I make a list of the best web hosting comapnies. Buy professional business templates online.

MorphoBrowser: morfologie ve 3D

rating iconHodnocení uživatelů:  / 0
NejhoršíNejlepší 
date icon Vytvořeno: 25. duben 2012
Vytisknout
category icon Kategorie: Morfologie author icon Autor: František Špoutil

Biologie - databáze MorphoBrowserMorphoBrowser (http://morphobrowser.biocenter.helsinki.fi/intro.html) je jedna z výjimečných databází, jejíž podtitul „Surf the dental morphospace“ naznačuje, že na své si v ní přijdou především odontologové. Nepochybně ji ale rovněž využijí i mammaliologové, a dokonce i paleontologové.

Otci MorphoBrowseru jsou finský paleontolog Mikael Fortelius (www.helsinki.fi/science/now), jeho bývalý žák a zároveň jedna ze současných hvězd na poli evo-devo odontologie, Jukka Jernvall (www.biocenter.helsinki.fi/bi/evodevo) - oba působí na Biotechnologickém institutu při Helsinské univerzitě (www.helsinki.fi/university), a Australan Alistair Evans (users.monash.edu.au/~arevans/), původně chiropterolog se zaměřením na zubní morfologii. Za matku by se pak dala označit manželka posledního jmenovaného, Gudrun Evans (původním zaměřením ornitoložka), která se kromě vytváření prostředí databáze MorphoBrowser podílela i na projektu Mikaela Fortelia Neogene of the Old World (NOW). 

 

3D srovnávací nástroj (rozhovor s Alistairem Evansem) 

Proč jste se rozhodli založit projekt MorphoBrowser?

MorphoBrowser byl původně archiv pro všechna naše 3D data, která jsme do té doby nasbírali. Doufali jsme, že nám tento soubor umožní potřebný materiál a skeny najít a zorganizovat. Takže celý projekt ve svých počátcích spočíval ve vzorcích a ve správě projektu.

Jaký byl původní cíl projektu MorphoBrowser? Proměnil se, nebo zůstal stejný?

Hlavním cílem MorphoBrowseru je fungovat coby srovnávací nástroj při vyhledávání informací o trojrozměrném tvaru zubů. Každý uživatel databáze si může prohlížet libovolné množství zubních tvarů a porovnávat jejich odlišnosti mezi jednotlivými savci.

Jak vůbec vzniklo označení „MorphoBrowser“? V databázi jsou přece  jen zuby?

Název „MorphoBrowser“ odráží jednak náš obecný zájem o morfologii a dále naši touhu rychle „procházet“ (pozn.: v originále „browse“) jednotlivé tvary tak jako v knize, nebo na běžné internetové stránce.

Došlo na počátku k nějakým komplikacím?

Pokaždé, když začínáte s podobným projektem, objeví se nějaké problémy. Jelikož jsme chtěli vytvořit novou databázi, která by fungovala delší dobu, opravdu jsme se snažili ujistit, že obsahuje vše, co bychom v budoucnu chtěli sami využít. Takže jsme hodně energie vložili především do práce na designu.

Co je na MorphoBrowseru jedinečného?

Je to jedna z mála on-line databází, ve které se mohou její uživatelé na 3D povrchy nejen dívat, ale ve které s nimi mohou i interagovat. Většina databází totiž nabízí buď jen jednotlivé obrázky, nebo videa několika pohledů.

A jak vidíš budoucnost MorphoBrowseru (zvláště s vědomím toho, že jsou zde masivnější projekty, jako například MorphoBank)?

MorphoBrowser má jiné zaměření než řada ostatních databází. Databáze typu MorphoBank se jednak specializují spíše na matice morfologických znaků pro fylogenetické analýzy, což v MorphoBrowseru nenajdete, a dále mnohem častěji používají obrázky, nežli 3D.

 

GIS, DTA a OPC 

Projekt začal tím, že si tým Jukky Jernvalla do své laboratoře pořídil na zoologii nezvyklý nástroj: skenovací bodový laser. S jeho pomocí bylo možné přenést povrch sledované struktury do počítače a tam s ním dále pracovat. Významnou roli hrálo uvědomění si, že zub je tvořen uskupením různých hrbolků, které svým uspořádáním vytváří reliéf. A v té době již byla na analýzu reliéfu vyvinutá technika – geografické informační systémy (GIS).

