Riverine Makroomurgasızlarının Topluluk Boyut Yapısını Belirlemek için Otomatik Görüntü İşleme

Rosa Gurí; Ignasi Arranz; Marc Ordeix; Carmen García-Comas

doi:10.3791/64320

Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.

Yöntem makalesi

Riverine Makroomurgasızlarının Topluluk Boyut Yapısını Belirlemek için Otomatik Görüntü İşleme

2.7K görüntülenme

⸱

DOI:

10.3791/64320

⸱

13 Ocak 2023

Rosa Gurí¹^,⁴ , Ignasi Arranz²^,⁴ , Marc Ordeix¹^,⁴ , Carmen García-Comas³^,⁴

¹Center for the Study of Mediterranean Rivers (CERM), Universitat de Vic - Universitat Central de Catalunya, ²Laboratoire Evolution et Diversité Biologique (EDB), UMR5174, Université Toulouse 3 Paul Sabatier, Centre national de la recherche scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), ³Department of Marine Biology and Oceanography, Institut de Ciències del Mar, Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ⁴Aquatic Ecology Group, Universitat de Vic - Universitat Central de Catalunya

Bu makalede

Özet

Makale, yarı otomatik bir görüntüleme prosedürü kullanarak bentik nehir makroomurgasızlarına karşılık gelen sayısallaştırılmış nesneleri taramak, tespit etmek, sıralamak ve tanımlamak için uyarlanmış bir protokolün oluşturulmasına dayanmaktadır. Bu prosedür, makroomurgasız bir topluluğun bireysel boyut dağılımlarının ve boyut metriklerinin yaklaşık 1 saat içinde elde edilmesini sağlar.

Özet

Vücut büyüklüğü, doğal topluluklardaki pertürbasyonların etkilerini değerlendirmek için biyoendikatör olarak kullanılabilecek önemli bir fonksiyonel özelliktir. Topluluk büyüklüğü yapısı, taksonlar ve ekosistemler arasındaki antropojenik pertürbasyonlar da dahil olmak üzere biyotik ve abiyotik gradyanlara yanıt verir. Bununla birlikte, bentik makroomurgasızlar gibi küçük gövdeli organizmaların (örneğin, >500 μm ila birkaç santimetre uzunluğunda) manuel ölçümü zaman alıcıdır. Topluluk büyüklüğü yapısının tahminini hızlandırmak için, burada, tatlı su ekosistemlerinin ekolojik durumunu değerlendirmek için en yaygın kullanılan biyogöstergelerden biri olan korunmuş nehir makroomurgasızlarının bireysel vücut büyüklüğünü yarı otomatik olarak ölçmek için bir protokol geliştirdik. Bu protokol, deniz mezozooplanktonlarını su örnekleri için tasarlanmış bir tarama sistemi ile taramak için geliştirilen mevcut bir metodolojiden uyarlanmıştır. Protokol üç ana adımdan oluşur: (1) nehir makroomurgasızlarının alt örneklerinin (ince ve kaba örneklem boyutu kesirleri) taranması ve her görüntüde tespit edilen her nesneyi kişiselleştirmek için sayısallaştırılmış görüntülerin işlenmesi; (2) taranan örneklerdeki makroomurgasızların bireysel görüntülerini detritus ve eserlerden yarı otomatik olarak ayırmak için yapay zeka aracılığıyla bir öğrenme seti oluşturmak, değerlendirmek ve doğrulamak; ve (3) makroomurgasız topluluklarının boyut yapısını tasvir etmek. Protokole ek olarak, bu çalışma kalibrasyon sonuçlarını içerir ve prosedürü makroomurgasız numunelere uyarlamak ve daha fazla iyileştirme için dikkate almak için çeşitli zorlukları ve önerileri sıralar. Genel olarak, sonuçlar, nehir makroomurgasızlarının otomatik vücut büyüklüğü ölçümü için sunulan tarama sisteminin kullanımını desteklemektedir ve boyut spektrumlarının tasvirinin, tatlı su ekosistemlerinin hızlı biyo-değerlendirmesi için değerli bir araç olduğunu göstermektedir.

Giriş

Bentik makroomurgasızlar, su kütlelerinin ekolojik durumunu belirlemek için biyogöstergeler olarak yaygın olarak kullanılmaktadır¹. Makroomurgasız toplulukları tanımlayan endekslerin çoğu taksonomik metriklere odaklanır. Bununla birlikte, vücut büyüklüğünü bütünleştiren yeni biyodeğerlendirme araçları, taksonomik yaklaşımlara alternatif veya tamamlayıcı bir bakış açısı sağlamak için teşvik edilmektedir ^2,3.

Vücut büyüklüğü, metabolizma, büyüme, solunum ve hareket⁴ gibi diğer hayati özelliklerle ilişkili bir metaözellik olarak kabul edi....