Исследователи, доктор Георг Фишер, доктор Эли Сарнат и профессор Эван Экономо из Окинавского института науки и технологий (OIST), использовали передовые технологии трехмерного изображения, чтобы помочь идентифицировать и задокументировать несколько новых видов муравьев в две разные статьи, опубликованные в PLOS ONE.Процесс идентификации, документирования и наименования новых видов, «таксономия» — одна из самых старых и основных задач биологии. Традиционно новые виды описываются фотографиями, рисунками и словесными описаниями. В этом исследовании авторы использовали новую технологию трехмерной визуализации, называемую рентгеновской микротомографией, которая похожа на компьютерную томографию, используемую в больницах, только с гораздо более высоким разрешением, подходящим для небольших объектов, таких как муравей.
«Это одно из первых исследований в области таксономии муравьев с использованием микро-компьютерной томографии», — сказал Экономо, глава отдела биоразнообразия и биосложности OIST. «Хотя этот метод набирает популярность в различных областях науки, его редко используют таким образом».Как только муравей отсканирован этим методом, он становится виртуальным экземпляром, который «живет» в 3D; затем его можно проанализировать, заархивировать и поделиться с другими учеными по всему миру.
«Если вы работаете в кустах в Африке и находите муравья, которого хотите опознать, действительно сложно пролететь до музея в Европе или США, чтобы увидеть коллекции уже известных видов», — соавтор Фишер. — сказал автор и научный сотрудник отдела биоразнообразия и биокомплекса OIST. «Таким образом вы можете загрузить виртуального муравья, провести измерения и сравнить его с образцом, который вы пытаетесь идентифицировать».Это почти то же самое, что иметь перед собой физический образец, и «в некотором смысле он лучше, чем настоящий», — добавил Экономо. «Потому что вы можете виртуально препарировать образец и исследовать внутреннюю структуру на вашем компьютере».Исследователи использовали трехмерное изображение вместе с более традиционными методами, чтобы описать две группы видов муравьев, одну из Папуа-Новой Гвинеи, а другую из Фиджи.
Затем команда создала 3D-галереи каждого вида, как новых, так и ранее известных, которые должны быть особенно полезны для людей, желающих идентифицировать и различать экземпляры муравьев.Исследователи также воспользовались этими новыми возможностями трехмерного изображения, чтобы заглянуть внутрь позвоночника основных рабочих муравьев в поисках ключей к их функциям.
Хотя наиболее очевидная функция шипов — защита от хищников, исследователи дополнительно обнаружили, что шипы были заполнены мышцами, что может сделать муравьев более сильными и выносливыми по сравнению с муравьями без шипов.Интеграция рентгеновской микро-КТ и трехмерной визуализации — это современный и технически подкованный подход к древнему искусству систематики; а постоянное развитие современных технологий открывает новые захватывающие возможности для улучшения даже самых старых дисциплин.
«Таксономия является фундаментальной для всех других биологических наук, потому что она позволяет нам систематизировать информацию, которую мы обнаруживаем о живых существах, но слишком часто ее считают скучной или устаревшей», — сказал Экономо. «Эти новые технологии могут революционизировать то, как мы обнаруживаем, документируем и обмениваемся информацией о новых видах, что является революционным способом».