт Фритца Хабера
Общества им. Макса Планка, Берлин
Уве Беккер
DISCOKUGEL AUF
ELEKTRONENFANG
Um die elektronischen Eigenschaften von Festkbrpern
und gasformigen Proben zu untersuchen, nutzen Wissen-
schaftler die Fotoelektronen- und Fotoionenspektroskopie:
Energiereiches Licht kann Elektronen aus Materie schla-
gen. Aus der Flugbahn und Geschwindigkeit schlieBen
Wissenschaftler dann auf die elektronische Struktur der
Materie. In der hell leuchtenden Mitte der Kugel befindet
sich die Probe, auf die der Lichtstrahl eines Freien Elekt-
ronen Lasers (FEL) trifft. Sensoren an den Kugelwanden.
Laufzeitspektrometer genannt, fangen die Elektronen ein. ।
Gekuhlt wird das ganze System durch fliissigen Stickstoff I
der von oben auf das Zentrum der Anordnung getraufel’ I
wird und unten in einer Wolke entweicht. I
Konventionelle Fotografie I
Fritz Haber Institut der Max-Planck-Gesellschaft. I
Berlin I
Uwe Becker I
ЭЛЕКТРОНЫ
НА ЛОЖНОМ ПУТИ
Маленькое неверное движение может повлечь за собой
большие последствия. Это утверждение справедливо и
для электронов, которые, как изображено на этой ком-
пьютерной модели, разлетаются во всех направлениях
из точечного источника в двумерном электронном газе.
Место действия - проводящий слой определенной по-
лупроводниковой интегральной схемы толщиной в мил-
лионные доли миллиметра. На картинке видна плот-
ность электронов - чем темнее та или иная область, тем
больше электронов. Небольшие дефекты - маленькие
«неровности» проводящего слоя - вызывают «невер-
ные движения» электронов и, тем самым, выраженное
разветвление потока частиц. Этот эффект необходимо
учесть при разработке полупроводниковых интеграль-
ных схем следующего поколения.
Двумерная компьютерная модель
Институт динамики и самоорганизации
Общества им. Макса Планка, Геттинген
Рагнар Фляйшман
ELEKTRONEN
AUF ABWEGEN
Kleine Fehltritte konnen groRe Auswirkungen haben. Das
gilt auch fiir Elektronen, die sich - wie in dieser Simulator
- in einem zwei-dimensionalen Elektronengas von einer
punktformigen Quelle in alle Richtungen ausbreiten. Qt
des Geschehens ist eine wenige millionstel Millimeter di-
eke, leitende Schicht bestimmter Halbleiterbausteme. In
Bild ist die Elektronendichte zu erkennen - je dunklerd^ '
Bereich, desto mehr Elektronen. Schwache Stbrstellen -
kleine ,,Unebenheiten“ in der leitenden Schicht - fuhrenz.
„Fehltritten" der Elektronen und damit zu der ausgeprac-!
ten Verastelung des Teilchenstroms. Ein Effekt. der bei de
Entwicklung zukiinftiger Halbleiterbausteine berucksiW |
werden muss.
Rechnergestutzte 2-D-Simulation ___
Max-Planck-lnstitut fiir Dynamik und Selbstorganisati^
Gottingen
Ragnar Fleischmann
ГЕНИАЛЬНАЯ СИСТЕМА
НАВИГАЦИИ
Мухи - признанные мастера навигации. Они отлично ви-
дят даже в полете, когда мозг мухи с огромной скоростью
обрабатывает изображения в режиме «онлайн». При этом
визуальное управление курсом полета выполняют лишь
120 нервных клеток. Эти взаимосвязанные клетки через
несколько промежуточных звеньев получают сигналы от
светочувствительных клеток глаз, обрабатывают двига-
тельные раздражители и в итоге передают сигнал в цен-
тры. контролирующие взмахи крыльев. На снимке запе-
чатлена задняя часть головы мухи и нейрональный центр
контроля курса в левом полушарии ее мозга. Отдельные
нервные клетки видны благодаря инъекции флуоресци-
рующего контрастного вещества.
Изображение составлено из наложенных друг на друга
фотографий оптического микроскопа
Институт нейробиологии
Общества им. Макса Планка, Мартинсрид
Юрген Хааг. Алексендр Борст
GENIALES
NAVIGATIONSSYSTEM
Fliegen sind Meister der Navigation, auch wahrend des
Fluges ist ihr Sehvermbgen uberragend. Dafur muss ihr
Gehirn Bilder extrem schnell verarbeiten - sozusagen on-
line. Dabei bewaltigen sie die visuelle Kurssteuerung mil
nur 120 Nervenzellen. Diese erhalten die Signale uber |
mehrere Stationen von den Lichtsinneszellen der Augen,
sind miteinander verschaltet, verarbeiten die Bewegungs-1
reize und geben schlieBlich die Signale an die Zentren I
weiter, die den Fliigelschlag kontrollieren. Die Aufnahmel
zeigt den Hinterkopf einer Fliege und gibt den Blick frei au'l
das neuronale Kurskontroll-Zentrum der linken Gehirnhatf-
te. Einzelne Nervenzellen sind durch Injektion eines fiuo-I
reszierenden Farbstoffs sichtbar. I
Zusammengesetztes Foto aus ubereinander liegenden I
Lichtmikroskop-Bildern I
Max-Planck-lnstitut fiir Neurobiologie, I
Martinsried I
Jurgen Haag, Alexander Borst В
НАНОПРОВОЛОЧКИ
С ЗОЛОТЫМИ NANODRAHTE
ГОЛОВКАМИ MIT GOLDKOPFCHEN
Крошечные кремниевые нанопроволочки торчат, словно
спички; высота их достигает от 2 до 250 нанометров. Вот
как они возникают: если кремниевую пластину с золотым
напылением подвергнуть воздействию струи кремниево-
го пара при температуре 525 градусов Цельсия, на месте
золотых капель на поверхности вырастут кремниевые
нанопроволочки в виде палочек. Чем продолжительнее
воздействие кремниевого пара, тем выше палочки. Зо-
лото при этом остается наверху, как колпачок. Такие
эксперименты нужны для разработки новых технологий
производства электронных деталей.
