CC BY
0Разработанная CNN демонстрирует удовлетворительные результаты для задачи диагностики рака молочной железы.
В целом, это может стать основой для создания автоматизированных систем, способных значительно улучшить качество как медицинской, так и производственной диагностики.
Литература
1. Волчек Ю.А., Шишко О.М., Спиридонов А.С., Мохорт Т.В. Juvenis scientia. 2017; № 9, 4-9
2. https://webiomed.ra/blog/obzor-rassiiskikh-sistem-iskusstvennogo-intellekta-dlia-
zdravookhraneniia/?ysclid=lnz13tkul2720197732. Гусев А.В. Обзор Российских систем искусственного интеллекта для здравоохранения. // WEBIOMED: интернет-портал. Обращения: к ресурсу 15.10.2023.
3. Прохорова А.В., Бродская Ю.А. Распознавание образов в диагностике некоторых классов заболеваний головного мозга. Проблемы оптической физики и биофотоники SFM-2019: Материалы 7-го Международного симпозиума и 23-й Международной молодежной научной школы SaratovFall Meeting-2019. Под ред. Г.В. Симоненко, В.В. Тучина. - Саратов: Изд-во Саратовского ун-та, 2020. - 106 стр.: ил. - С. 88-91.Имеется электронный аналог. ISBN 978-5-292-04638-7 (print) ISBN 978-5-292-04639-4 (online)
4. Приори Л.Д., Бродская Ю.А. Математические модели распознавания образов в проблеме диагностики дисбиозов кишечника. Проблемы оптической физики и биофотоники SFM-2020: Материалы 9-го Международного симпозиума и 25-й Международной молодёжной научной школы SaratovFall Meeting-2021. / Под ред. Г.В. Симоненко, В.В. Тучина. - Саратов: изд-во «Саратовский источник», 2021. - ISBN 978-56047595-9-2. С. 24-29.
5. Бродская Ю.А., Маринушкин Д.Н., Нечаев В.Н., Тугушева В.Н., Балабанов Н.Г., Василенко А.П.Теоретические предпосылки использования теории распознавания образов в прогнозировании преждевременного прерывания беременности. Искусственное прерывание беременности. - М.: Научный центр акушерства, гинекологии и перинаталогии РАМН. Изд-во СГМУ, 2002. - С. 33-35
РОЛЬ ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ В БРАЧНОМ ПОВЕДЕНИИ ПАУКОВ-СКАКУНЧИКОВ 8УМЛОЕЬЕ8ОЛЬМЛИСШ (АКСЕЛЕ, 8АЬТ1СГОАЕ)
М.И. Никельшпарг1, Э.И. Никельшпарг2, В.В. Аникин1
'Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского, Саратов, Россия 2Университет имени Бен-Гуриона в Негеве, Израиль
Флуоресценция у пауков и ее связь с их брачным поведением были обнаружены впервые в 2007 году у паука-скакунчика из Юго-Восточной Азии Мандибулы флуоресцируют под
ультрафиолетовым светом, что связано с брачным поведением: самец находит самку по ее флуоресценции во время брачного сезона, заключающегося в том, что самец размахивает передними ногами перед самкой. Однако мы обнаружили совершенно иную технику, изучая поведение Synagelesdalmaticus, которого мы собрали в Израиле в 2024 году в пустыне Негев. Самецвместо ног высоко поднимал свое брюшко и размахивал им перед самкой. Для регистрации флуоресценции мы провели исследование с использованием флуоресцентного микроскопа с фильтрами возбуждения 480/40 нм, 436/20 нм, 510/20 нм и 560/40 нм. Оказалось, что флуоресценция 8^а1та^сш' отличается от флуоресценции других родов пауков-скакунов, в частности от Heliophanussp., ЗаШсшоНуасеш', Ху^Исш^,, Filistatainsidiatrix, Steatodasp. Мы обнаружили, что самки S.dalmaticus интенсивно флуоресцируют в диапазоне длин волн 480/40 нм и 436/20 нм в области брюшка, а не в области мандибул. Самцы X dalmaticus также флуоресцируют в области брюшка, в то время как ноги и мандибулы этого вида не флуоресцируют в этом диапазоне. Наше открытие предполагает, что флуоресценция определенных морфологических частей может быть таксономической характеристикой пауков. Таким образом, мы наблюдали еще одно доказательство важности света в природе.
