生物学者は絶滅危惧種の淡水産二枚貝を救うために3Dモデリングを活用

はじめに：地球のユニークな自然環境は驚くべき生物多様性を生み出してきましたが、人間活動の継続的な拡大により、脆弱な生物多様性は徐々に破壊されつつあります。世界には私たちの保護を必要とする絶滅危惧動物がたくさんおり、生物学者にとっても多くの課題が生じています。これらには、クロサイ、マウンテンゴリラ、アフリカマルミミゾウ、オランウータン、そしてもちろんタイマイが含まれますが、国際自然保護連合（IUCN）は41,000種以上が絶滅の危機に瀕していると評価しており、リストにはさらに多くの種が含まれています。これには私たちの身近な地域も含まれており、米国だけでも絶滅の危機に瀕した種や危惧種が 1,000 種以上存在します。
2023年8月28日、アンタークティックベアは、淡水産二枚貝の群れを救うために、フロリダ自然史博物館とスミソニアン協会の国立自然史博物館の科学者と画像専門家が協力し、3Dテクノロジーを使用して淡水産二枚貝の保護に取り組んでいることを知りました。

淡水産ムール貝は、実は世界で最も絶滅の危機に瀕している種の一つです。スミソニアン協会の二枚貝（海水と淡水に生息する軟体動物の一種）学芸員ジョン・ファイファー氏は、米国は淡水二枚貝の生物多様性にとって重要なホットスポットであるものの、同国の淡水二枚貝の多くは絶滅の危機に瀕していると説明する。約3分の1の種が絶滅危惧種保護法によって保護されており、さらに30種が最近絶滅したと考えられている。ムール貝は、周囲の藻類、余分な栄養素、重金属を除去する濾過能力と、密集した群れで川床を安定させる能力により、小川や川の健全性にとって極めて重要であることを考慮すると、その絶滅は生物相にとって壊滅的な結果をもたらす可能性があり、この種を救うための取り組みが必要です。
淡水産のムール貝（写真）は魚を利用して上流へ移動します（写真提供：ライアン・ハガティ、米国魚類野生生物局、CC0）
3D テクノロジーは淡水ムール貝の保護にどのように役立つのでしょうか?
基本的に、淡水産ムール貝を救うために 3D テクノロジーを使用すると、2 つの効果が得られます。まず、教育に重点を置きます。当然ながら、いかなる種を保全する上でも重要なのは、その存在を一般の人々に知ってもらい、それを保護しようとしている生物学者の手に直接伝えることです。その結果、国立自然保護訓練センターは、全国の自然保護専門家や一般市民に提供される淡水産二枚貝の識別コースを強化するために、貝殻の 3D モデルのライブラリを作成することを計画しています。これは極めて重要なことです。なぜなら、ムール貝の個体数が減少するにつれて、重要な研究のための参照標本を見つけることがますます困難になっていると思われるからです。
△国立自然保護訓練センターは、ここに示す太い三稜貝（Amblema neislerii）の復元など、3D プリントされた淡水産二枚貝の殻モデルを使用して、生物学者と自然保護活動家を訓練します。写真提供: フロリダ博物館写真提供: ザカリー・ランドール
しかし、物理的な 3D プリントがこれらの希少種を保護する唯一の方法ではありません。プロジェクトのもう一つの重要な部分は、写真測量法を使用してデジタルモデルを作成し、デジタル 3D ライブラリに包括的なコレクションを構築することです。「標本の中には非常に希少であったり壊れやすいものもあり、人々を訓練するのに役立つ包括的な参考資料を用意するのはほぼ不可能です」とファイファー氏は指摘する。「そこで私たちは、米国のすべての種を指先で直接確認できるようにすることで標本へのアクセスを改善するデジタル 3D ライブラリを作成するというアイデアを思いつきました。」

実際、この目的で写真測量が利用されるのはこれが初めてではありません。写真測量では、単一のサンプルの複数の写真をつなぎ合わせて 3D 合成画像を作成できます。「スキャン・ザ・ワールド」のようなプロジェクトや、イースター島の頭部を保存するための最近の取り組みなどの文化遺産研究では、重要な文化的および歴史的建造物へのアクセスを容易にする方法として、3D モデルが急速に採用されてきました。現在、同じプロセスがこの淡水ムール貝にも使用されています。
幸いなことに、フロリダ博物館には、現在使用されている中で最も高速かつ効率的な写真測量機器の 1 つがあり、さらにそれを改良して、複数の角度から同時に画像を撮影できるようにしています。画像を撮影するには、標本をライトボックス内の自動ターンテーブルに置き、回転中にプログラムされた間隔で写真を撮影します。次に、下半分も撮影されるように反転し、360 度全体をカバーします。
△技術者がターンテーブルの上に貝殻を置き、画像を撮影します (写真提供: ザカリー・ランドール/フロリダ博物館) △標本をあらゆる角度から完全に撮影した後、画像をつなぎ合わせて元のオブジェクトの完全な 3D 再構成を作成します。写真提供: フロリダ博物館写真提供: ザカリー・ランドール
国立自然保護訓練センターのコースリーダーであるマシュー・パターソン氏は、「このプロジェクトは、絶滅危惧種に指定されている約100種を含む、米国原産の淡水イガイ類のすべてを識別する方法を野外生物学者と一般の人々に教える機会を提供するため、非常にエキサイティングです。このすべては、絶滅危惧種保護法が50周年を迎える2023年に実現します」と締めくくりました。イガイの模型の詳細については、こちらのデジタルライブラリをご覧ください: https://sketchfab.com/3d-models/freshwater-mussels-of-north-america-7f8dfd99700a44ae9c0a0657103e8673

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