濒临灭绝的小海豚获得数字生命线
小海豚(Phocoena sinus)是一种仅在墨西哥北部加利福尼亚湾浅水区发现的小型海豚,属于地球上最濒危的海洋哺乳动物之一。它的体长约为5英尺,是鲸类、海豚和小海豚群体中最小的成员。凭借眼睛和嘴周围的黑色标记,小海豚在20世纪下半叶之前尚未为科学所知。如今,它已成为影响全球海洋生物多样性危机的有力象征。估计在野外仅剩下少数小海豚,这使得这个物种濒临灭绝。种群崩溃主要是由于意外缠绕在刺网中,尤其是用于非法捕捞大麻哈鱼的刺网。这种大型鱼类因其浮胆在国际黑市上价值昂贵而成为目标。尽管几十年前已禁止捕捞大麻哈鱼,非法捕捞依然在因野生动物贩运网络及持续的海外需求而持续。尽管进行了多年的保护工作,小海豚的未来仍然不确定。专家表示,其生存依赖于国际社会迅速合作,消除其栖息地内的刺网捕鱼,防止这一极度濒危物种的消失。先进成像创造数字海豚档案为了保护该物种的知识,佛罗里达大西洋大学的研究人员与圣地亚哥自然历史博物馆、加利福尼亚海洋世界和美国国家海洋和大气管理局(NOAA)渔业部合作,数字记录了一具完整的雌性小海豚骨骼。该标本于1966年捐赠给博物馆,现在成为了这一稀有小海豚极为详细数字记录的基础。这项研究发表在《海洋哺乳动物科学》上,结合了医学CT扫描、微CT成像和数字摄影,制作了迄今为止最全面的小海豚数字解剖记录之一。这一方法使科学家们能够捕捉到微小的骨骼特征,并将其转化为交互式三维模型。“通过将先进的成像技术与开放访问数据共享相结合,该努力不仅保护了地球上最濒危海洋哺乳动物的重要记录,而且使任何人都能获取这些信息,”首席作者、佛罗里达大西洋大学生物成像实验室的成像实验室助理、以及生物学博士候选人Jamie Knaub说道。“该项目将使博物馆、课堂和教育项目能够制作科学准确的复制品,以提高人们的意识并支持对这个摇摇欲坠在灭绝边缘的物种的保护工作。” Knaub与项目负责人、曾在加利福尼亚海洋世界工作的Brittany Aja Dolan,圣地亚哥自然历史博物馆鸟类和哺乳动物馆长Philip Unitt,以及NOAA渔业部西南渔业科学中心海洋哺乳动物和海龟部门的生物学家Robert L. Brownell Jr.博士(在60年代作为研究生时收集了该标本)合作完成了这项工作。CT和微CT扫描揭示微观细节团队采用了几种成像技术,记录了骨骼多个层面的细节。研究人员首先使用医学计算机断层扫描(CT)扫描该标本,该技术利用X射线生成横截面图像。随后,他们对个别骨骼和骨骼组件进行了拍照,然后进行高分辨率的微计算机断层扫描(micro-CT)。与标准CT扫描仪不同,微CT系统可以捕捉到用微米(小于人类头发宽度)测量的极小解剖结构。“该项目需要非常复杂的成像工作流程,以在多个尺度上捕捉小海豚骨骼,从整骨结构到微观内部细节,”高级作者、佛罗里达大西洋大学生物科学系教授Marianne E. Porter博士说道。“通过结合医学CT、微CT和高分辨率摄影技术,我们能够以一种保护解剖特征的方式重建每块骨头的外部形态和内部结构,并保持其在数字形式下的互动性。最终结果不仅仅是一个模型,而是一个反映标本真实复杂性的分层数据集。”扫描过程生成了数千个横截面图像。利用专业的三维成像软件,研究人员将每个骨骼数字分离并重建成高度详细的3D模型。所得到的复制品可以旋转、放大并从任何角度查看,允许科学家在不损坏原始骨骼的情况下研究该标本。开放获取的3D模型用于研究和教育,因为原始的小海豚...
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