A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
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.
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.
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....
1. Преобразование изображений фитопланктона в векторную графику
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.......
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.......
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.
....Name | Company | Catalog Number | Comments |
Adobe Illustrator | Adobe | version 23.0.6 | Free alternatives include: Inkscape, GIMP, Vectr, Vectornator |
Eclipse E800 | Nikon | ECLIPSE Ni/Ci Upright Microscope | Now succeeded by Eclipse Ni-U |
Epson Large Format Printer | Epson | SCT5475SR | |
Heavy Matte Paper | Epson | S041596 | |
RStudio | Rstudio, PBC | version 2022.07.1 | Any statistical software tool will suffice |
Explore More Articles
This article has been published
Video Coming Soon
ABOUT JoVE
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved