3D-технологии могут помочь спасти исчезающих пресноводных мидий

Одной из величайших задач, стоящих перед биологами, является сохранение хрупкого биоразнообразия мира путем спасения животных, находящихся под угрозой исчезновения. Мы все слышали о самых известных экземплярах, таких как черные носороги, горные гориллы, африканские лесные слоны, орангутанги и, конечно, морские черепахи-ястребы, но более 41 000 видов, по оценкам Международного союза охраны природы, находятся под угрозой исчезновения мидии. Теперь, чтобы спасти одну группу, ученые и специалисты по визуализации из Музея естественной истории Флориды и Национального музея естественной истории Смитсоновского института объединились, чтобы использовать 3D-технологии для защиты пресноводных мидий.

Пресноводные мидии на самом деле являются одним из наиболее исчезающих видов в мире. Джон Пфайффер, куратор отдела двустворчатых моллюсков (группы морских и пресноводных моллюсков) Смитсоновского института, объясняет, что, хотя США являются важной горячей точкой для биоразнообразия пресноводных мидий, «многие пресноводные мидии страны находятся под угрозой исчезновения. Примерно каждый третий вид находится под защитой Закона об исчезающих видах, а еще 30 видов, как полагают, недавно вымерли». Учитывая, что мидии необходимы для здоровья ручьев и рек благодаря их фильтрующим способностям, удалению водорослей, излишков питательных веществ и тяжелых металлов из окружающей среды, а также способности стабилизировать русла рек с плотными колониями, их исчезновение может иметь катастрофические последствия для их биомов. 

По сути, использование 3D-технологий для спасения пресноводных мидий будет двояким. Первый ориентирован на образование. Ключевой частью защиты любых видов, конечно же, является доведение информации о них до широкой общественности, а также непосредственно до биологов, которые пытаются их защитить. Таким образом, Национальный учебный центр по охране природы планирует создать 3D-печати раковины для улучшения курса по идентификации пресноводных мидий, предлагаемого специалистам по охране природы по всей стране, а также обычным гражданам. Это чрезвычайно важно, поскольку по мере сокращения популяций мидий становится все труднее найти эталонные образцы для критических исследований.

Но физическая 3D-печать — не единственный способ сохранить эти редкие виды. Другая ключевая часть проекта — создание цифровых моделей с использованием фотограмметрии для создания обширной коллекции в цифровой 3D-библиотеке. Пфайффер отмечает: «Некоторые экземпляры невероятно редки или деликатны, и практически невозможно собрать полную справочную коллекцию, которая могла бы помочь в обучении людей. Поэтому вместо этого нам пришла в голову идея создать цифровую 3D-библиотеку, которая улучшит доступ к образцам».

Действительно, это не первый случай, когда для этой цели используется фотограмметрия, которая позволяет сшить несколько фотографий одного образца в трехмерную композицию. 

К счастью, Музей Флориды располагает одним из самых быстрых и эффективных фотограмметрических установок, используемых в настоящее время, и его адаптировали для одновременной фотограмметрии с разных ракурсов. Для получения изображений образцы помещают на автоматизированный поворотный стол внутри лайтбокса, а фотографии делаются через запрограммированные интервалы во время вращения. Затем его переворачивают, позволяя также отобразить нижнюю половину, таким образом захватывая полный охват на 360 градусов.

Мэтью Паттерсон, руководитель курса Национального учебного центра по охране природы Службы, заключает: «Этот проект очень интересен, потому что он дает возможность научить полевых биологов и общественность тому, как идентифицировать все виды пресноводных мидий, произрастающих в Соединенных Штатах, включая почти 100 видов занесены в список находящихся под угрозой исчезновения. И все это произойдет в 2023 году, когда Закону об исчезающих видах исполняется 50 лет».