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徕卡显微镜,揭示高山地区地面甲虫的环境史

2013-11-16  发布者:admin 

 有超过35,000个已知物种,地面甲虫 - 或步甲 - 是在世界最物种数的动物群体。 生物学家约阿希姆·施密特博士致力于他的整个科学的工作到研究这些经常非常小甲虫,它们的生态环境,分布和系统发育。 他特别感兴趣的是在高山地区的地面甲虫。 这些大多是无翅的物种扩散能力非常有限,因此殖民,只有小部分。 这使得他们宝贵的高山区环境史研究的对象。 然而,首先,生物学家要找出无数的物种-如Pterostichus徕卡 ,徕卡土鳖从东喜马拉雅。 的徕卡M205 C立体显微镜电动调焦驱动,组装TL5000 ERGO透射光底座,徕卡DFC450数码相机和徕卡LAS蒙太奇软件帮助他学习的深度和新品种,提供准确和详细的文档用于科学目的。 使用这些工具,他可以节省大量的时间,而他用的时间花费在精心制作的图纸物种说明。

 

生物多样性的全面映射

约阿希姆·施密特自1989年以来,每年至少一次旅行,在欧洲,亚洲和非洲的各种山高,特别是到喜马拉雅山:“我已经有现在的至少25倍。 然而,我不认为我知道,即使这个宏伟的山系统的一半。 我试图系统地记录所有可触及部件的山喜马拉雅山的所有垂直带谱的地面甲虫动物。 我每次去我检查不同的区域。 我也支持我的同事谁送我甲虫加工材料在世界各地的博物馆和收藏馆,“生物学家涉及。 他的目标是映射的水平和垂直分布的所有物种,不同的栖息地,准确地记录下他们的链接。 这样的数据的和额外的分子遗传学分析的基础上,然后,他试图重建的分布在山的发展过程中的各种物种进化谱系的历史。 但首先,他必须找到无数的物种,而要做到这一点,他采用的方法不同。 可以发现许多地面甲虫石块和死木下在白天。 尤其是小的物种,生活在枯枝落叶和苔藓在一个特殊的收集袋筛。 其他物种生活在树木和灌木。 约阿希姆·施密特取出一颗跳动的托盘。 都藏在石头缝里的地面甲虫白天晚上用火炬可以检测。 生物学家在他的测绘工作,使每个物种已经发现,从亚热带河谷区通过各种高山带的山地水平的栖息地海拔高度和一个确切的说明。

“由于我自己的研究行程博物馆材料和我的工作,我发现50个新物种的地面甲虫,每年”约阿希姆·施密特报告。 在高山脉南亚洲和非洲有一个巨大的生物多样性,还没有得到充分的探索到目前为止,“同时,生物学家的研究包含柜满地面甲虫物种等待鉴定。 他们中有些人已经发送给他贷款的各种博物馆和收藏品,他已经发现了自己的研究探险。 “有数百种新物种在这些橱柜,但他们不是科学家们的兴趣,但因为没有其他人知道他们。 约阿希姆·施密特说,“首先,我要详细描述他们公布的结果,我的种诊断在相关期刊。 “把我天画插图板的昆虫,其中一些只测量几毫米。 有了强大的光学,许多不同的照明方案和LAS蒙太奇软件的徕卡M205Ç体视显微镜,我可以生产出高品质的文档,不同品种的诊断功能,使它们可用于专业使用。 堆栈摄影的可能性是对我的祝福。 我保存了难以置信的大量的时间-这就是我选择了名字Pterostichus徕卡的原因之一。“

 

徕卡M205Ç立体显微镜,极大地促进了工作的生物学家。 (图片:Janika威斯纳) 

 

装订摄影提供约阿希姆·施密特的可能性是不可以想象的。 (图片:Janika威斯纳)

 

甲壳虫在进化的过程中,生殖器变化很大

生物学家大多地面甲虫区分不同的组的外部的功能,例如身体的各部分和它们的表面结构,感觉器官功能等的形状和比例的基础上,如果他想在区分密切相关的物种组,他也有看的生殖器官。 “尤其是男性生殖器往往在进化的过程中发生重大的形态学变化。 这可能提供一个更大的性分化密切相关的物种之间时,他们的分布区域重叠或紧邻。 如果不同物种的个体能够交配,他们会产生可行的后代少或没有,将失去任何收购改编 - 一个主要的缺点尽可能健身。 不同发达生殖器的重要组成部分错配风险的限制,解释说:“约阿希姆·施密特。

因此,科学家检查生殖器官的地面甲虫为主要特点,区分不同品种。 喜欢的习惯的功能,生殖器的功能,因此,必须准确地记录在新种的描述和修改的物种群体。 在这里,徕卡M205 C是约阿希姆·施密特一个很大的帮助。 由于出色的分辨率,微小的生殖器清晰成像,即使在高放大倍率和TL5000 ERGO透射光底座的理想照明。 因此,他能获得优秀的成像效果与Leica DFC450数码相机的Leica LAS蒙太奇的软件,即使在这种极端的范围。 这节省了大量的时间,当科学家记录不同物种的描述和鉴别诊断的主要功能。

甲壳虫在进化的过程中,生殖器变化很大

 

