Dünyanın dört bir yanındaki doğa tarihi müzelerinin tozlu mahzenlerinde, raflarında yüzlerce yıl boyunca toplanmış nadir türlerden oluşan bir hazine saklı. Doğa tarihi müzeleri, 16. yüzyılda birkaç varlıklı kişinin çoğunlukla kendilerine sakladıkları nadir ve egzotik örnekleri biriktirdikleri bir tür depoydu. O zamandan bu yana müzeler, biyoçeşitlilik hakkında bilgi edinmek isteyen herkes için biyoçeşitliliği sergileyen açık bir kaynak olsa da müze koleksiyonlarının çoğu kapalı kapılar ardında kalmakta ve yalnızca onları görmek için seyahat etmek zorunda olan ya da az sayıda örneğin ödünç olarak postalanmasını isteyen bilim insanlarının erişimine açıktı.
Günümüzde cam kavanoz veya kaplarda koruyucu sıvı (fluid preservation) içine yerleştirilen küçük omurgasız hayvanlar, balıklar, kurbağalar ve diğer suda yaşayan organizmalar gibi biyolojik örneklere ulaşmak hem mesafe hem de bürokratik işlemlerden dolayı birçok araştırmacı için imkânsız. Bu numunelerin uzun süreli korunmasının amacı araştırmacıların bu örnekleri incelemesi ve çalışması için bir kaynak oluşturmaktır. Müzelerin bu kısıtlı erişimini değiştirmek için yola çıkan bir grup bilim insanı altı yıl önce bir araya geldi ve müzelerde saklı kalan bu biyolojik hazineyi herkes için ulaşılabilir kılmak için kısaca oVert olarak adlandırılan openVertebrate (Türkçeye açık omurgalı olarak çevirebiliriz) projesini başlattı.
oVert projesini araştırmacılara, eğitimcilere, öğrencilere ve halka ücretsiz, dijital 3D omurgalı anatomisi modelleri ve verileri sağlamaya yönelik “yeni bir girişim” olarak tarif edebiliriz.
MUAZZAM BÜTÇE
Proje, Florida Doğa Tarihi Müzesi liderliğinde 18 kurumun iş birliği ile yürütüldü. oVert, Ulusal Bilim Vakfı'ndan (NSF) alınan 2,5 milyon dolarlık başlangıç fonunun yanı sıra projenin kapsamını genişletmek için kullanılan toplam 1,1 milyon dolarlık hibe ile finanse edildi. Çünkü başlangıçta sadece balık, sürüngen ve amfibi koleksiyonlarının büyük bir kısmını temsil eden etil alkolde muhafaza edilmiş örneklerin taranması hedeflenmişti. Ancak sıvı muhafazası için çok büyük olan örneklerin BT tarayıcısına sığması da pek mümkün değildi ve bunun için de ek bütçe eklenmek zorunda kalındı.
13 BİN OMURGALI ÖRNEK TARANDI
2017 ve 2023 yılları arasında oVert proje ekibi, omurgalı yaşam ağacındaki türleri temsil eden 13.000'den fazla örneğin BT (bilgisayarlı tomografi) taramasını gerçekleştirdi. Bu, tüm amfibilerin, sürüngenlerin, balıkların ve memeli cinslerinin yarısından fazlasını içeriyor. Projede kapsamında doğru şekilde zıplayamayacak kadar küçük kurbağalardan, dijital olarak parçalara ayrılıp tekrar bir araya getirilmesi gereken bir balinaya kadar müze koleksiyonlardan çok çeşitli omurgalı örnekler tarandı.
BT tarayıcıları, bir organizmanın dış görünüşünün ötesine bakmak ve altındaki yoğun kemik yapısını görüntülemek için yüksek enerjili X ışınları kullanıyor. Bu nedenle, oVert rekonstrüksiyonlarının çoğunluğunu iskeletler oluşturuyor. Az sayıda örnek ise araştırmacıların deri, kas ve diğer organlar gibi yumuşak dokuları görselleştirmesine olanak tanıyan geçici bir kontrast arttırıcı solüsyonla boyandı. Balık, sürüngen ve amfibi koleksiyonlarının muhafaza edilmiş örnekleri taramak diğer türlere göre çok daha kolay oldu. Ancak çok büyük örneklerin BT tarayıcısına sığması pek mümkün değildi. Ama ekip bu türleri de modellemenin bir yolunu buldu. Örneğin bir kambur balinanın dijital modelini oluşturmak istediler ancak numunenin tamamı yeterli çözünürlükte taranamayacak kadar büyüktü. Bu nedenle araştırmacılar iskeleti özenle parçalara ayırdı, her bir kemiğin 3D modellerini üretti ve ardından fiziksel ve dijital numuneyi yeniden birleştirdi. Bu projedeki zorluk sadece büyüklük değildi. Örneğin Kaliforniya Bilimler Akademisi'ndeki bir dizi ikonik kaplumbağada olduğu gibi, orta büyüklükteki örnekler bile ustalık gerektirdi. Küratörler her bir kaplumbağayı 360 derece fotoğraflamanın bir yolunu bulmak zorundaydı. Kıvrımlı kabukları onları dik tutmayı imkânsız kıldığından alt yüzeylerini fotoğraflamak imkansızdı. Birkaç deneme ve yanılmadan sonra örnekleri şişirilebilir yüzme tüplerinin üzerine yerleştirerek numuneye zarar vermeden fotoğraflayabildiler.