Wie Zundholzer ragen winzige Silizium-Nanodrahte in die
Hohe — auch wenn diese Hohe nur 2 bis 250 Nanome-
ter uber der Oberflache liegt. Denn wenn eine mit Gold
bedampfte Siliziumscheibe bei 525 Grad Celsius einem
Strahl von Siliziumdampf ausgesetzt wird, wachsen dort.
wo die Goldtropfen auf der Oberflache liegen, stabformige
Silizium-Nanodrahte empor. Je langer die Wissenschaft-
ler die Probe dem Siliziumdampf aussetzen, desto hbher
wachsen die Stabchen. Das Gold bleibt dabei als Карре
auf den Nanodrahten sitzen. Solche Experimente sollen
in Zukunft die Herstellung elektronischer Bauteile ermdg-
lichen.
Раскрашенный снимок с растрового
электронного микроскопа
Институт микроструктурной физики
Общества им. Макса Планка, Халле
Луизе Шуберт, Петер Вернер
Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme,
koloriert
Max-Planck-lnstitut fur Mikrostrukturphysik,
Halle
Luise Schubert, Peter Werner
ПОКАЖИТЕ СВОИ НОГИ
Крошечные присоски на лапках позволяют зеленому ща-
велевому листоеду ползать по отвесным стенам и даже
сидеть на потолке вниз головой. Эта техника формирова-
лось в течение миллионов лет. В ее основе лежит прин-
цип распределения одной точки контакта на несколько
более мелких и хитроумная форма присоски, особенно
ее внешних кончиков. Кроме того, исследователи обна-
ружили простую математическую закономерность: чем
больше вес тела животного, тем мельче и многочислен-
ные отдельные присоски. В поиске идеального крепле-
ния исследователи материалов равняются на природу:
эта подсказка позволяет создать как клейкую ленту
многоразового использования, так и сложных роботов,
способных взбираться по стенам.
ZEIGT HER EURE FUSSE
мн den Winzigen Haftharchen an seinem FuB kann der
grune Ampferblattkafer Wande hoch laufen und sogar
kopfliber an der Zimmerdecke sitzen. Diese Hafttechnik
hat sich uber Jahrmillionen entwickelt. Sie beruht auf der
Verteilung des Kontaktes in mehrere Subkontakte und der
ausgeklOgelten Form der Haftharchen, insbesondere inih-
ren auBersten Spitzen. AuBerdem fanden Forscher einen
einfachen mathematischen Zusammenhang Je groBe
das Korpergewicht eines Tieres, desto kleiner und zahlrei-
cher die Haftkontakte. Auf ihrer Suche nach der optimalen
Befestigung wollen Materialforscher der Natur nacheifem
- ihre Vorstellungen reichen von wieder verwendbarem
Klebeband bis hin zu komplexen Kletterrobotern.
Раскрашенный снимок с растрового
электронного микроскопа
Институт биологии развития
Общества им. Макса Планка, Тюбинген / Институт
интеллектуальных систем
Общества им. Макса Планка, Штутгарт
Юрген Бергер. Станислав Горб
Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme.
koloriert
Max-Planck-lnstitut fiir
Entwicklungsbiologie, Tubingen/
Max-Planck-lnstitut fiir
Intelligente Systeme, Stuttgart
Jurgen Berger. Stanislav Gorb
1 J
УГРОЗА BEDROHUNG FUR
СЛИЗИСТЫМ SCHLEIMHAUTE
Размер бактерий Neisseria (они выделены на рисунке
красным) не превышает тысячной доли миллиметра. Из-
вестные также как гонококки, эти бактерии являются
возбудителями венерической болезни гонорея. При на-
чинающейся инфекции они откладываются на клетках
слизистой ткани человека группами по две или четыре
бактерии. На увеличенном снимке видно, как бактериям
удается проникнуть в клетки слизистой. Над некоторы-
ми гонококками уже сомкнулась клеточная мембрана. С
этого и начинается инфекция, вызывающая воспаления
и сильные гнойные выделения.
Nur einen tausendstel Millimeter groB sind die hier rot ein-
gefarbten A/e/sser/a-Bakterien. Diese auch als Gonokokken
bekannten Erreger verursachen die Geschlechtskrankheit
Tripper. Bei einer beginnenden Infektion lagern sie sichin
Zweier- und Viererpackungen an die Zellen menschlicher
Schleimhaute an. In der Detailaufnahme wird sichtbar.
wie es den Bakterien gelingt, von den Schleimhautzellen
aufgenommen zu werden. Uber einigen der Gonokokken
hat sich die Zellmembran bereits geschlossen. Dies istder
Beginn der Infektion, die zu Entzundungen und starkerr
Eiterfluss fOhren kann. I
Раскрашенный снимок с растрового
электронного микроскопа
Институт инфекционной биологии
Общества им. Макса Планка, Берлин
Фолькер Бринкман
Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme,
koloriert
Max-Planck-lnstitut fiir Infektionsbiologie,
Berlin
Volker Brinkmann
ПОПАСТЬ В СЕТЬ
Важную роль в нашей иммунной системе играют лей-
коциты. На первой линии защиты организма стоят ней-
трофильные гранулоциты, коротко - нейтрофилы. Они
в прямом смысле пожирают бактерии, поглощая возбу-
дители заболеваний и переваривая их внутри клетки. К
тому же нейтрофилы владеют еще одним неожиданным
трюком: они могут выбрасывать волокнистые сетеподоб-
ные структуры, ловя бактерии и убивая их вне клетки.
