Учёные создали первую цифровую 3D-библиотеку почти из 800 видов муравьёв

Международная группа учёных разработала новую технологию роботизированного сканирования, позволившую создать трёхмерную цифровую библиотеку почти из 800 видов муравьёв, относящихся к 212 родам. Проект получил название Antscan и стал крупнейшей в мире коллекцией высокоточных 3D-изображений этих насекомых.

Для создания библиотеки исследователи использовали микротомографию — метод, аналогичный медицинской компьютерной томографии. С помощью рентгеновских лучей ученые получают детальные изображения внутренних органов насекомых. Однако из-за крайне малых размеров муравьёв сканирование требует значительно более высокого разрешения и занимает больше времени: на создание одной модели может уходить 10–15 часов.

Образцы для исследования были собраны из музейных коллекций и научных институтов по всему миру. По словам руководителя проекта, биолога Эвана Экономо из Университета Мэриленда, традиционными методами оцифровка такого объёма образцов могла бы занять годы, однако благодаря новой автоматизированной системе весь массив данных удалось обработать примерно за одну неделю. Сканирование проводилось в исследовательском центре Карлсруэского технологического института в Германии.

Специалисты отмечают, что проект открывает новые возможности для изучения одной из самых распространённых и успешных групп организмов на планете. Муравьи обитают практически во всех экосистемах Земли, отличаются огромным разнообразием форм и размеров и создают сложные социальные структуры.

Трёхмерные модели позволяют исследовать не только внешнюю форму, но и внутреннюю анатомию насекомых, что особенно важно для изучения их эволюции. Например, в одном из предыдущих исследований учёные использовали 3D-данные для измерения толщины кутикулы — защитного внешнего покрова муравьёв. Оказалось, что виды с более толстой кутикулой формируют меньшие и менее разнообразные колонии, что ранее было трудно доказать из-за микроскопических размеров этих структур.

Созданная цифровая библиотека доступна для научного сообщества и может использоваться не только биологами, но и специалистами из других областей — от компьютерного моделирования до анимации и образовательных проектов.

По словам авторов проекта, подобные базы данных могут стать основой для будущих глобальных инициатив по цифровой каталогизации биоразнообразия, когда подробные трёхмерные модели будут созданы для большинства известных видов живых организмов.