DOI:
ВВЕДЕНИЕ
Пауки-скакунчики (сем. Salticidae) обитают по всему миру. Помимо общеизвестной способности далеко прыгать, они обладают наилучшим зрением среди пауков и могут похвастаться своей яркой окраской. Из восьми глаз скакунчика за восприятие цвета отвечают только два расположенных по центру главных глаза[1] (Рис. 1, А). На развитом зрении сальтицид основана внутривидовая коммуникация, особенно между партнерами (самцом и самкой) во время брачных ритуалов [2]. Более того, в 2007 году было сделано открытие, что для брачных демонстраций помимо яркой окраски скакунчики используют УФ флуоресценцию своих покровов, которую и различают в УФ диапазоне[3].Брачный ритуал у таких скакунчиков начинается с демонстрации своих ног, которые самец поднимает вверх, а также движений педипальп, а иногда брюшка в течение нескольких минут. В этом случае можно понять и легко объяснить, что именно рассматривает самка у самца в брачном ритуале, т.е. воспринимает не только яркие цвета отдельных частей тела, но и детализирует видовые характеристики партнера в УФ-диапазоне, что может усиливать дополнительно характеристики половых признаков [3]. Но некоторые пауки не отличаются яркой окраской. В пустыне Негев мы обнаружили паука скакунчика Synagelesdalmaticus (Keyserling, 1863), который живет около колоний муравьев, маскируется под них и ведет дневной образ жизни. Тем не менее, пара S.dalmaticus продемонстрировала сложный и продолжительный брачный ритуал [4]. Цель нашего исследования: установить наличие и тип флуоресценции пауков-скакунчиков S.dalmaticus и определить ее роль в брачном поведении у данного вида.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Сбор пауков проводился в пустыне Негев, в окрестностях г. Беэр Шева, Израиль. После отлова пауки содержались в чашках Петри. Кормление проводилось мелкими насекомыми, медом, пауков поили водой. Мы использовали бинокулярный микроскоп с набором фильтров для возбуждения флюоресценции: микроскоп Leica Stereo Microscopeс возбуждающими фильтрами 436/20 нм (синий), 480/40 нм (зеленый), 510/20 нм (желтый), 560/40 нм (красный) и барьерными фильтрами 480/40 нм, 510 нм, 560/40 нм, 610 LP нм соответственно. Исследование проводилось на живых пауках в чашках Петри. Данные фиксировались на фото и видео камеру микроскопов Leica, MICROMEDMC-3 ZOOMи на iPhone 12.
РЕЗУЛЬТАТЫ
В результате исследования мы обнаружили, что самки и самцы пауков S.dalmaticus флуоресцируют в синем (436/20 нм), и зеленом (480/40 нм) свете и не флуоресцируют в желтом (510/20 нм)и красном (560/40 нм). Было установлено, что флуоресцирует только брюшко пауков, а головогрудьи ноги нет (Рис. 1 Б, С). При этом, рисунок брюшка в видимом свете не совпадает с флюоресцентным рисунком (Рис. 1 Б, Д). Более того, мы смогли заснять фрагмент брачного ритуала самца при возбуждении флуоресценции. Было зафиксировано, что в брачном ритуале оба партнера S.dalmaticus используют именно те части тела, которые флуоресцируют, а именно - брюшко, которое высоко поднимают с периодичностью 4 раза в секунду. При этом они «не используют» ноги в брачном процессе, как это делают другие некоторые виды пауков скакунчиков. Для сравнения мы также изучили наличие флуоресценции у других пяти видов пауков со скромной окраской, обитающих в пустыне Негев - трехдневных и двух ночных:
1. Heliophanussp. (сем. Salticidae) - паук-скакунчик, дневной хищник (Рис. 1 Е).
2. Salticusolivaceus (L. Koch, 1867) - паук-скакунчик, дневной хищник, обнаружен в галлах на деревьях, ловит добычу с помощью прыжков (Рис. 1 И).
3. Xysticussp. (Thomisidae) - паук-краб - дневной хищник, открыто живущий на цветах,не плетет паутины (Рис. 1 Л).
4. Filistatainsidiatrix (Forsskal, 1775) (Filistatidae)- паук-ткач, ночной хищник, найден в пещере, строит сеть (Рис. 1 H).