На рисунке изображены бактерии Shigella- (выделены
красным), попадающие в сеть нейтрофилов.
INS NETZ GEGANGEN
Eine wichtige Rolle in unserem Immunsystem spielen die
weiBen Blutkorperchen. Unter diesen bilden die neutrophi-
len Granulozyten - kurz Neutrophile genannt - die erste
Verteidigungslinie. Sie fressen Bakterien buchstabhch auf.
indem sie die Erreger umschlieBen und im Zellinneren ver-
dauen. Und die Neutrophilen kennen noch einen zusatzli-
chen uberraschenden Trick: Sie kbnnen faserige Struktu-
ren wie ein Netz auswerfen, damit Bakterien fangen und
diese auBerhalb der Zelle abtbten. Hier verfangen sich
Sh/ge//a-Bakterien (rot) im Netz der Neutrophilen.
Раскрашенный снимок с растрового
электронного микроскопа
Институт инфекционной биологии
Общества им. Макса Планка, Берлин
Фолькер Бринкман
Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme,
koloriert
Max-Planck-lnstitut fur Infektionsbiologie,
Berlin
Volker Brinkmann
ВПЕРЕД, НАНО NANO-ROLLE VORWARTS
Диаметр отверстия этой полупроводниковой трубки -
всего 500 нанометров, то есть двухсоттысячная доля
миллиметра. Мельчайшие нанотрубки, которые удалось
изготовить исследователям, достигают в диаметре при-
мерно десяти нанометров - это соответствует 70 атомам.
Из таких трубок материаловеды планируют в будущем
производить пипетки, катушки или реакторы. Миллионы
этих крошечных деталей в будущем смогут быть интегри-
рованы в единственный чип, что открывает головокру-
жительные перспективы в мире техники и медицины.
Nur 500 Nanometer, also zweitausendstel eines Millime-
ters. misst der Durchmesser der Offnung dieses Halblei-
terrohrchens. Die kleinsten Nanorohrchen, die Forscher
bisher herstellen konnten, haben einen Durchmesser von
etwa zehn Nanometern - das entspricht 70 Atomen Aus
solchen Rohrchen wollen Materialwissenschaftler einma
Pipetten, Spulen Oder Reaktoren produzieren. Diese win-
zigen Bauteile konnten in Zukunft millionenfach auf einem
einzigen Chip integriert werden - eine faszinierende Vision
in der Welt der Technik und der Medizin.
Раскрашенный снимок с растрового
электронного микроскопа
Институт исследований твердого тела
Общества им. Макса Планка, Штутгарт
Оливер Шмидт
Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme,
koloriert
Max-Planck-lnstitut fiir Festkorperforschung,
Stuttgart
Oliver Schmidt
ПУЧКИ
КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ
ВОЛОКОН
Волокнистая структура нетипична для такого минерала,
как сульфат бария - обычно он кристаллизуется в виде
маленьких пластинок. Причиной образования необычной
волокнистой структуры послужила добавка полиакрило-
вой кислоты во время кристаллизации. Полиакриловая
кислота относится к классу полимеров: эти химические
соединения состоят из длинных или сильно разветв-
ленных цепочек молекул. Полимеры используются для
изменения свойств почти всех современных производ-
ственных материалов, а также могут влиять на рост кри-
сталлов. Природа издавна использует это их свойство,
создавая с помощью биоминерализации такие компози-
ционные материалы, как кости, зубы или жемчужины.
GEBUNDELTE
KRISTALLFASERN
Eine faserige Struktur ist auBergewbhnlich fur das Mine-
ral Bariumsulfat - normalerweise kristallisiert es zu klei-
nen Plattchen. Ursache der uberraschenden faserartigen
Struktur ist die Zugabe von Polyacrylsaure wahrend der
Kristallisation. Die Polyacrylsaure gehbrt zur Klasse der
Polymere, das sind chemische Verbindungen aus langen
Oder stark verzweigten MolekOlketten. Polymere verandem
in fast jedem modernen Werkstoff die Eigenschaften des
Materials und sie beeinflussen auch das Wachstum von I
Kristallen. Die Natur nutzt das schon lange aus, durch Bio-
mineralisation stellt sie Verbundmaterialien wie Knochen.
Zahne Oder Perlen her.
