Математик среди биологов

Пишу о геометрии живого, таксономических базах данных, определителях и родном крае

Центричные и пеннатные диатомовые

Рассказ о двух больших морфологических группах диатомовых водорослей.

Кремниевый панцирь-коробочка диатомовых водорослей пронизан мельчайшими отверстиями. Их особенно много на основаниях панцирей — створках. Это перфорации створок.

Это диатомовая из Черного моря относится к роду Thalassiosira. У нее сохранилась только верхняя половинка панциря, поверхность которой сплошь пронизана отверстиями. Фото Е. Д. Бедошвили и А. М. Лях

В зависимости от строения, перфорации делят на ареолы и поры.

Пора — это простая дырка.

Ареола — это сложно устроенная дырка. Она накрыта с обеих сторон кремниевыми крышечками, на которых тоже есть отверстия. Одна из крышечек содержит одно большое отверстие — форамен. Вторая — пронизана маленькими порами. Она называется крибрумом, а поры — крибральными порами. Крибральные поры тоже покрыты крышечками — крибеллумом, которые пронизаны совсем-совсем маленькими порами. Они уже ничем не покрыты. Внутренняя часть ареолы называется камерой.

Ареола в разрезе. Рисунок из статьи в Нейче

Есть еще другие типы отверстий, но они не многочисленные, и не о них сейчас речь.

Перфорации формируют текстуру створки. Внешний вид и количественные характеристики текстуры — важный таксономический признак. Он помогает человеку различать таксоны диатомовых. Кроме того текстура помогает организму жить.

Исследователи давно заметили, что по строению текстур диатомовых можно отнести к двум группам: центричным и пеннатным. У центричных ареолы расходятся из одной точки — центра, а у пеннатных — от линии. Поэтому название центричных происходит от слова «центр», а пеннатных от лат. «penna» — перо, на которое похожа текстура.

Текстура центричных начинается из точки (слева), пеннатных — от линии (справа). Фото по краям Е. Д. Бедошвили и А. М. Лях, рисунок в центре из «библии диатомологов»

В этом, собственно, и состоит основное отличие центричных диатомовых от пеннатных.

Повторю. Центричные и пеннатные — это две большие морфологические группы диатомовых, которые отличаются способом построения текстуры. Это две параллельные линии эволюции диатомовых водорослей.

Наблюдение 1. Осы на балконе

Наткнулся у avva на заметку о бабочках мигрантах, которые через четыре поколения непонятно как возвращаются на старое место из Северной Америки в Мексику.

Вспомнил, что когда-то на нашем балконе долгое время жили осы. Балкон был старым — осы могли свободно пролетать сквозь щели.

Потом мы балкон застеклили.

Прошло много лет — у ос сменилось много поколений. Но сейчас, когда мы не ставим москитную сетку, к нам опять залетает осы и направляются в тот самый угол, где когда-то было осиное гнездо.

Возможно это совсем другие осы, которых привлекает наш балкон. Первые осы его за что-то же выбрали.

Возможно уличные осы планомерно заглядывают в любые доступные полости. Так как залететь на балкон легко, а вылететь — нет, то осы остается в плену, а я считаю, что они балкон выбрали.

Возможно осы каким-то образом передают приобретенные знания следующему поколению, потом следующему, то есть эти знания живут долго. Тогда к нам прилетают дальние потомки прошлых жильцов. Мстить.

Возможно давление ос на улице значительно превышает давление ос на балконе. Так как давление стремиться выровняться, то осы залетают с улицы на балкон.

:-)

Факт имеет место быть.

Умер Сергей Михайлович Игнатьев

Умер в субботу 12 агуста после возвращения из экспедиции по Черному морю. Умер большой человек, грезивший морем. Он собираил фотографии кораблей, он был влюблен в корабли, он жил кораблями и мечтал умереть в море. Его желание практически исполнилось.

Сергей Михайлович в ватнике и зеленой каске руководит работами с модифицированной сетью Богорова-Раса («кастрированной», по его выражению); на откидном мостике — Володя Губанов, его сортаник по черноморским экспедициям. Фото сделано на борту судна «Профессор Водяницкий» во время 90-го рейса (конец октября 2016)

Это был хороший человек. Большой и добрый. Мне его будет не хватать.