YENİ BİLİMSEL KEŞİFLER
oVertTCN'in tamamlanmasıyla birlikte, doğa tarihi müzesi koleksiyonlarının kapıları dijital olarak açılarak bilim insanlarının, eğitimcilerin, sanatçıların ve halkın örneklerle daha önce hiç mümkün olmayan şekillerde etkileşime girmesine olanak sağlandı. Artık herkes 13 binden fazla örneğe dijital olarak erişebilecek. Erişilebilirliğin ötesinde projenin tamamlanmasıyla bilimsel keşif ve erişilebilirlikte yeni bir aşamaya gelindi.
Araştırmacılar BioScience dergisinde projenin bir özetini yayınlayarak bugüne kadar taranan örnekleri gözden geçirdi ve verilerin yeni sorular sormak ve yenilikçi teknolojilerin geliştirilmesini teşvik etmek için nasıl kullanılabileceğine dair öneriler sundu.
Proje çok yeni olsa da bilim insanları projeden elde ettikleri verileri kullanmaya başladılar bile.
Armadillolar, iç içe geçmiş kemikten oluşan koruyucu ve esnek kabuklarıyla, yaşayan tek istisna olarak kabul ediliyordu. Ancak 2023 yılında Florida Doğa Tarihi Müzesi'nin dijital görüntüleme laboratuvarı direktörü herpetolog Edward Stanley, Afrika dikenli farelerinin de kuyruklarının derisinin altında, şimdiye kadar fark edilmemiş olan aynı yapıları (osteoderm) ürettiğini fak etti. Stanley, bunu rutin BT taramalarını yaparken fark etmişti ve araştırmasının sonuçlarını 24 Mayıs 2023’te iScience dergisinde yayımlandı. Bu keşiften önce sadece armadilloların bu yapılara sahip yaşayan tek memeliler olduğu düşünülüyordu.
oVert'in BT taramaları, Kuzey Amerika'nın en nadir yılan türü olarak kabul edilen bir kenar kaya taç yılanını (Tantilla oolitica) neyin öldürdüğünü belirlemek için de kullanıldı. BT taramalarında yılanın avladığı çıyanı yerken nefes borusuna sıkıştığı için öldüğü belirlendi.
Yine taramalar sırasında balkabağı kurbağası adı verilen bir grup kurbağanın kulaklarında denge sağlayan sıvı dolu kanalların düzgün çalışmadığı ve bunun da zıplarken yere çakılmalarına neden olduğu tespit edildi. Bu çalışmanın sonuçları da 15 Haziran 2022’de Scientific Advances dergisinde yayımlandı.
500'den fazla oVert örneği üzerinde yapılan kapsamlı bir çalışmada ise kurbağaların evrimleri süresince 20'den fazla kez dişlerini kaybedip yeniden kazandıklarını ortaya koyuldu. 19. yüzyılın ünlü paleontoloğu Edward Cope, tüm dişsiz kurbağaları Bufoniformia adını verdiği aynı grupta toplamıştı. Modern genetik teknikleri kullanan araştırmacılar, Bufoniformia'daki türlerin aslında yakın akraba olmadığını göstererek, diş kaybının kurbağa evriminde birden fazla kez meydana geldiğini öne sürmüşlerdi ancak bunu kesin olarak kanıtlayamamışlardı. Geçmişte, hangi kurbağaların dişleri olduğunu doğru bir şekilde belirlemek, korunmuş örneklerin bazı kısımlarına geri dönülemez şekilde zarar verecek veya yok edecek zahmetli bir çalışma gerektiriyordu. Ayrıca kurbağalar çok çeşitli bir grup olduğundan, dişlerinin kapsamlı bir değerlendirmesini yapmak da zor bir işti. Ancak Paluh ve meslektaşlarının önemli bir avantajı vardı: Florida Müzesi, 20.000 omurgalı örneğinin CT taramasını yapmak için çok kurumlu devasa bir çabaya öncülük ediyor ve araştırmacılara hayvanları daha önce mümkün olmayan şekillerde inceleme olanağı veriyor. COVID-19 karantinası sırasında verileri değerlendiren araştırmacılar artık çürütülmüş olan Bufoniformia fikrinin öne sürdüğü gibi, kurbağaların evrimleri sırasında bir kez diş kaybetmekten çok uzakta, "yaygın diş kaybına" uğradıklarını gösterdi.
Bir başka çalışmada ise Tyrannosaurus rex'ten daha büyük olan ve suda yaşadığı düşünülen devasa dinozor Spinosaurus'un aslında kötü bir yüzücü olduğu ve bu nedenle muhtemelen karada kaldığı sonucuna varıldı. Projenin başlangıcından önce imkânsız olduğu düşünülen birçok şey için Stanley, "Artık evrimsel sorulara daha geniş bir açıdan bakmamızı sağlayan geniş bir iskeleye sahibiz.” diyor.
Proje verilerinin tüm datalarına ulaşmak için MorphoSource internet sitesine üye olmanız yeterli. Bu siteden araştırmak istediğiniz türlerin görüntülerine kolayca ulaşabiliyor ve fotoğraf, animasyon ya da 3D yazılarda basabilecek kadar çeşitli formatta bilgisayarına indirebiliyor.
oVert'in kullanılabileceği alanların neredeyse sonu yok. En büyük zorluk, verileri analiz etmek için yeterince sofistike araçlar geliştirmek. Daha önce hiç bu kadar çok sayıda 3D doğa tarihi örneği kamuya açık ve anında erişilebilir olmamıştı ve bunları tam potansiyelleriyle kullanmak için makine öğrenimi ve süper hesaplama alanlarında daha fazla gelişme kaydedilmesi gerekecek.
