Цветометрия прижизненного контроля физиологического состояния

Цифровизация биологии трансформирует её информационный контент: появляются новые информационные ресурсы – коллекций цифровых изображений, спектральных и цветовых параметров живых биологических объектов. Создание таких коллекций развивает классические традиции, дополняя их новой информацией о состоянии живого объекта: растений или животных.

Цифровые технологии работы с живыми объектами отделили исследователя от объекта, позволили наблюдать за его поведением, а также за изменениями его структуры и функций без контакта и фиксации. Одними из наиболее важных параметров живого объекта являются его цветовые и спектральные характеристики, которые относится к области биофотоники.

Точное сохранение цвета биологического объекта как признака его состояния даёт дополнительные возможности исследования. Появление цифровых инструментов регистрации спектральных и цветовых параметров привело к трансформации практики аналитической химии, а затем и биологии, когда появилась возможность использовать спектральные и цветовые параметры животных и растений для прямого прижизненного контроля их физиологического состояния.

В работе «Биологическая цветометрия как новая область биофотоники» авторов Тирас Харлампий Пантелеевич, Зеленская Надежда Николаевна, Вальков Илья Николаевич, Тирас Надежда Романовна, приведён один из первых подходов для объективной регистрации цветовых и спектральных характеристик живых растений с целью последующего использования данных физических параметров при создании цифровых гербариев нового поколения .

Все измерения были проведены на одних и тех же образцах растений: сначала проводили сканирование образцов планшетными сканерами, а затем снимали спектральные и цветовые характеристики поверхности эти растений с помощью спектрофотометра.

Были исследованы цветовые и спектральные параметры цветков и листьев различных растений. Приведены примеры различных случаев быстрой динамики цвета и, напротив, сохранение цветовых характеристик у листьев клена Гиннала после классической гербаризации в течение трёх десятилетий.

Сопоставление цветовых показателей, полученных с помощью различных инструментов, показывает их хорошее соответствие друг другу, и, в целом, надёжность получаемых результатов. Это пример использования различных алгоритмов для анализа первичной информации, что является базовым принципом верификации получаемых данных в области цифровой биологии.

Фиксация цветового спектра образцов растений в процессе гербаризации даёт возможность получить новые прижизненные признаки образца, повысить степень надёжности сохранения выявленного признака для длительного использования и, наконец, получить новый классификационный признак для отличия близкородственных видов и закрепления расхождений в процессе видообразования.

Использование цифровых технологий получения объективных спектральных и цветовых параметров живых организмов открывает перспективу применения этих данных в морфологии и систематике.

Возврат к списку