14 августа   Игнатьев   ИМБИ   умер

Построить эллипс по пяти точкам. Плагин для Инкскейпа

Диатомовые водоросли иногда ложатся полубоком на предметный столик электронного микроскопа.

Thalassiosira proschkinae — крошечная диатомовая из Азовского моря. СЭМ. Наружняя и внутреняя поверхность створки. Вторая створка деформирована

Такой полуанфас бывает удобен. Он помогает понять геометрию и морфологию кремниевого панциря. Но в данном случае мне надо вернуть створке первоначальную круглую форму, так как сейчас, из-за поворота, она стала эллиптической. Для этого надо найти диаметры эллипса, чтобы понять, как он повернут.

Из аналитической геометрии известно, что любые пять точек плоскости однозначно задают коническое сечение, если никакие три их них не лежат на одной прямой. На Стакэксченже описан алгоритм построения эллипса по пяти точкам.

Все данные есть. И я уже было собрался писать программу, но нашел плагин для Инкскейпа.

Плагин преобразует ломаную из пяти точек в эллипс. Если эллипс не получается, плагин ничего не строит. Плагин решает свою задачу, но эллипс иногда не проходит по границе створки.

Плагин преобразует пятивершинную ломаную линию в эллипс

Допускаю, что при подготовке к микроскопированию створка диатомовых деформируется. Поэтому эллипс не совпадает.

А есть ли такой плагин для Иллюстратора?

Жизнь в ИМБИ. 1. Ведущие инженеры.

Сегодня с «приятным удивлением» наблюдал, как ведущие инженеры из отдела Биофизической экологии ИМБИ обедали с пол двенадцатого до двух, с небольшимм перерывом на «работу» и продолжением чаепития с трех до четырех. Потом пошли домой.

И так ежедневно. Охуели совсем.

Мало того, что они ничего не делают за хорошую зарплату. Они ничего не умеют, не хотят учиться, и, самое главное, мешают работать.

Что самое интересное — их никто никогда не уволит.

Приятно, что такие инженеры есть не во всех отделах ИМБИ. В остальных отделах института инженеры — это работающие, много знающие и много умеющие люди. В ОБЭ — друзья пиров.

Вырезаем пиксельную графику из СВГ

Столкнулся с задачей.

Есть фотография большого размера (более 4 тыс. пикселей по ширине), на которой запечатлены части живых организмов.

Большая фотография с прикрепительными структурами плоского паразитического червя

Организмы — это паразиты. Мизерные примитивные червячки из класса Моногеней, живущие на жабрах рыб. К жабрам они крепятся при помощи крючков.

Рисунок головы кефали из работы Световидова (1964); рисунок жабр и сидящего на них паразита из работы Лопеса-Беленгуэра с сотоварищами (2015)

Разные виды червячков внешне очень похожи. Они отличаются только формой прикрепительных крючков. У каждого таксономического рода уникальная форма крючков, но среди видов одного рода различия форм не столь очевидны. Чтобы их обнаружить, надо использовать методы морфометрического анализа.

Метод главных компонент описывает разнообразие форм прикрепительных крючков разных родов моногеней. График из статьи Вигнона (2011)

Для выполнения морфометрического анализа мы оцифровываем форму крючков. Загружаем фотографию в Инскейп, обводим кривыми и сохраняем результат в СВГ.

Проблема в том, что готовый файл слишком много «весит». Исходный джипег размером 800 Кб, после обводки и сохранения в СВГ, толстеет до 12 Мб. В результате мне присылают мегатонные свгешки с внедренной графикой, которые надо разместить на сервере, а он не резиновый.

Я не могу выбросить фото и загрузить на сервер только векторные кривые. Потому что контуры обрисовывают несколько человек, у каждого свои особенности рисования, они ошибаются, и результаты надо перепроверять. А фотография помогает проверить правильность построения контуров.

Я несколько часов пытался уменьшить размер свг-файла с графикой без потери качества. Попробовал уменьшить в Инскейпе, не получилось — размеры фотографии и свг-файла остались огромными. Потом разобрался с форматом и нашел решение.