Раскрашенный снимок с растрового
электронного микроскопа
Институт коллоидов и поверхностей
Общества им. Макса Планка, Потсдам
Хельмут Кельфен, Шу Хун Юй, Юрген Хартман
Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme,
koloriert
Max-Planck-lnstitut fiir
Kolloid- und Grenzflachenforschung, Potsdam
Helmut Colfen, Shu Hong Yu, Jurgen Hartmann
СЕТЬ В МОЗГЕ
Нервные клетки в мозге образуют тесную взаимосвязан-
ную сеть. Чаще всего в мозге млекопитающих встречают-
ся так называемые пирамидальные клетки, показанные
здесь на примере мозга мыши. Нейробиологи могут изме-
рить активность отдельных нервных клеток в естествен-
ной среде - коре головного мозга. Культура ткани коры
головного мозга, сохраняющая пространственную орга-
низацию нервных клеток, для снимка была окрашена с
помощью дихромата калия и нитрата серебра. Функция
псевдофазового контраста позволила получить с помо-
щью микроскопа трехмерное изображение нервных кле-
ток в порядке их расположения в коре головного мозга.
Микроскоп для наблюдения в проходящем свете
с функцией псевдофазового контраста
Институт нейробиологии
Общества им. Макса Планка, Мартинсрид
Тобиас Бонхеффер
DAS NETZWERK IM GEHIRN
Die Nervenzellen im Gehirn bilden ein enges, miteinan-
der verschaltetes Netz. Am haufigsten kommen im Gehim
von Saugetieren so genannte Pyramidenzellen vor - vvie
hier bei einer Maus. Neurobiologen konnen die Aktivitat
der einzelnen Nervenzellen in ihrer natOrlichen Umge-
bung, der GroBhirnrinde, messen. Fur die Aufnahme
farbten sie eine Gewebekultur der Hirnrinde. bei der die
raumliche Anordnung der Nervenzellen erhalten bleibt, mit
Kaliumdichromat und Silbernitrat an. Durch die Pseudo-
Phasenkontrast-Einstellung des Mikroskops entsteht ein I
dreidimensionales Bild der Nervenzellen - so wie sie ir 1
der Hirnrinde angeordnet sind.
Durchlichtmikroskop I
mit Pseudo-Phasenkontrast-Einstellung I
Max-Planck-lnstitut fur Neurobiologie, I
Martinsried I
Tobias Bonhoeffer I
ОНКОМАРКЕРЫ
Клетки рака толстой кишки человека в 250-кратном
увеличении. Ядра клеток окрашены в синий с помощью
ДНК-специфичного красителя. Обычно белок клеточ-
ной адгезии р-катенин. распознать который можно по
желтой иммунофлуоресцентной метке, обнаруживается
только на границах клеток. Появляясь же, как показано
здесь, и в ядре отдельных опухолевых клеток, он раз-
вивает новые способности и дает стартовый сигнал для
развития доброкачественной опухоли в злокачествен-
ную карциному.
Световая микроскопия
Институт молекулярной физиологии
Общества им. Макса Планка, Дортмунд
Петер Хертер. Гезине Шульте
TUMORMARKER
Die Zellen eines menschlichen Dickdarmtumors - in
250-facher VergroBerung. Die Zellkerne sind mi einem
DNS-spezifischen Farbstofl blau angefarbt Normalerwei-
se findet sich das Zelladhasionsprotein B-Catenin - zu er-
kennen an der gelben Immunfluoreszenzmaikir >ij g — nir
an den Zellgrenzen. Wenn es aber, wie hier. zusatzlich im
Kern einzelner Tumorzellen auftritt, so entwickelt es neue
Fahigkeiten. Das ist ein Startsignal fur die Entwicklung des
Tumors vom gutartigen Fruhstadium hin zum bosartigen
Karzinom.
Lichtmikroskopie _ I
Max-Planck-lnstitut I
fur moiekulare Physiologie, Dortmund I
Peter Herter, Gesine Schulte
ЗВЕЗДЫ В МОЗГЕ
Астроциты или звездчатые клетки относятся к глиаль-
ным клеткам и наряду с нейронами являются наиболее
распространенными клетками мозга. Своим названием
они обязаны характерно разветвленной, звездчатой
форме. Для астроцитов типичен глиофибриллярный кис-
лый белок. Чтобы получить это изображение, к белку
была привязана молекула-маркер, спаренная с флуо-
ресцирующим контрастом. Лазер вызывает свечение мо-
лекулы маркера, что позволяет увидеть расположение
астроцитов в мозге.
STERNE IM GEHIRN
Astrozyten Oder Sternzellen gehdren zu den Gliazellen
und sind neben den Neuronen die am haufigsten im Ge-
him vorkommenden Zellen. Ihren Namen verdanken sie
ihrem charakteristischen verzweigten - eben sternformi-
gen - Aussehen. Typisch fur Astrozyten ist das sauere
Gliafaserprotein. Fur diese Abbildung wurde ein Erken-
nungsmolekiil an dieses Protein gebunden, das mit einem
Fluoreszenzfarbstoff gekoppelt ist. Ein Laser bringt das
Erkennungsmolekul zum Leuchten und macht damit die
Anordnung der Astrozyten im Gehirn sichtbar.
Конфокальная лазерная сканирующая микроскопия
Институт нейробиологии
Общества им. Макса Планка, Мартинсрид
Герхард Хагер, Георг Кройтцберг
Konfokale Laser-Scanning-Mikroskopie
Max-Planck-lnstitut fur Neurobiologie
Martinsried
Gerhard Hager, Georg W. Kreutzberg
ФИЛИГРАННЫЙ СЕНСОР
Эта волосковая клетка-рецептор личинки рыбки данио
рерио колышется, как пламя свечи на ветру. Волосковые
клетки-рецепторы улавливают механические раздра-
жители и проводят их нервную систему. Механические
раздражители - это. например, движение или звук. Во-
лосковые клетки-рецепторы состоят из пучков стерео-
цилий, длинных отростков-ресничек разной высоты. В
пучке их может быть до 300 штук. Стереоцилии соедине-
ны в сеть тончайшими филаментами. Область, специали-
зирующаяся на передаче механических раздражителей,
находится на верхушке пучка стереоцилий.
