Un nuovo sforzo tra 16 istituti di ricerca creerà ad alta risoluzione, immagini digitali tridimensionali dell'anatomia interna attraverso una miriade di biodiversità dei vertebrati, rendere i dati liberamente disponibili ai ricercatori e al pubblico. Utilizzando le immagini, educatori, scienziati e chiunque disponga di una stampante 3D sarà in grado di generare modelli altamente accurati per l'insegnamento, ricerca o per qualsiasi motivo.

L'impresa, parte del progetto oVert, una rete di collezioni tematiche finanziata dalla National Science Foundation, mira a scansionare tra 20, 000 e 30, 000 esemplari provenienti da tutto l'albero della vita per i vertebrati (animali che hanno una spina dorsale).

Le specie raccolte e conservate nel corso dei decenni dall'Istituto di biodiversità dell'Università del Kansas e dal Museo di storia naturale saranno tra quelle scansionate e fornite pubblicamente.

"La TAC esiste da un po' di tempo, e diversi ricercatori hanno investito nella TC per progetti individuali più piccoli, ma le scansioni TC impilate risultanti non sono mai state disponibili gratuitamente su questa scala prima d'ora, " ha detto Luke Welton, responsabile della raccolta presso la Divisione di Erpetologia dell'Istituto di Biodiversità, che è l'investigatore principale per la parte KU della sovvenzione.

Welton, i cui collaboratori KU includono Richard Glor, A. Townsend Peterson e Robert Moyle, ha detto che le immagini TC scansionate sarebbero disponibili su un sito Web chiamato MorphoSource, dove possono essere visionati, manipolato, studiato e fornire i dati grezzi per domande di ricerca specifiche.

"Puoi trascinare gli angoli e ruotare l'immagine 3D di 360 gradi, o caricali nel software della stampante 3D e stampa in 3D l'intero esemplare per l'istruzione pubblica K-12 o iniziative di ricerca universitaria, " Welton ha detto. "Potresti modellare, dire, l'evoluzione dei cavalli in base ai loro denti. O modella qualcosa di raro, come un varano come il poco conosciuto Varanus bitatawa o uno Sphenodon punctatus, chiamato Tuatara. Le persone possono sviluppare programmi educativi attorno a questo materiale fisico:chiunque può guardare in un libro, ma avere quella cosa fisica di fronte a te apre la porta per impegnarti in un modo che altrimenti non saresti in grado di fare".

I modelli stampati dai dati potrebbero aiutare gli insegnanti a tutti i livelli che normalmente non avrebbero accesso a campioni o altri materiali didattici.

"Questo potrebbe essere il caso anche in un'università, " ha affermato Welton. "Avere i dati digitali o una replica 3D lì può davvero essere un punto di svolta per gli studenti che ottengono risultati migliori in un ambiente di apprendimento pratico. Più, anche qui a KU, preferiremmo di gran lunga utilizzare una replica 3D piuttosto che campioni reali in determinate impostazioni per evitare l'usura o la caduta di elementi."

Come parte dello sforzo educativo e di sensibilizzazione, i ricercatori offriranno workshop annuali guidati dagli insegnanti per generare piani di lezione basati su volumi 3D digitali e stampati che saranno poi disponibili su MorphoSource.

Inoltre, il lavoro includerà scansioni dei tessuti molli con mezzo di contrasto per la maggior parte delle famiglie di animali; supporto dell'iniziativa NSF BRAIN fornendo nuove incursioni nella ricerca sulla diversità del cervello e dei nervi cranici tra i vertebrati; facilitare la diagnosi, descrizione e inferenza di modelli e relazioni tra vertebrati esistenti; fornire materia prima per testare ipotesi di evoluzione morfologica quali disparità, modularità e interazioni fenotipo-ambiente; e aiuto nello sviluppo di modelli struttura-funzione per testare ipotesi sugli adattamenti morfologici relativi a cose come l'alimentazione e la locomozione.

Sotto la sovvenzione oVert, KU riceverà $ 88, 000 per consentire agli studenti di svolgere l'attento lavoro di cura dei campioni scansionati nei prossimi anni.

"Il denaro che arriva a KU è quello di finanziare assistenti curatoriali laureati e universitari che faciliteranno l'imballaggio dei campioni a KU e l'invio agli istituti di scansione, e una volta che il materiale torna, curandolo e rimettendolo al posto giusto nelle collezioni, " Welton ha detto. "Avremo uno studente universitario per due semestri all'anno per quattro anni, e due studenti laureati ogni estate, ogni estate per i prossimi quattro anni".

Welton ha affermato che il lavoro nell'ambito della sovvenzione presso KU probabilmente si concentrerà sui punti di forza all'interno della sua collezione di esemplari di vertebrati.

"Durante il primo anno, i ricercatori della sovvenzione stanno cercando feedback dalla comunità scientifica ed educativa per ciò che vogliono:specie che li serviranno al meglio per la divulgazione e l'istruzione, " Welton ha detto. "Qui a KU, stiamo aspettando di ricevere i nostri ordini di marcia. La nostra collezione di erpetologia, per quanto riguarda le collezioni accademiche, è il secondo più grande dietro il Michigan, e il quarto più grande negli Stati Uniti, e ha un'enorme ampiezza geografica, una delle più grandi collezioni dell'America centrale e meridionale nel mondo e quest'anno diventerà il più grande deposito di materiale filippino".

Il ricercatore della KU ha affermato che altre collezioni presso il Biodiversity Institute con specie che dovrebbero essere sottoposte a scansione includono l'ornitologia e l'ittiologia.

David Blackburn dell'Università della Florida, investigatore principale per la sovvenzione complessiva che comprende tutte le istituzioni, ha svolto il suo lavoro post-dottorato presso KU.

Le altre istituzioni coinvolte sono l'Università della Florida (capofila), Accademia di Scienze Naturali dell'Università Drexel, Accademia delle Scienze della California, Università Cornell, Museo Campo di Storia Naturale, Università di Harvard, Università statale della Louisiana, Scripps Institute of Oceanography, Università del Texas A&M, Università della California - Berkeley, Università del Michigan, Università del Texas - Austin, Università di Washington, Virginia Institute of Marine Science e Yale University.