ピットオルガン、スペクタクル、および非ピットオルガンの表面超微細構造赤外線イメージングボイドヘビの表皮：スキャンプローブと走査型電子顕微鏡研究

ボイドヘビは、ユニークな赤外線イメージングピットオルガンを所有しています。これらの臓器の表面の超微細構造は、特定の波長の電磁放射を散乱または反映しています。ボイドヘビのピットオルガン表皮表面は、マイクロピットと呼ばれる毛穴のような構造の配列で覆われています。この複雑な表面構造の寸法を決定するために、高解像度顕微鏡技術により、ヘビ表皮に関する最初の超微細構造分析を実施しました。スキャンプローブ顕微鏡と走査型電子顕微鏡を使用して、ピット器官、上顎非ピット器官、スペクタクル、および腹側スケールの表皮には、マイクロピットの配列が含まれていることがわかりました。これらのスケール表面には、重複するプレートのような構造の主要な表面の特徴も含まれています。直径は平均319 nm、深さ46 nmのピットオルガンマイクロピットで、互いに平均808 nmの間隔を空けました。これらのマイクロピットは、直径が大きく、他のスケールよりも離れて離れて間隔を空けていました。ピット臓器のプレート構造は、3.5マイクロームのプレート間の平均距離と151 nmの平均プレートステップの高さでした。これらの違いは、マイクロピットとプレートの表面構造のアレイが、入射電磁放射に関するスペクトルフィルターまたは反反射コーティングとして機能するという議論を強化するのに役立ちます。

Boid snakes possess unique infrared imaging pit organs. The ultrastructure of the surfaces of these organs scatter or reflect electromagnetic radiation of specific wavelengths. Pit organ epidermal surfaces of boid snakes are covered with arrays of pore-like structures called micropits. In order to determine the dimensions of this complicated surface structure, we have performed the first ultrastructural analysis on snake epidermis by high-resolution microscopy techniques. Using scanning probe microscopy and scanning electron microscopy, we found that the epidermis of pit organ, maxillary non pit organ, spectacle, and ventral scales contain arrays of micropits. These scale surfaces also contain major surface features of overlapping plate-like structures. Pit organ micropits averaged 319 nm in diameter and 46 nm in depth and were spaced an average of 808 nm from each other. These micropits were significantly deeper, of greater diameter, and spaced at greater distances apart than those of the other scales. Plate structures of the pit organs had a mean distance between plates of 3.5 microm and a mean plate step height of 151 nm. These differences serve to strengthen the argument that arrays of micropit and plate surface structures function as spectral filters or anti-reflective coatings with respect to incident electromagnetic radiation.