Раскрашенный снимок с растрового
_________^^электронного микроскопа
Институт биологии развития
Общества им. Макса Планка, Тюбинген
Тереза Никольсон, Юрген Бергер
FILIGRANER SENSOR
Wie eine im Wind flackernde Kerze erscheint diese Haar-
sinneszelle einer Zebrafischlarve. Haarsinneszellen leilen
mechanische Reize an das Nervensystem weiter. Solche
mechanischen Reize konnen zum Beispiel durch Bewe-
gung Oder Schall ausgelbst werden. Haarsinneszellen be-
stehen aus BOndeln von bis zu 300 Stereocilien, langen
haarahnlichen Fortsatzen unterschiedlicher Hohe. Diese
Stereocilien vernetzen sich miteinander durch feine File-
mente. Die Bereiche, die auf die Ubertragung des media-
nischen Reizes spezialisiert Sind, liegen in der Spitze der
Stereocilienbundel.
Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme.
koloriert ___________
Max-Planck-lnstitut fur Entwicklungsbiologie,
Tubingen
Teresa Nicolson, JOrgen Berger
КАК РАСТУТ НЕРВНЫЕ
КЛЕТКИ
Аксоны - это отростки нервных клеток, передающие
сигналы в нервной системе. Например, они транспорти-
руют воспринимаемые глазом раздражители в головной
мозг Для развития таких информационных каналов в
эмбрионе крайне важно, чтобы аксоны точно достигли
определенных частей других клеток, для чего им порой
требуется преодолевать большие расстояния. Предпо-
ложительно, эта задача решается с помощью молекул
наведения. На конце отростка нервной клетки формиру-
ется конус роста с многочисленными тонкими ответвле-
ниями, которые могут появляться и втягиваться обратно
за считанные минуты, меняя местоположение.
Раскрашенный снимок с растрового
электронного микроскопа
Институт биологии развития
Общества им. Макса Планка, Тюбинген
Юрген Лешингер, Юрген Бергер
WIE NERVENZELLEN
WACHSEN
Axone sind Nervenzellenfortsatze, die im Nervensysten
Signalc ubertragen - beispielsweise die vom Auge empfan-
genen Reize zum Gehirn. Damit sich solche Informations-
kanale im Embryo entwickeln kbnnen, ist es entscheidend,
dass die Axone zielgerichtet zu ihrem oft weit entfemter
Bestimmungsort geleitet werden. Dies geschieht verrnut-
lich mit Hilfe von Lenkungsmolekiilen. Am Ende ernes Ite-
venzellenfortsatzes entstehen Wachstumskegel rr I meh-
reren diinnen Auslaufem: Sie konnen in wenigen Mrruten
neu gebildet, aber auch wieder eingezogen werden it
ein Gebiet abzutasten.
Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme.
kolonert
Max-Planck-lnstitut fiir Entwicklungsbiologie,
Tubingen
Jurgen Loschinger Jurgen Berger
ЧЕРНАЯ ДЫРА С ПУЧКОМ
СТРУЙ
Галактическая двойная звездная система SS433 состо-
ит из молодой звезды-гиганта большой массы, вокруг ко-
торой, предположительно, вращается черная дыра. Она
поглощает газ, испускаемый звездой-гигантом. Высвобо-
ждающаяся при этом энергия выбрасывает небольшую
часть ««выплеснутого» газа во Вселенную в форме двух
исходящих из одной точки струй, так называемых дже-
тов. Под влиянием приливных сил пространственная ори-
ентация джетов меняется с регулярными промежутками.
В результате формируется спиралеобразная структура,
показанная на компьютерной модели одного из джетов.
Компьютерная модель
Институт астрофизики
Общества им. Макса Планка, Гархинг
Вольфганг Хиллебрандт, Эвальд Мюллер
SCHWARZES LOCH
MIT STRAHLENBUNDELN
Das galaktische Doppelsternsystem SS433 besteht aus
einem massereichen, jungen Riesenstern, urn den vermut-
lich ein Schwarzes Loch kreist. Es verschluckt Gas das
aus dem Riesenstern ausstromt. Die Energie, die dabei
frei wird, schleudert einen sehr kleinen Teil des liberstro-
menden Gases in Form zweier gebOndelter Strahlen, soge-
nannter Jets, in das Weltall hinaus. Durch Gezeitenkrafte 1
andert sich die Raumrichtung der Jets in regelmaBigenAb-j
standen. Dadurch entsteht eine spiralformige Struktur, wie I
diese Computersimulation eines der beiden Jets zeigt. ,
Computersimulation
Max-Planck-lnstitut fur Astrophysik, 1
Garching I
Wolfgang Hillebrandt, Ewald Muller |
СИЯЮЩИЙ ТАЛАНТ
КОММУНИКАЦИИ
Сделать движение, почувствовать запах, сформулиро-
вать мысль - все это и многое другое удается нам лишь
благодаря сложному взаимодействию нервных клеток.
Их разветвленная структура изменяется в зависимости
от выполняемой задачи, с помощью отростков они всту-
пают в контакт с соседними клетками. Нейробиологи
стремятся понять, как формируются эти типичные для
каждого типа клетки узоры. Для этого отдельные нерв-
ные клетки подсвечиваются с помощью зеленого флуо-
ресцентного белка (GFP). Показанная нервная клетка
находится под кожей живой личинки мушки дрозофила.
