Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • Representative Results
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

В этой статье мы представляем протокол преобразования микроскопических изображений фитопланктона в векторную графику и повторяющиеся паттерны, позволяющие визуализировать изменения таксонов фитопланктона и биомассы за 60 лет. Этот протокол представляет собой подход, который может быть использован для других временных рядов и наборов данных планктона по всему миру.

Abstract

Океанографические временные ряды дают важную перспективу экологических процессов в экосистемах. Долгосрочные временные ряды планктона залива Наррагансетт (NBPTS) в заливе Наррагансетт, штат Род-Айленд, США, представляют собой один из самых длинных временных рядов планктона (с 1959 г. по настоящее время) в своем роде в мире и предоставляют уникальную возможность визуализировать долгосрочные изменения в водной экосистеме. Фитопланктон представляет собой основу пищевой цепи в большинстве морских систем, включая залив Наррагансетт. Поэтому крайне важно донести их важность до 2,4 миллиарда человек, живущих в прибрежных районах океана. Мы разработали протокол с целью визуализации разнообразия и величины фитопланктона с помощью Adobe Illustrator для преобразования микроскопических изображений фитопланктона, собранных с NBPTS, в векторную графику, которая может быть преобразована в повторяющиеся визуальные шаблоны с течением времени. Для преобразования изображений были отобраны таксоны, численно распространенные или представляющие угрозу для экономики и здоровья, такие как таксоны вредоносного цветения водорослей, Pseudo-nitzschia spp. Затем были созданы закономерности различных изображений фитопланктона на основе их относительной распространенности за выбранные десятилетия собранных данных (1970-е, 1990-е и 2010-е годы). Десятилетние модели биомассы фитопланктона информировали о контурах каждого десятилетия, в то время как цветовой градиент фона от синего до красного использовался для выявления долгосрочного повышения температуры, наблюдаемого в заливе Наррагансетт. Наконец, были напечатаны большие панели размером 96 на 34 дюйма с повторяющимися узорами фитопланктона, чтобы проиллюстрировать потенциальные изменения численности фитопланктона с течением времени. Этот проект позволяет визуализировать буквальные сдвиги в биомассе фитопланктона, которые, как правило, невидимы невооруженным глазом, используя данные рядов в реальном времени (например, биомассу и численность фитопланктона) в самом произведении искусства. Он представляет собой подход, который может быть использован для многих других временных рядов планктона для визуализации данных, коммуникации, образования и информационно-разъяснительной работы.

Introduction

Фитопланктон является первичным продуцентом, представляющим собой основу пищевой цепи в водных экосистемах 1,2. Несмотря на то, что программы мониторинга фитопланктона играют ключевую роль в выявлении текущих и будущих изменений в морских экосистемах, их поддержка со временем снижается3. Из-за относительно короткого времени генерации и ограниченной подвижности фитопланктон особенно чутко реагирует на изменение климата, что делает его важным инструментом в мониторинге временных рядов. Временные ряды фитопланктона также важны для информирования экосистемного управления доступностью ресурс....

Protocol

1. Преобразование изображений фитопланктона в векторную графику

  1. Выберите микроскопические изображения фитопланктона, взятые из долгосрочных временных рядов планктона залива Наррагансетт (NBPTS) в виде файлов .JPG, .PNG или .PDF (рис. 1A).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Таксоны вк?.......

Representative Results

Результаты свидетельствуют о снижении биомассы фитопланктона с 1970-х до 1990-х и 2010-х годов (рис. 1). Во всех десятилетиях наблюдался бимодальный пик концентрации хлорофилла а (chl a), причем первый пик приходился на зиму, а второй — на лето. В 1970-х годах зимой наблюдалс.......

Discussion

Важнейшие этапы протокола включают получение микроскопических изображений фитопланктона и преобразование их в векторную графику. Сделать изображения фитопланктона, не заметные невооруженным глазом, достаточно большими, чтобы их можно было разглядеть без лупы на фреске, помогает ожи.......

Disclosures

У авторов нет конфликта интересов, о котором можно было бы заявлять.

Acknowledgements

Это исследование было поддержано Национальным научным фондом (OIA-1655221, OCE-1655686) и Морским грантом Род-Айленда (NA22-OAR4170123, RISG22-R/2223-95-5-U). Мы благодарим многочисленных капитанов за оказанную помощь в полевых условиях, а также многих студентов и исследователей, которые собирали данные с 1970 года. Мы благодарим Стюарта Коупленда и Джорджию Роудс за разработку проекта Vis-A-Thon, в рамках которого была создана фреска из планктона, а также Рафаэля Аттиаса из Школы дизайна Род-Айленда за его художественное руководство во время разработки проекта.

....

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Adobe IllustratorAdobeversion 23.0.6Free alternatives include: Inkscape, GIMP, Vectr, Vectornator
Eclipse E800NikonECLIPSE Ni/Ci Upright MicroscopeNow succeeded by Eclipse Ni-U
Epson Large Format PrinterEpsonSCT5475SR
Heavy Matte PaperEpsonS041596
RStudioRstudio, PBCversion 2022.07.1Any statistical software tool will suffice

References

  1. Cloern, J. E., Jassby, A. D. Complex seasonal patterns of primary producers at the land-sea interface. Ecology Letters. 11 (12), 1294-1303 (2008).
  2. Cloern, J. E., Jassby, A. D. Patterns and Scales of ....

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

Adobe IllustratorPseudo nitzschia spp

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved