Az Eötvös Loránd Tudományegyetem és a Magyar Természettudományi Múzeum kutatói a ZEISS Magyarországgal közösen dolgoznak a múlt és a jelen értékeinek digitális átmentésében.

Szöcskeegerek a CT berendezésben

Kiss Csaba az ELTE PhD hallgatója és dr. Cserkész Tamás a Magyar Természettudományi Múzeum kutatója, a projekt témavezetője elmondta: „Az általunk vizsgált szöcskeegerek apró termetű, egérszerű rágcsálók. Legkorábbi őseik a Himalája fennsíkjain élhettek, mindegy 17 millió évvel ezelőtt, ahonnan később szétterjedtek Észak-Amerika és Eurázsia sztyeppés területeire. Azonban a hosszú évmilliók alatt a morfológiájuk, pl. a koponyájuk alakja változatlan maradt, azaz élő kövületeknek tekinthetők.” Formájuk szemmel láthatólag nem változott, azonban örökítő anyagukban, a DNS szekvenciákban igen nagymértékű eltéréseket találtak a kutatók.

Ennek a látszólagos morfológiai változatlanságnak a feloldásához nyújt nagyszerű segítséget a ZEISS METROTOM komputertomográfiás mérőeszközzel megalkotott koponyarekonstrukció. A vizsgálathoz a kutatók komoly szakmai támogatást kaptak nem csak saját intézményüktől, a Magyar Természettudományi Múzeumtól, de az Ukrán Természettudományi Múzeum, és a washingtoni Smithsonian Intézet is rendelkezésükre bocsájtotta a gyűjteményüket.

A mintákat ráadásul gondosan csomagolva elküldték a kutatóknak Budapestre. Igazi ritkaságok is találhatók a washingtoni gyűjteményben, olyan fajok, amelynek példányai más múzeumokban nem fordulnak elő. Ilyen például a Kasmíri szöcskeegér, amit 100 évvel ezelőtt írtak le és gyűjtötték be néhány példányát, ám azóta senki sem találkozott velük.

De miért is fontosak a magyar kutatóknak ezek a kicsiny szöcskeegerek?

Magyarországon is él egy fajuk, a magyar szöcskeegér (Sicista trizona), ami a hazai állatvilág és természetvédelem egyik legjelentősebb, féltve őrzött ékköve. A magyar kutatók kezdetben ezt a fajt tanulmányozták, majd a rendszertani és evolúcióbiológiai vizsgálatokhoz összehasonlító anyagokat gyűjtöttek Ukrajnában, Oroszországban, Kazahsztánban, végül eljutottak a kontinens legtávolabbi pontjára, a szárazföld peremére, Vlagyivosztokba, illetve még ezen is túl, Szahalin szigetére is.

A rendszertani és evolúcióbiológiai viszonyok tisztázásán túl azonban másra is felhasználhatóak a komputertomográfiával nyert adatok, ugyanis a CT nem csak a koponyák külső felületéről, de a belsejéről is nagyon pontos képet alkot. „Az agykoponya csontjainak formája és alakja alapján következtethetünk az egyes agyterületek fejlettségére, a teljes agy méretére, térfogatára is, ami például az embernél 3,5 millió év alatt megháromszorozódott. A külső felületen az izmok tapadási helyéről és annak méretéről az egerek eltérő táplálékáról gyűjthetünk információkat, de hasonlóképpen informatívak a fogak is. A CT felvételek tehát az adatok szinte kimeríthetetlen tárházát jelentik, és biztosak vagyunk abban, hogy a szöcskeegerek vizsgálata csak egy kezdeti lépés volt, és a későbbiekben további állatcsoportok vizsgálatára is sor kerül a ZEISS METROTOM használatával.”

“A ZEISS mindig is elkötelezett híve volt az újfajta megoldások támogatásának, így örömmel fogadta azon felkérést, hogy részt vegyen egy a szokatlan kutatási projektben.”

Miután a kutatók egyeztettek a ZEISS szakembereivel, 2019 januárjában Huszár Levente szenior alkalmazástechnikai mérnök vezetésével megkezdődtek a mérések. Ennek keretében a ZEISS METROTOM komputertomográfiás rendszer röntgen szkennelésével a kutatók nagy pontosságú koponyarekonstrukciós képeket kaphattak a mintákról. Az eljárás lényege, hogy egy röntgensugaras CT segítségével a biológiai mintát digitalizálják, és egy rendkívül pontos 3D virtuális modellt készítenek róla. A CT berendezések mérési tartományai és képalkotó módszerei a hagyományos méréstechnikákkal szemben összehasonlíthatatlanul gyorsabbak és pontosabbak. „Mivel a mintáink nagyon aprók és hihetetlenül sérülékenyek, ezért ezen CT vizsgálatok egy olyan lehetőséget teremtettek a számunkra, amelynek keretében a koponyák legapróbb részletei is pontosan és biztonságosan tanulmányozhatóvá váltak. Mindemellett a minták belső, rejtett felépítésének roncsolás- vagy sérülésmentes vizsgálata is lehetővé vált.”

Kitekintés: digitális minták és múzeumi gyűjtemények

A világ természettudományi múzeumaiban a gyűjtemények nagyobb része csak a kutatók számára elérhető. Az itt őrzött ritka példányok sokszor csak személyesen és engedéllyel vizsgálhatók, illetve speciális esetekben kölcsönözhetők is. De mi a helyzet, ha nincs lehetőség a helyben történő vizsgálatra, vagy a minta nem postázható? Erre kínál egy jó megoldást a „digitális kikölcsönzés”, amely napjainkban már néhány intézményben elérhető. A most elkészült digitális minták adatait a résztvevő múzeumok is tudják hasznosítani a jövőben. Habár még csak egy kísérleti elgondolás a szakemberek részéről egy hazai „digitális adattár” létrehozása, megvalósulása esetén Magyarország is bekapcsolódhatna ezen nemzetközi kezdeményezésbe. A továbbiakban nem lenne szükség az eredeti, féltett mintákat kitenni a szállítás veszélyeinek, és megelőzhetők lesznek a mozgatásból adódó esetleges fizikai károsodások is. A digitális adatok nemcsak a kutatók munkáját egyszerűsítenék le, de akár az oktatásban vagy a tudományos ismeretterjesztésben is hasznosak lehetnek. Továbbá a mai technológiák már lehetővé teszik, hogy egy 3D nyomtató segítségével az eredeti méret többszörösére felnagyítva is megalkossuk ezeket a mintákat. A technika legújabb vívmányainak tehát a múlt és a jelen értékeit őrző és bemutató múzeumokban is helyük van.

Bővebb információ a ZEISS röntgentechnológiai megoldásairól