Формат СВГ поддерживает два способа хранения изображений.

Первый, когда графический файл внедрен в СВГ. Это не оптимальный способ, потому что файл не сжат. Изображение состоит из последовательности символов в позиционной системе счисления с основанием 64 (base64). Отсюда 800 Кб превращаются в 12 Мб.

Фотография, внедренная внутрь свг-файла, занимает очень много места

Второй, когда СВГ хранит ссылку на внешний графический файл. Тогда СВГ содержит только описание кривых, а фотография хранится отдельно. Размер свг-файла становится маленьким.

Отделил «мух» от «котлет»

Второй вариант подошел.

Если бы файлов было мало, я бы все переконвертировал вручную. Но файлов много — несколько сотен.

В результате написал скрипт на ПХП. Он извлекает из СВГ фотографию, сохраняет ее в виде отдельного джипега и вставляет в СВГ ссылку на этот джипег. Джипег хранится локально и называется так же, как и свг-файл.

Скрипт умный. Если в разных файлах используется одна и та же фотография, скрипт сохранит ее всего один раз и во всех файлах будет правильно на нее ссылаться. Это экономит место.

Скрипт для всех.

Эта заметка описывает этап создания виртуальной коллекции паразитов рыб Мирового океана

СВГ Клинер — утилита, которая очищает СВГ от мусора

СВГ Клинер помогает очистить СВГ-файл от мусора и без потерь уменьшить его размер.

Без потерь значит, что утилита не разрушает СВГ. Она сохраняет векторные объекты и:

  • удаляет данные, которые внедряют в файл векторные редакторы, не нужные для отображения свг-файла;
  • оптимизирует структуру СВГ;
  • удаляет невидимые или неиспользуемые элементы.

Проект на Гитхабе. Есть версия с графическим интерфейсом.

Что в сухом остатке?

Ну и что в сухом остатке? Уволили и не взяли на работу фитопланктонолога. Нового — нет. Часть исследований выпала.

Ушли ушлые, но что-то генерирующие люди. Замены — нет.

Назначили необразованную девочку мат-ответственной. Мат есть, а подбора приборов-материалов нет. Ее основная занятость: поход на рынок со второй Б, долгие обеды с третьей и четвертой (кстати, что они делают?), рулеж какой-то частью податливых и обсер прочих. Делать то нехуй, а выпендрится хочется. Нормально работать в таких условиях невозможно.

Между прочим, девочки-инженеры, а ни карты построить, ни в экселе что-то посчитать не умеют. И учится не планируют.

В сухом остатке: когда эта хня закончится, направление зачахнет. Пока все идет к этому.

Модульные системы с открытым исходным кодом — зло

Главная ошибка разработчиков модульных систем с открытым кодом состоит в том, что они, вместе с функциональностью каждого блока, предоставляют дизайн.

Функциональность вместе с навязанным дизайном — злейшее зло.

Такие системы рассчитаны на продвинутого пользователя, практически не умеющего программировать. Он должен смочь установить систему, закачать и подключить плагины, и настроить их взаимодействие. На этом решение задачи обычно заканчивается.

В результате получается либо унылая панельная многоэтажка, либо нагромождение визуально не связанных элементов. Как застройка на побережье Алушты.

Крымский южнобережный хаос напоминает модульную систему с открытым кодом

Работать в такой системе не интересно и очень трудно.

Модульные системы с открытым исходным кодом любят размножаться. Они поселяются на сайтах второсортных университетов и, к сожалению, научных организаций. Ни первые, ни вторые не имеют средств, чтобы купить качественную программу или нанять хорошего программиста для разработки своего продукта.

Грустно.

Если денег нет, но очень хочется автоматической системы, умеющую петь, помешивать кашу и решать дифференциальные уравнения, надо:

  • после установки системы избавиться от навязанного дизайна, оставив только функциональность;
  • поставить перед студетом-администратором-суперпользователем интересную, сложную, посильную задачу о превращении системы из «Лады Самары», купленной для поездки на дачу, в «Тяжелого сокола» для полетов на Марс.

Если постараться, получится.

Ctrl + ↓ Ранее