هضبة تشينغهاي - التبت، المعروفة باسم " القطب الثالث للأرض"، هي واحدة من النقاط الساخنة للتنوع البيولوجي في العالم.ساوسوريا انفليكتراتا(قزحية الثلج)روديولا روزيا,Ophiocordyceps sinensisهذه الأنواع ليست فقط مكونات حاسمة لنظام إيكولوجيا هضبة تشينغهاي - التبتولكن أيضا عناصر مهمة من استراتيجية الموارد الجينية الوطنية.

بقيادة المعهد الشمالي الغربي لبيولوجيا الهضبة، الأكاديمية الصينية للعلوم، بنك الجرم البلازما الوطنية هضبة تشينغهاي-التبت هي منصة وطنية متخصصة تركز على جبال الألب،,والبيئات البيئية عالية الأشعة فوق البنفسجية. وهي تحمل مهمتين رئيسيتين: أولاً، لتكون بمثابة "سفينة نوح" للحفاظ على الأنواع المتوطنة في الهضبة على المدى الطويل.لتوفير دعم بيانات أساسية للبحوث المتعلقة بالحفاظ على التنوع البيولوجي وتطوير واستخدام موارد البلازما الجينية.

• فقدان وتدهور العينات الفيزيائية:عينات الحشرات عرضة للأضرار الناجمة عن العث والعفن والتكسر؛ عينات الحشرات تتلاشى وتقلص وتشوه بمرور الوقت.والعينات المحافظة بالسوائل تعاني من تشويه الشكل واللون بسبب تبخر المواد الحافظةالنوع والنموذج النموذجي في المرتفعات العالية / جبال الألب من هضبة تشينغهاي - التبت نادرين بشكل استثنائي ، في حين أن العوامل البيئية القاسية مثل البرد العالي ، والإشعاع فوق البنفسجي الشديد ،وتقلبات الحرارة اليومية الشديدة تسبب في فقدان العينات المادية لهيئتها المورفولوجية بسرعة بعد جمعها.

• عدم وجود بيانات تشكيل ثلاثية الأبعاد:الرقمنة الحالية في المتاحف العشبية والنموذجية تتركز في المقام الأول على تصنيف علامات العينات والتقاط الصور السطحية الثنائية الأبعاد.بينما هذا يسجل بالكامل تفاصيل المجموعة والمظهر العام، فإنه يكافح للحفاظ على الميزات التنظيمية الثلاثية الأبعاد الرئيسية، مثل زوايا التفرع في عروق الأجنحة، وتخفيضات الهيلوم، والترتيبات الفضائية للشفرات، أو التنحت المجهري لسطح البذور.

• مشاركة المعلومات مقيدة بالوصول المادي:العينات المادية محدودة بظروف بيئة التخزين، وسياسات القروض، ولوائح حماية الأنواع المهددة بالانقراض،مما يجعل من الصعب على الباحثين خارج الموقع إجراء فحوصات متكررةإن غياب البيانات الشكلية ثلاثية الأبعاد يعيق البحث التعاوني والتواصل العلمي العام.

الشكل: جينتيانا لينياتا في "دليل مصور للنباتات الوعائية البرية في منتزه سانجيانغيوان الوطني" الذي جمعه معهد شمال غرب بيولوجيا الهضبة،الأكاديمية الصينية للعلوم.

على الرغم من أن مفهوم الرقمنة ثلاثية الأبعاد معترف به على نطاق واسع، إلا أن النهج التكنولوجية الحالية تواجه اختناقات عند تطبيقها على العينات البيولوجية،مما يجعل التنفيذ على نطاق واسع صعبا:

• فحص الليزر ثلاثي الأبعاد:عادة ما يخرج فقط الشبكات الهندسية البيضاء دون التقاط اللون الطبيعي والملمس للعينة.يتطلب ذلك تسجيل يدوي إضافي لملمسات الألوان.

• المسح الضوئي المهيكلة:مجال الرؤية المحدود يتطلب من المشغلين إعادة تحويل العينات وتسحيبها مرارا وتكرارا قبل خياطتها معا. وهذا يشكل خطرًا كبيرًا من الضرر الجسدي للطائرات الهشة والطائرات التي تأكلها العث.أو العينات الحساسة المثبتة على الدبوسيمكن أن يستغرق إعادة المعالجة اليدوية لمواءمة الملمس ساعات إلى أيام لكل عنصر ، حيث يفتقر إلى القدرة على التوسع للمجموعات التي تحتوي على عشرات الآلاف من العينات.

• التصوير اليدوييعتمد التصوير التقليدي بشكل كبير على خبرة المشغل لتحديد زوايا الكاميرا وأبعاد التركيز وظروف الإضاءة. إن محاذاة سحابة النقاط عرضة للثقوب وتشوهات التمدد.تؤدي الاختلافات بين المشغلين المختلفين إلى عدم توافق دقة النموذج ووفاء اللون، مما يجعل من الصعب تلبية متطلبات أرشفة قياسية ذات مستوى بحثي.

• عينات حساسة للوقت:يجب أن يتم رقمنة أجسام الفطريات الفاكهة والزهور الطازجة في غضون فترة زمنية قصيرة. دورة النمذجة التقليدية تتجاوز بكثير نافذة الحفاظ الفعالة لهذه العينات.مما يؤدي إلى فقدان دائم للبيانات الشكلية ثلاثية الأبعاد.

