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Interaktiver Fraktalbaum des Lebens vergrößert die gesamte Evolutionsgeschichte der Erde

2021

Von Protozoen bis hin zu Menschen gibt es auf diesem Planeten viel Leben und alles hängt mit einem gemeinsamen Vorfahren zusammen, von dem alles abstammt. Es ist schwer vorstellbar, geschweige denn zu visualisieren, welche Gemeinsamkeiten und welches gemeinsame Erbe all dieses Lebens bestehen. Aber jetzt kannst du es mit Fraktalen machen.

Mit einer neuen Website, die heute gestartet wird, können Sie den gesamten Entwicklungsbaum des Lebens erkunden und zoomen, als würden Sie eine Online-Karte verwenden. Es heißt OneZoom und basiert auf einem fraktalen Muster, das dieselbe Verzweigungsform wiederholt, unabhängig davon, wie vergrößert oder verkleinert Ihre Ansicht ist. James Rosindell, Professor am Department of Life Sciences am Imperial College London, konzipierte die Idee und programmierte OneZoom in Zusammenarbeit mit Luke Harmon, einem Biologen an der University of Idaho.

Das Projekt sei ein glücklicher Zufall gewesen, sagte Rosindell in einem Interview. Fasziniert von Fraktalen wollte der Evolutionsbiologe eine fraktale Zoom-Oberfläche verwenden, um große und komplexe Datensätze anzuzeigen, aber es bedurfte einer Zusammenarbeit mit Harmon, um den Baum des Lebens als sein Thema zu bestimmen.

Ein Baum ist (unter anderem) eine passende Metapher für die Geschichte des Lebens, da er mit einem klar definierten Anfang beginnt und sowohl eine Zeitleiste als auch eine riesige Palette miteinander verbundener Informationen bietet. In einem Baum des Lebens repräsentiert der Stamm im Allgemeinen das erste Leben auf der Erde und teilt sich dann in Äste und Zweige für verschiedene Königreiche, wie Pflanzen und Tiere. Diese spalten sich in kleinere Zweige auf, zum Beispiel für Fische, Säugetiere, Vögel und so weiter; und diese zerfallen in immer kleinere Zweige, die Familien und Gruppen repräsentieren und schließlich Arten repräsentieren. Aber versuchen Sie, all diese Informationen auf einen einzigen Baum zu schreiben, und das ist unmöglich, sagte Rosindell. Es würde nicht auf eine einzelne Seite passen, weder eine von Pflanzen abgeleitete noch eine digitale.

Rosindell sagte, dies hindere Wissenschaftler und die Öffentlichkeit daran, die phylogenetischen Zusammenhänge zwischen Millionen verschiedener Arten vollständig zu verstehen. Während andere Wissenschaftler und Datenvisualisierungsexperten Baum-des-Lebens-Verbindungen mithilfe anderer Formen wie konzentrischer Ringe visualisiert haben, ist Rosindell der Ansicht, dass ein zoombarer Baum ein komfortableres Interface ist. Er sagte, er sei teilweise von Google Maps inspiriert, das eine zoombare, schwenkbare Ansicht mit so viel oder so wenig Details bietet, wie ein Benutzer sehen möchte.

"Eine fraktale Sichtweise hat dies bereits implementiert", sagte er. "Egal wie weit Sie gehen, Sie erhalten immer mehr Informationen. Was ich tun möchte, ist die Google Earth der Biologie aufzubauen. "

Zu Beginn sieht OneZoom aus wie ein Baum mit einem Stamm, Zweigen, Zweigen und farbigen Blättern. Wenn Sie die ersten Zweige vergrößern, sehen Sie mehr Details. Sie sehen zum Beispiel, dass sich vor ungefähr 166 Millionen Jahren Monotreme entwickelten, gefolgt von Beuteltieren und plazentaren Säugetieren. Der Baum wendet sich der Zukunft zu, wobei immer mehr Äste für immer mehr Details stehen. Die Verbindungen zwischen den Arten dienen in gewisser Weise als Straßen auf einer Karte und weisen eindeutige Verbindungen auf. Auf Blattebene können Sie erkennen, welche Arten vom Aussterben bedroht sind - dargestellt durch rote und grüne Blätter - sowie Links zu weiteren Informationen. Schließlich wird Rosindell auch Fotos hinzufügen.

Die Metadaten, die verarbeitet werden können, sind unbegrenzt, und Sie können sie sogar in verschiedenen fraktalen Formen anzeigen, von einer Julia-Spirale bis zu einem gefiederten Baum.

Die Daten stammen aus dem offenen Tree of Life-Projekt, einer Zusammenarbeit von Biologen und anderen Wissenschaftlern auf der ganzen Welt. Es enthält jahrzehntelange Arbeit in den Bereichen Phylogenie, Evolutionsgeschichte und Beziehungen zwischen Organismengruppen. Das Projekt ist ungefähr ein Jahr von einem vollständigen Baum alles Lebens entfernt, sagte Rosindell. Er wollte ein System, das es visualisieren kann, sobald es fertig ist.

Momentan enthält OneZoom nur Säugetiere, aber das sind immer noch mehr als 5.000 Arten, die alle miteinander korreliert und entsprechend ihrer Bedrohungsstufe farblich gekennzeichnet sind. Rosindell hat große Pläne für den Rest und möchte sogar eine durchsuchbare App für Smartphones entwickeln, die die Geschichte und die Beziehungen zwischen allem Leben auf der Erde aufzeigt.

"Was ich tun möchte, ist Informationen über jede Art, Informationen über jede Verbindung, mit ihren Zwischenformen, Fossilien und all den wunderbaren Informationen, die über die Geschichte des Lebens auf der Erde an einem Ort existieren, zu visualisieren, sagte er.

OneZoom sollte heute um 17 Uhr Eastern Time live gehen - probieren Sie es aus
Hier. Ein Artikel, der die Methoden von Rosindell und Harmon beschreibt, wird in der Reihe "Cool Tools" des Open-Access-Journals PLOS Biology veröffentlicht.

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