Там она собирает информацию о болевых раздражите-
лях и заставляет личинку избегать их источника.
Снимок с конфокального микроскопа
Институт нейробиологии
Общества им. Макса Планка, Мартинсрид
Гайа Тавозанис
LEUCHTENDES
KOMMUNIKATIONSTALENT
Eine Bewegung ausfuhren. einen Geruch wahrnehmen, ei-
nen Gedanken formen - dies und vieles mehr isl erst durch
das komplexe Zusammenspiel von Nervenzellen mdglich.
Je nach Aufgabe sind diese Zellen ganz unterschiedlich
verzweigt, uber ihre Fortsatze treten sie mil ihren Nach-
barzellen in Kontakt. Neurobiologen wollen verstehen, wie
sich diese zelltypischen Verzweigungsmuster entwickeln.
Dazu bringen sie einzelne Nervenzellen mit Hilfe des Grun |
Fluoreszierenden Proteins, kurz GFP, zum Leuchten. Die I
gezeigte Nervenzelle befindet sich unter der Haut einerle- I
benden Fruchtfliegenlarve. Dort sammelt sie Informationen j
uber Schmerzreize und veranlasst die Larve, die (Jrsache II
dieser Reize zu vermeiden.
Konfokalmikroskop-Auf nahme II
Max-Planck-lnstitut fur Neurobiologie, I
Martinsried
Gaia Tavosanis I
КОРЕНЬ РАСТИТЕЛЬНОГО
ВОЛОСКА
для оптимального роста растениям необходим азот. При
дефиците азота процессы фотосинтеза и роста замед-
ляются. Для таких случаев растения разработали мно-
жество стратегий: например, листья начинают усилен-
но вырабатывать красный пигмент антоциан, который
защищает растения от избыточного облучения. Ученые
предполагают, что те же механизмы, что регулируют об-
разование антоциана, вызывают и появление листовых
волосков, защищающих растение от высыхания. Поэто-
му в рамках исследования последствий дефицита азота
изучались также размер и количество листовых волос-
ков. На фотографии представлен волосок резуховидки
Таля (Arabidopsis thaliana).
AN DER WURZEL EINES
PFLANZENHAARS
Um optimal zu wachsen, brauchen Pflanzen ausreichend
Stickstoff. Bei Stickstoffmangel mussen Fotosynthese und
Wachstum reduziert werden. Dazu haben Pflanzen ver-
schiedene Strategien entwickelt, wie etwa die verstarkte
Bildung des roten Blattfarbstoffs Anthocyan, der vor zu viel
Lichteinstrahlung schutzt. Wissenschaftler vermuten, dass
die gleichen Mechanismen, die die Anthocyanbildung re-
gulieren, auch die Bildung der Blatth^rchen beeinflussen
die die Pflanze vor Austrocknung schutzen. Im Rahmen
der Untersuchungen zur Auswirkung von Stickstoffmangel ,
wurde daher auch die GroBe und Anzahl der Blattharchen
untersucht. Zu sehen ist ein solches Haar bei der Acker-
schmalwand (Arabidopsis thaliana). I
Снимок с конфокального микроскопа
Институт молекулярной физиологии растений
Общества им. Макса Планка, Потсдам
Грит Рубин. Вольф-Рюдигер Шайбле
Konfokalmikroskop-Aufnahme
Max-Planck-lnstitut fur molekulare Pflanzenphysiolo#
Potsdam
Grit Rubin, Wolf-Ruediger Scheible
ОБОЛОЧКА ДЛЯ
ГОРЯЧЕЙ ПЛАЗМЫ
Термоядерные электростанции, аналогично солнцу, дол-
жны вырабатывать энергию путем синтеза более тяжё-
лых атомных ядер из более легких. Топливо для ядерного
синтеза, ультра-тонкая водородная плазма, зажигается
при температуре свыше 100 миллионов градусов Цель-
сия. При этом даже стенки сосудов раскаляются до не-
скольких сотен градусов Поэтому для строительства
таких установок исследователи разрабатывают новые
жаропрочные материалы. На снимке показана проба
вольфрамого сплава, в который для повышения стой-
кости материала к окислению были добавлены кремнии
и хром Под микроскопом видны трещины внутреннего
напряжения, возникшие вследствие различии коэффи-
циентов теплового расширения - эффект, которого сле-
дует избегать при применении материала в будущем.
Снимок с микроскопа в поляризованном свете
Институт физики плазмы
Общества им. Макса Планка, Гархинг
Габриэле Матерн
MANTEL FUR HEISSES
PLASMA
Fusionskraltwerke sollen ahnlich wie die Sonne aus
der Verschmelzung von Atomkernen Energie gewmnen
Der Fusionsbrennstoff, ein ultra-dunnes Wasnerstoff-Plas-
ma, hat eine Zundternperatur von uber 100 Million-n Grad
Celsius. Selbst die GefaBwande erreichen immer noch I
einige hundert Grad. Forscher entwickeln daher neuehit-
zebestandige Matenalien fur den Bau solcher Anlagen
Die Probe zeigt eine Wolframlegierung in die Silizium und
Chrom eingebaut wurde, um das Material oxidationsbe- I
standiger zu machen. Unter dem Mikroskop zeigen sich I
Spannungsrisse, hervorgerufen durch unterschiedliche I
thermische Ausdehnung - ein Effekt, der bei der spaleren I
Anwendung vermieden werden sollte. J
Mikroskop-Autnahme mlt polansierlem Licht
Max-Planck-lnstitut fur Plasmaphysik,
Garching
Gabriele Matern
МОЗГ И ГОРМОНЫ
Какое действие оказывают гормоны щитовидной желе-
зы на развитие мозга? Особенную важность имеет этот
вопрос при рассмотрении кретинизма. Эта болезнь ха-
рактеризуется задержкой физического и психического
развития вследствие врожденного нарушения функции
щитовидной железы. Однако до сих пор неясно, на раз-
витие каких именно клеток оказывают влияние гормоны
щитовидной железы и что при этом происходит на моле-
кулярном уровне. На картинке красным выделены гли-
альные клетки и клетки Пуркинье из клеточных культур
мозжечка, обработанные гормонами щитовидной желе-
зы для стимуляции развития. Синие точки - ядра клеток
мозжечка других типов.