5. Steatodasp. (Theridiidae)-паук-тенетник,ночной хищник с плохим зрением, делает ловчие сети из переплетенных липких нитей (Рис. 1 M).
Проведенные изыскания показали, что каждый вид имеет уникальный флуоресцентный рисунок или же не флуоресцирует вовсе.
Дневные пауки. У паука Heliophanussp. ярко светились ноги и брюшко, особенно с нижнего ракурса паука (Рис. 1 Ж,З). А у паука S. olivaceus мы зафиксировали яркое свечение только мандибул(Рис. 1 И,К), как ранее этот эффект отмечался у сингапурского видаCosmophasisthalassina (C. L. Koch, 1846)[3]. В желтом и красном свете флуоресценции у данных видов не было. У паука Xysticussp флуоресценции не наблюдалось.
Ночные пауки. Представители Filistatidae и Theridiidae не светились ни в одном световом диапазоне. Однако глаза обоих видов светятся в темноте при направлении на них белого света (Рис. 1 О). Этот эффект появляется из-за наличия в глазах данных пауков слоя тапетума, однако флуоресценция не связана с данным эффектом.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате проведения исследований авторами впервые было установлено наличие флуоресценции у пауков-скакунчиков: S.dalmaticus, Heliophanussp. и S. olivaceus в синем и зеленом спектрах света. Для двух видов ночных пауков установлено отсутствие свечения в диапазоне от 436/20нм до560/40 нм, что является вполне логичным из-за нехваткив природном биотопе прямого источника света. Пока нет четких объяснений по факту отсутствия флуоресценции у дневного паука-краба Xysticussp. Известно, что их маленькие глаза могут создавать четкие изображения только на очень коротких расстояниях, однако они воспринимают движения на расстоянии до 20 см. [5]. Вполне вероятно, что у данных пауков детекция движений является более значимым, чем восприятие цвета. Мы установили, что флуоресцирующий рисунок определенной части тела, а именно брюшка, может иметь принципиальное значение в брачном ритуале самца и самки S.dalmaticus. У других видов исследованных нами пауков были выявлены другие флуоресцирующие части тела. Это может свидетельствовать, что расположение флуоресцирующих участков тела является индикатором видовой принадлежностью, однако здесь требуются дополнительные исследования.
Рис. 1 А - Паук-скакунчик в анфас, два передних глаза ответственны за восприятие цвета; Б - Паук S. dalmaticus , самка в видимом диапазоне света; С - То же, самка в проходящем свете; Д - То же, в синем свете
(436/20 нм); Е - Паук ИеНоркапшър.в видимом диапазоне света; Ж - То же, в синем свете (436/20 нм) вид сверху; З -То же, вид снизув синем свете (436/20 нм); И - Паук-скакунчик Salticusolivaceus (L. Koch, 1867) в
видимом диапазоне света; К - То же, в синем свете (436/20 нм); Л - Паук-краб родаXysticussp.; М - Паук-тенетник Steatodasp.; Н - Паук-ткач Filistatainsidiatrix; О - При освещении светом паука-ткача в темноте, его глаза светятся из-за наличия в них тапетума. Все фото сделаны Никельшпарг М.
Есть положительный потенциал полученных результатов в том, что наши дальнейшие исследования могут сделать вклад в понимание совокупности механизмов зрения, флуоресценции и брачных ритуалов у пауков, что в целом доказывает о важнейшей роли света в природе.
БЛАГОДАРНОСТИ
Авторы выражают огромную благодарность главному научному сотруднику лаборатории биоценологии ИБПС ДВО РАН (Магадан, Россия), д. б. н. Юрию Михайловичу Марусику и научному сотруднику музея Естественной Истории имени Стейнхардта, ТАУ (Тель-Авив, Израиль) Dr. Sergei Zonstein за всестороннюю помощь и определение видов.
Литература
1. Morehouse N. Curr Biol. 2020; 30 (17), 975-980.
2. Forster L. Spider communication: mechanisms and ecological significance. 1982; 161-212.
3. Lim M. L. M., Land M. F., Li D. Science. 2007; 315 (5811), 481.
4. Engelhardt W. Zoologischer Anzeiger. 1970; 185, 317-334.
5. Foelix R.F. Oxford University Press. 2011.419 pp.