Aplikace GIS na dentici (tzv. dentální topografická analýza – DTA) nezpůsobila revoluci tím, že vytlačila morfometriku, ať již tradiční anebo geometrickou, ale tím, že pomohla dodat nejen novou informaci o struktuře, která je z metrických dat vytažitelná jen obtížně, ale hlavně informaci, která je nezávislá na konkrétním morfologickém popisu struktury – OPC („orientation patch count“, čili „počet orientačních plošek“). Během výpočtu OPC je brána v potaz orientace každého pixelu dle směrové růžice, přičemž sousedící pixely se stejnou orientací jsou spojeny do jednolitých „plošek“ a počet „plošek“ na zkoumané struktuře je ono OPC. Ukázalo se, že OPC silně koreluje s dietou druhu bez ohledu na stavbu zubu a taxonomickou příslušnost1, a umožňuje tak v konečném důsledku zhodnocení i fosilních skupin2.

V současné době je pro získávání digitalizovaných zubních povrchů používána i počítačová (mikro)tomografie (mikro-CT), jejíž výstupy se dají rychleji softwarově upravovat, dále pak jehlový skener nebo konfokální mikroskopie. Databáze do dnešního dne obsahuje 166 záznamů z 9 savčích řádů současných (Cetartiodactyla, Carnivora, Chiroptera, Perissodactyla, Primates, Rodentia a vačnatčích Diprotodontia) i fosilních (Multituberculata a někteří bazální Ungulata). Kromě adultní dentice divokých forem jsou v databázi i mutantní linie laboratorní myši (například Tabby nebo K-14 Eda), a dokonce i embryonální zubní základy (alespoň pro myš a hraboše).

Do budoucna se dá předpokládat rozšíření databáze o další taxony a pravděpodobně dojde i na širší zastoupení embryonálních zubů, neboť laboratoř Jukky Jernvalla pracuje na vývoji metod, které zviditelňují pro mikroCT měkkou tkáň vznikajícího zubu během prenatálního vývoje3.

 

Klady, zápory a výhledy 

Celá databáze je po taxonomické stránce přehledně řazena a popis u každého vzorku je vyčerpávající (druh, typ potravy, OPC, zobrazené zuby, muzejní údaje atd.), přičemž umožňuje v omezené míře i vyhledávat vzorky s blízkými hodnotami. Potěšující je i směrová růžice v rohu každého trojrozměrného skenu. Abych ale jen nechválil databáze má samozřejmě i své nedostatky -drobnosti, jako místy neaktuální taxonomické údaje (Artiodactyla kontra Cetartiodactyla), pominu, a naopak zdůrazním zřejmě jeden z nejpalčivějších problémů: ač jsou údaje u každého skenu vyčerpávající, nenacházejí se v základní vyhledávací databázi. Uživatel tak neví, zda se mu zobrazí horní či dolní zubní řada, které zuby a ve kterém stadiu vývoje, dokud se mu příslušný odkaz nenačte. Někomu by také mohl chybět alespoň základní rozměr, který by nabízel hrubou velikostní představu. Jiný by mohl zase upozornit na občasné matení výběrem konkrétních vzorků, což je viditelné hlavně u mutantních linií myši. Vždyť třeba jen u Tabby mutace je variabilita morfotypů podstatně širší, než jak se nám může zdát z databáze (srov. Peterková et al. 20054).

 

Přes těchto několik odstranitelných chyb je MorphoBrowser zajímavým počinem, který předkládá jinde dosud neviděné výsledky, určitě by si tedy zasloužil širší podporu přispěvatelů. 

 

Citované zdroje 

1Evans A. R., Wilson G. P., Fortelius M. & Jernvall J. 2007: High-level similarity of dentitions in carnivorans and rodents. Nature445: 78–81

2Wilson G.P., Evans A.R., Corfe I. J., Smiths P. D., Fortelius M. &Jernvall J. 2012: Adaptive radiation of multituberculate mammals before the extinction of dinosaurs. Nature 483: 457–460

3Moustajas J.E., Kallonen A., Harjunmaa E., Salazar-Ciudad I., Hämäläinen K. & Jernvall J. 2011: Tooth cusps feel the force. 15th ISDM, Newcastle UK

4Peterková R., Lesot H., Viriot L., Peterka M. 2005: The supernumerary cheek tooth in tabby/EDA mice – a reminiscence of the premolar in mouse ancestors. Arch. Oral. Biol. 50 (2): 219–225

 

Pro vložení komentáře se musíte přihlásit.

feed-image RSS

Zajímá Vás biologie, ekologie a evoluce? Pak je internetový vertebratologický portál Vertebratus.cz určený právě pro Vás. V článcích Vás seznámíme s novinkami a zajímavostmi z vědeckého výzkumu genetiky, morfologie i etologie ryb, obojživelníků, plazů, ptáků a savců. Své znalosti si můžete snadno otestovat i prohloubit v našich kvízech. Jsme zde pro Vás - odborníky, profesionály i laické nadšence.

Copyright © 2017 Vertebratus|obnovuje neurony. Všechna práva vyhrazena.
Joomla! je svobodný software vydaný pod licencí GNU General Public License.