Флуоресцентная микроскопия
Институт биофизической химии
Общества им. Макса Планка, Геттинген
Хайке Хойер, Карл Бауер
GEHIRN UND HORMONE
Welche Wirkung haben SchilddrOsenhormone auf die Ge-
hirnentwicklung? Besonders wichtig ist diese Frage bei-
spielsweise beim Kretinismus. Diese Krankheit auBert sich
durch das Zuriickbleiben der korperlichen und geistigen
Entwicklung und basiert auf einer angeborener Schilddru-
senschwache. Welche Zellen aber genau von den Schild-
drOsenhormonen in der Entwicklung beeinflusst werden
und was auf der molekularen Ebene passiert ist noch un-
geklart. Das Bild zeigt rot angefarbte Gliazellen und Pur-
kinjezellen aus Zellkulturen des Kleinhirns die mil Schild-
driisenhormonen behandelt wurden, um die Entwicklung
zu fbrdern. Die blauen Punkte sind die Zellkerne verschie-
dener anderer Zelltypen im Klemhirn.
Fluoreszenzmikroskopie _ __ -
Max-Planck-lnstitut fur biophysikalische Chemie,
Gottingen
Heike Heuer, Karl Bauer
БИОЛОГИЧЕСКИЙ РОТОР BIOLOGISCHER ROTOI
Этот биологический ротор своим вращением вырабаты-
вает энергию для образования молекул аденозинтри-
фосфата (АТР), которые играют роль топлива для всех
живых клеток. Обнаружен он был в клеточной мембра-
не бактерии llyobacter tartaricus. Диаметр кольца ротора
— примерно пять нанометров. Ученым удалось создать
трехмерную структурную модель ротора, который стро-
ится из одиннадцати идентичных белковых субъединиц.
Для этого было кристаллизовано изолированное кольцо
из углеродных субъединиц с липидами. Снимки кристал-
лов, сделанные электронным микроскопом, были про-
анализированы на компьютере и затем преобразованы в
карту электронной плотности.
Dieser biologische Rotor liefert durch seine Drehung die
Energie zur Bildung des MolekOls ATP und damit den
Treibstoff fur die Energieversorgung aller lebenden Zellen.
Gefunden wurde er in der Zellmembran des Bakteriums
llyobacter tartaricus. Der Ringdurchmesser des Rotors
betragt etwa funf Nanometer. Wissenschaftler konnten ein
dreidimensionales Strukturmodell des Rotors erstellen, der
aus elf identischen Protein-Untereinheiten aufgebaut ist.
Dazu kristallisierten sie den isolierten Ring aus Kohlenstoff-
Untereinheiten mit Lipiden. Die elektronenmikroskopischen
Bilder der Kristalle wurden am Rechner ausgewertet und
anschlieBend in eine Elektronendichtekarte umgesetzt.
Карта плотности на базе снимков
электронного микроскопа
Институт биофизики Общества им. Макса Планка,
Франкфурт-на-Майне,
Высшая техническая школа (ETN) Цюриха
Жанет Вонк, I ассило Круг ф. Нидда, Вернер Кюльбрандт,
Томас Майер, Ульрих Матни. Петер Димрот
Dichtekarte auf Basis elektronemikroskopischer
Aufnahmen
Max-Planck-lnstitut fur Biophysik,
Frankfurt am Main,
ETH Zurich
Janet Vonck, Tassilo Krug v. Nidda, Werner Kuhlbrandt
Thomas Meier, Ulrich Mathey, Peter Dimroth
МОМЕНТАЛЬНОЕ
ФОТО КОСМИЧЕСКОЙ
ТУМАННОСТИ
Планетарная туманность М1-92 еще очень молода ей
всего 3000 лет. Она удалена от земли на расстояние
8000 световых лет, а ее размер в диаметре составля-
ет 0,4 световых года. Туманность возникла, когда уми-
рающая звезда выбросила в космическое пространство
большие количества газа во всех направлениях. Астро-
номические туманности так сильно удалены от земли,
что мы можем наблюдать их лишь с одной стороны. Толь-
ко современные комплексные вычислительные техники
позволили воссоздать их трехмерную структуру на базе
обычных фотографий. Теперь исследователи могут смо-
делировать вид на М1-92 из любой точки космоса.
NEBULOSE
MOMENTAUFNAHME
IM ALL
Mit seinen 3000 Jahren ist der planetarische Nebel Ml-92
noch sehr jung. Er ist etwa 8000 Lichtjahre von der Erde
entfernt und 0,4 Lichtjahre groB. Der Nebel entstand, als
ein sterbender Stern groBe Mengen Gas in alle Richtungen
in den Weltraum hinaus schleuderte. Astronomische Nebel
sind von der Erde so weit entfernt, dass wir sie nur aus
einer Richtung sehen konnen. Nur mit neuen aufwandigen
Rechenverfahren lasst sich ihre dreidimensionale Struktur
am Computer aus konventionellen Fotos rekonstruieren.