يدمج نظام بناء العينات الرقمية ثلاثية الأبعاد الرقمي لـ JLM-Lifetech مجموعة التصوير البصري عالية الدقة، واستحواذ الصور الآلي، وخوارزميات إعادة البناء ثلاثية الأبعاد الذكية.يسهل النمذجة 3D المهنية في عملية ثلاثية الخطوات: "وضع عينة → بدء النقرة الواحدة → عرض النموذج". في أقل من 15 دقيقة، فإنه يولد 720 درجة عالية الوفاء لون الثنائي الرقمي ثلاثي الأبعاد، وتوفير درجة البحوث،ويمكن مشاركة البيانات المورفولوجية ثلاثية الأبعاد عن بعد لبناء بنك البلازما الجرثومية وحفظ التنوع البيولوجي في هضبة تشينغهاي - التبت.

• النمذجة الآلية بنقرة واحدة للأرشفة المتواصلة:الخوارزميات الذكية المدمجة تنفذ تلقائيًا اكتساب الصورة ‬حساب سحابة النقاط ‬تحسين الشبكة ‬تخطيط النسيجلا يتطلب تعديل المعلمات يدوياً أو إصلاح ما بعد المعالجةوقت النمذجة لكل عينة هو حوالي 15-20 دقيقة.

  • قيمة تطبيق الهضبة:يحتوي بنك البلازما الجرثومية على أعداد هائلة من العينات تنتظر الرقمنة. يدعم هذا النظام النمذجة المتعددة المجموعات السريعة لدفع التقدم باستمرار.

• 720 درجة غير مدمرة للاستحواذ على الزاوية الكاملةمجموعة العدسات الفريدة وتصميم المجال الضوئي يلتقط بيانات الزاوية الكاملة في لقطة واحدة دون تحويل العينة ، وتجنب التآكل على العينات الثمينة.

  • قيمة تطبيق الهضبة:المرتفعة تنتج العديد من العينات الطازجة والهشة والتي تتلف بسهولةتمكين كل عينة نادرة من أن تكون رقمية بأمان.

• لون عالية الوفاء واستعادة الهيكل الدقيق:يُعيد النظام بصورة دقيقة الخصائص التنظيمية الرئيسية، مثل نمط الجذع، وملمسات الوريد الجناحي، وطي البشرة، ولون القسم العرضي للمواد الطبية.البرنامج يدعم أيضا قياسات ثلاثية الأبعاد الافتراضية، والعرض، والزاوية، والمساحة المتوقعة، وعمق القناة، الخ) ، التي تخدم مباشرة البحوث التنظيمية المورفومتري والرقمية.

  • قيمة تطبيق الهضبة:غالبًا ما تمتلك النباتات الألبية تراكمًا خاصًا من الصبغات المتكيفة مع إشعاع الأشعة فوق البنفسجية المكثف (على سبيل المثال ، الشعر الأبيض الصوفي للثلوج أو الجذور الحمراء للثلوج).روديولاهذه الخصائص اللونية هي مؤشرات حاسمة للتصنيف والتكيف البيئي؛ إن استعادة الألوان عالية الوفاء تضمن عدم فقدان هذه المعلومات الحيوية.

• الصادرة في شكل عالمي + وحدة إدارة الحديقة الرقمية:تصدر مباشرة تنسيقات OBJ ثلاثية الأبعاد العالمية وتدعم الطباعة ثلاثية الأبعاد. متكاملة مع وحدة إدارة الحديقة الرقمية ، فإنها تمكن العرض عبر الإنترنت والمشاركة عبر العديد من المحطات ،بالإضافة إلى الاتصال بأجهزة تفاعلية غامرة لتوسيع قدرات البحث والاتصالات العلمية.

  • قيمة تطبيق الهضبة:يمكن للمشاركين عن بعد عرض النماذج ثلاثية الأبعاد عن طريق الروابط المشتركة دون السفر إلى الهضبة. يمكنهم إجراء قياسات مورفولوجية ومقارنات تصنيفية،خفض تكاليف التعاون بشكل كبير وكسر الحواجز الجغرافية.

الشكل: رقمنة مصادر الجرثومة التي أجراها معهد شمال غرب بيولوجيا الهضبة باستخدام نظام بناء العينات الرقمية ثلاثية الأبعاد لـ JLM-Lifetech.

الحفاظ على التنوع البيولوجي

• محطات مسح التنوع البيولوجي في المحميات الطبيعية

• مراكز إنقاذ الحياة البرية ومحطات مراقبة مصدر الأوبئة/المرض

• غرف عينات ناقل الحجر الصحي (تحديد الأنواع الغازية)

• متاحف التاريخ الطبيعي وقواعد التعليم العلمي

تطبيقات الموارد الجرثومية

• البنوك الوطنية والمحلية للبلازما الجينية البيولوجية البرية

• المزارع النباتية للجرثومات والمزرعات للحفاظ على الموارد الوراثية

• المزارع النباتية للنباتات الطبية ومتاحف العينات الطبية الصينية التقليدية

• المزارع العشبية/مستودعات العينات في جامعات ومعاهد بحثية في أقسام علم النبات والحيوان والحشرات