Ученые из США разработали новый метод создания 3D-изображений мельчайших структур растений

Структуры цветов и других частей растений представляют собой богатый и сложный источник информации, который может дать ответы на различные вопросы об эволюции и систематике растений. Поскольку вычислительные подходы становятся все более важными для биологических исследований, существует большая необходимость перевести эту информацию в приемлемые цифровые данные для анализа. Филлип Клайс (Phillip Klahs) и его коллеги из Университета штата Айова разработали метод 3D-моделирования структур растений. Они продемонстрировали эффективность этого метода, создав модели цветов трех видов травянистых растений из семейства Gramineae, к которому относятся и злаки, и тростники, и кормовые травы.

Из-за небольшой, компактной и скрытой структуры, как правило, трудно изучать цветки растений, которые опыляются ветром. Трехмерные цифровые представления этих структур могут помочь студентам, изучающим ботанику, научиться определять различные виды трав лишь по строению цветка.

Знания о цветках травянистых растений помогут не только в образовании – это имеет огромное значение и для экономики, поскольку надлежащее опыление цветков приводит к производству зерновых культур, таких как рис, пшеница и кукуруза. «Понимание структуры семян и условия, при которых пыльцевые зерна опыляются, может играть большую роль для сельского хозяйств», – отметил Клайс. Кроме того, существует множество опыляемых ветром сорняков, информация о которых также необходима в сельском хозяйстве.

Новый метод включает в себя съемку тонких участков растительного материала с помощью светового микроскопа и восстановление этих двумерных изображений в 3D-модель с помощью системы автоматизированного проектирования. У этой разработки есть несколько преимуществ по сравнению с существующими методами создания трехмерных моделей растительных структур, таких как оптическая фотограмметрия и рентгеновская томография. Во-первых, новый метод дешевле, чем рентгеновская томография. Во-вторых, в отличие от оптической фотограмметрии, он позволяет создавать модель внутренней – а не внешней – структуры цветка.

Источник: Scientificrussia.ru