Die Forscher sind damit in der Lage, von jedem Ort im
Weltraum eine Ansicht von M1-92 zu simulieren.
Компьютерная трехмерная реконструкция
на базе обычных фотографий
Институт информатики
Общества им. Макса Планка, Заарбрюкен
Маркус Магнор
Rechnergestutzte 3-D-Rekonstruktion
aus konventionellen Fotos
Max-Planck-lnstitut fOr Informatik,
Saarbriicken
Marcus Magnor
клеточный узор -
КЛЕТОЧНЫЙ ПОРЯДОК
На снимке изолированная сердечная клетка крысы в
7000-кратном увеличении. Клетки сердца, хранящиеся в
клеточных культурах вне естественной среды, меняют
внешний вид: первоначально цилиндрическая структура
становится плоской. При этом образуются новые сарко-
меры мельчайшие функциональные единицы клеток
сердечной мышцы. Белки изображенной на снимке клет-
ки были иммуноцитохимически помечены, чтобы нагляд-
но показать изменения. Эта клетка находится в клеточ-
ной культуре уже на протяжении двенадцати дней, и на
снимке по зеленой окраске миозина хорошо видно, что
образование новых саркомеров начинается в центре.
Конфокальная лазерная микроскопия
Институт исследовании сердца и легких
Общества им. Макса Планка
Вероника Перзон
ZELLMUSTER -
ZELLORDNUNG
Das Bild zeigt eine isolierte Herzzelle einer Ratte in
7000-facher VergrbBerung. Wenn Herzzellen auBerhalbih-
rer naturlichen Umgebung in Zellkulturen aufbewahrt wer-
den, verandert sich ihre Gestalt: Die anfangs zylmdnsche
Struktur wechselt zu einer flach ausgebreiteten Form. Da-
bei werden neue Sarkomere - die kleinsten funktionellen
Einheiten der Herzmuskelzellen - gebildet. Die Proteine
der abgebildeten Herzzelle wurden immunzytochemisch
markiert, um die Veranderungen sichtbar zu machen. Bei
dieser Zelle, die sich bereits zwolf Tage in einer Zellkultur
befindet, erkennt man an der grunen Myosinfarbung. dass
die Neubildung der Sarkomere vom Zentrum ausgeht.
Konfokale, lasermikroskopische Aufnahrne ___
Max-Planck-lnstitut
fur Herz- und Lungenforschung
Veronika Person
ПОРЯДОК
СТАЛИ
Механические характеристики различных видов ста-
ли зависят, кроме прочего, от их текстуры. Под этим в
кристаллографии понимается пространственная ориен-
тировка кристаллитов поликристаллического твердого
тела. Холодная деформация и последующая рекристал-
лизация значительно снижает упорядоченность тексту-
ры. Здесь показаны кристаллиты отлитой пробы стали,
окрашенные в разные цвета травлением. Рисунок указы-
вает на процессы, происходящие в структуре материала
в ходе охлаждения и деформации.
Цветное травление
Институт исследования железа
Общества им. Макса Планка, Дюссельдорф
Доротея Глэзер
DIE ORDNUNG DES
STAHLS
Die mechanischen Eigenschaften verschiedener Stable
hangen unter anderem von ihrer Textur ab. Darunter ver-
steht man in der Kristallographie die Verteilung der unter-
schiedlichen Ausrichtungen der Kristallite eines vielkris-
tallinen Festkorpers. Wird ein Stahl kalt umgeformt und
anschlieBend rekristallisiert, entsteht eine weitgehend
regellose Textur. Das Bild zeigt die durch Atzung unter-
schiedlich gefarbten Kristallite einer gegossenen Stahlpro-
be. Es liefert damit Hinweise auf die Prozesse, die beim
Abkuhlen und Umformen im Material-Gefuge ablaufen.
Farbatzung ____
Max-Planck-lnstitut fur Eisenforschung,
Dusseldorf
Dorothea Glaser
Max-Planck-Gesellschaft Referat fur Presse- und Offentlichkeitsarbeit
Hofgartenstr. 8 80539 Munchen Tel.: +49 (0)89 2108 - 1232 Fax: +49 (0)89 2108 - 1207
www.mpg.de presse@gv.mpg.de
www.bilder.mpg.de
Ок гябрь 2012 г. / Oktober 2012
Презентация выставки «Картины из мира науки» проводится в рамках Года Германии в России 2012/13
Die Presentation der Ausstellung ..Bilder aus der Wissenschatt" in Russland wird ermdglicht
durch das Deutschlandjahr 2012/2013.
Оцифровано: Юрий Каротин
yural5cbxggmall.com
Auckland, Mew Zealand
Организаторы Года Германии в России 2012/2013:
Projekttrager des Deutschlandjahres in Russland 2012/13:
I Auswartiges Amt
GOETHE
INSTITUT
Ом-Ausschuss der Deulwhcn Wlrtschalt
Mil Unterstutzung von!
При лоддерхжв
1
АНК
Информационные партнеры:
Medienpartner:
РОССИЯ
ги/няк* профиль газета.ги
_ Деловой
Петербург
GEO
LOOK
AT ME
V/llage
•гчсяняи
МОСКВА
KiisskiiMl искусство