La fotografía científica: el arte de la comunicación

Greta Rosas Saito

La fotografía científica tiene sus orígenes desde hace ya casi 200 años, y desde entonces ha sido una herramienta muy útil para la investigación científica, pero ¿qué es la fotografía científica?... Podemos definirla como un conjunto de técnicas fotográficas que nos permiten obtener información valiosa en forma de imágenes para todas las áreas de la ciencia.

Con el avance tecnológico hoy en día la ciencia cuenta con una gran cantidad de sistemas de cámaras, focos, filtros, materiales fotosensibles, equipos especializados, microscopios, telescopios y software, que a través de una serie de técnicas complejas nos permiten llegar a donde el ojo humano no alcanza a visualizar. Gracias a esto, podemos acercarnos y conocer detalles de estructuras o fenómenos que antes desconocíamos, y de esta manera hemos podido capturar desde estructuras atómicas hasta galaxias. Las fotografías que se han obtenido, en muchas ocasiones resultan ser verdaderas obras de arte.

En la fotografía con fines científicos, particularmente en biología, es importante considerar dos factores que influyen directamente en el resultado final: La preparación del material y la utilización de los equipos adecuados para tomar la fotografía. Existen cámaras especializadas para cada rama de la fotografía científica ya que las situaciones y necesidades pueden ser muy variadas, desde tomas muy lentas o por el contrario procesos que ocurren con una extrema rapidez. Ejemplo de esto último es la fotografía de alta velocidad, que es capaz de tomar más de 55,000 fotogramas en un segundo, con esta técnica ha sido posible reconstruir el verdadero movimiento de la cola del espermatozoide humano y nos ha permitido conocer su movimiento unilateral, es decir que solo sucede de un solo lado.

Podemos entender la utilidad de la fotografía científica al comparar la limitada visión del ojo humano contra los fenómenos de la naturaleza. El ojo humano puede ver el color violeta, azul, verde, amarillo, naranja y rojo, es decir capta longitudes de onda comprendidas entre 400 y 700 nanómetros, pero no puede percibir la luz infrarroja ni ultravioleta. Mientras que las mariposas encuentran las flores mediante luz ultravioleta y las serpientes tienen visión infrarroja.

Análogamente, en la fotografía científica es posible captar imágenes a longitudes de onda entre 10 y 1,200 nanómetros, utilizando cámaras especiales en combinación con focos y filtros para obtener la longitud de onda deseada, entonces podemos hablar de la fotografía de luz infrarroja (700 - 1,200 nanómetros) y ultravioleta (10 - 400 nanómetros). Esto es muy útil en áreas como el estudio de enfermedades de plantas, agricultura, astronomía, y medicina entre otras.

Instrumentos ópticos como microscopios, telescopios o espectroscopios son herramientas que se utilizan para realizar fotografía científica. Gracias a la cual se han logrado muchos avances en la ciencia; por ejemplo, se obtuvo en 1953 la famosa fotografía 51 que permitió describir la estructura de doble hélice del ADN, con la técnica de la difracción de rayos X.

Las técnicas llamadas de acercamiento, la fotomacrografía y fotomicrografía son técnicas con las que se pueden fotografiar objetos pequeños, desde unos cuantos centímetros hasta unas 500 micras. La fotomacrografia realiza imágenes a tamaño real (1:1) con detalles y estructuras de grandes o pequeñas dimensiones. Cada imagen está compuesta por cientos de fotografías con un plano de enfoque distinto, moviendo el enfoque una centésima de milímetro y luego con ayuda de un modelo matemático y un software especializado se encargarán de construir la imagen completa mediante el apilamiento de fotos (Fig 1). La fotomicrografía genera imágenes de objetos sumamente pequeños, difíciles de ver a simple vista. La imagen se obtiene a través de un microscopio y es fotografiada con una cámara insertada en el microscopio.

Dentro de la rama de la microscopia, la ciencia cuenta con los llamados microscopios electrónicos, que emplean electrones para obtener imágenes con resoluciones mil veces mayores que un microscopio óptico; incluso crean imágenes de estructuras de tamaño nanométrico (1 nanómetro equivale a la millonésima parte de un milímetro). Particularmente el microscopio electrónico de barrido, captura información de la superficie de organismos vivos muy pequeños, generando imágenes tridimensionales que pueden llegar a mostrar detalles de estructuras como las escamas del ala de una mariposa (Fig 2) o la forma de los tricomas (pelos muy finos característicos de la superficie de las plantas) de un tomate (Fig 3), la textura de una espora de roya (Fig 4) o incluso poder admirar simetrías perfectas en un pequeño grano de polen (Fig 5). En el microscopio electrónico se generan imágenes monocromáticas que se pueden colorear con un trabajo técnico. Estas imágenes, de gran contenido artístico, se obtienen usando programas de procesamiento de imágenes para darles un aspecto más natural.

Otras especialidades de la fotografía son la luminiscencia, aérea y satelital, forense, de fluorescencia, holografía y láseres, 3D, panorámica, esférica y Time-Lapse, Kirlian. Estas son sólo algunas de las diversas técnicas que la fotografía científica emplea de manera significativa y que día con día cobra más valor en el ámbito científico.

En definitiva, la fotografía científica es un arte en sí misma. Cuando el fotógrafo captura en cada imagen un instante de la realidad, deja fotografías impactantes que permiten transmitir los resultados de años de investigación. Cada disparo está influenciado por su bagaje, espacio y emociones, que contribuyen al avance y divulgación de la ciencia ya sea en una exposición, en manuales o en artículos científicos.

Pie de figuras

Fig 1. Macrofotografía de un Phengodidae. Autor: Jorge Valdez

Fig 2. (slider) Micrografía de barrido en falso color de las escamas del ala de una mariposa morpho azul. Vista a 5,000x. Autor: Greta Rosas

Fig 3. Tricomas del fruto de tomate riñón vistas al microscopio electrónico de barrido en falso color. Autor: Greta Rosas

Fig 4. Esporas de roya sobre la superficie de una hoja de zarzamora silvestre. Vista al microscopio electrónico de barrido en falso color. Autor: Greta Rosas

Fig 5. Grano de polen de Acacia. Microscopía de barrido. Autor: Greta Rosas

Referencias

Bernal, C., 2020. Apilado de imágenes. [En línea] https://www.fotomacro.cl/3-apilado-de-imagenes/

H. Gadêlha, P. Hernández-Herrera, F. Montoya, A. Darszon, G. Corkidi, Human sperm uses asymmetric and anisotropic flagellar controls to regulate swimming symmetry and cell steering. Sci. Adv. 6, eaba5168 (2020).

Foto Macro, 2020. FOTOGRAFÍA BÁSICA PARA FOTO MACRO. [En línea] https://www.fotomacro.cl/fotografia-basica/

Indice de Revistas Mexicanas de Divulgación Científica y Tecnológica. http://www.conacyt.mx/index.php/comunicacion/indice-de-revistas-mexicanas-de-divulgacion-cientifica-y-tecnologica

Revista Cine, Imagen, Ciencia. (1) 2017. La Imagen como Expresión Comunicativa de la Ciencia. ISSN 2530-8882. [En línea] http://revista.revistacineimagenciencia.es/numero01/revista_cic_n1_201706.pdf