生物学家大多地面甲虫区分不同的组的外部的功能,例如身体的各部分和它们的表面结构,感觉器官功能等的形状和比例的基础上,如果他想在区分密切相关的物种组,他也有看的生殖器官。 “尤其是男性生殖器往往在进化的过程中发生重大的形态学变化。 这可能提供一个更大的性分化密切相关的物种之间时,他们的分布区域重叠或紧邻。 如果不同物种的个体能够交配,他们会产生可行的后代少或没有,将失去任何收购改编 - 一个主要的缺点尽可能健身。 不同发达生殖器的重要组成部分错配风险的限制,解释说:“约阿希姆·施密特。

因此,科学家检查生殖器官的地面甲虫为主要特点,区分不同品种。 喜欢的习惯的功能,生殖器的功能,因此,必须准确地记录在新种的描述和修改的物种群体。 在这里,徕卡M205 C是约阿希姆·施密特一个很大的帮助。 由于出色的分辨率,微小的生殖器清晰成像,即使在高放大倍率和TL5000 ERGO透射光底座的理想照明。 因此,他能获得优秀的成像效果与Leica DFC450数码相机的Leica LAS蒙太奇的软件,即使在这种极端的范围。 这节省了大量的时间,当科学家记录不同物种的描述和鉴别诊断的主要功能。

约阿希姆·施密特与Leica M205Ç立体显微镜,能够准确地记录这个藏族土鳖Curtonotus sifanica的诊断功能等不同的物种。 (图片:约阿希姆·施密特) 
尤其是当性器官显示,高性能的光纤和显微镜软件LAS蒙太奇是一个很大的帮助。此图像显示了男性生殖器的Curtonotus sifanica中叶。 图片是从横向的角度... 

 

从背角度(与左右parameres)。 值得注意的是, - 尽管广泛的曲率 - 可以显示外部轮廓和内部结构硬化。 (照片:约阿希姆·施密特)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

体力活

野外工作,约阿希姆·施密特通常飞到他的高山目的地地区雨季开始时,因为这是一开始的活跃期,大部分地面甲虫的想象。 除了许多在山上徒步跋涉,艰苦的体力劳动那里等待着他。 例如,他把沉重的石头看甲虫腔的土壤和岩石碎片。 也有许多立方米的地面垫料要过筛。 “我每次去到喜马拉雅山,我失去了大约10公斤的体重,”生物学家的言论。 施密特的工作在喜马拉雅山由粗糙季风天气不仅阻碍,但也将是无数的水蛭感到非常在家在潮湿的环境中。 “但它的暖湿气流在喜马拉雅山群众夏季季风期间,使工作中的高山和subnival的皮带,因为它们上升到高海拔地区,融化的雪。 这里的地面甲虫活动期间的一年中降雨量最多,但最热烈的部分被限制在这个很短的时期。“

约阿希姆·施密特,地面甲虫是,帮助他了解高山区环境史的的生物工具或生物代理。 幸运的是,物种有一定的小气候土壤水分和温度等因素有密切的联系。 这只甲虫组是一个特别有价值的财产特有的高山区和高山的高空安全带的高度,尤其是在中,低纬度地区的山区。 全群物种,生活在喜马拉雅山,青藏高原和埃塞俄比亚的高地,其栖息地被限制在极其狭窄的地理区域。“由于他们是无翅,爬在地面的腔系统,他们几乎能驱散,因此有时殖民微小区域只有几平方公里,”生物学家报告。 “在进化的过程中,山系统的各个部分的人口已经发展成独立的物种,因为在高海拔环境下的无数分散的障碍。 有些人甚至只到一个单一的山脉特有的一个小支流河谷系统。“

 

Pterostichus(Pseudethira)莱卡由约阿希姆·施密特在2012年。 发生在东喜马拉雅物种。 (图片:约阿希姆·施密特) 
工作与Leica M205Ç的启发生物学家有关的名称的选择。 (图片:约阿希姆·施密特) 
 
从物种的描述此图片显示了重要的诊断的特点 - 心尖sinuation的后腿的鞘翅setation的。 (图片:约阿希姆·施密特)

Pterostichus(Pseudethira)莱卡

一个地方性地面甲虫物种,这是他在2012年描述的一个例子,是Pterostichus(Pseudethira)莱卡才发现,这是在一个单一的东喜马拉雅山脉。 所有其他已知的物种和亚种的Pterostichus Pseudethira亚属其中有80左右,地方性高喜马拉雅的各个部分。 一旦生物学家已编译应用形态特征分析和分子遗传方法这些物种群的系统发育树,他可以使用其中的信息重建这个动物群的分布历史,因为它的起源。 “地面甲虫古环境是一个很好的代理,因为他们让我回头看历史的山,”施密特涉及。 “如果我确切地知道所有物种特有的血统在一个特定的山地系统和他们的水平分布,如果每个物种之间的关系,充分了解,我可以得出结论,在此山中系统的抬升和气候历史的要求“。
在这种盒子,就像... 
许多不明物种正在等着他。 (照片:Janika威斯纳)

地面甲虫提供的线索在最后一次冰期的温度

除了其扩散能力有限,高山的地面甲虫是极其丰富的直播形式,适应各种山栖息地。 在他的许多不同的物种群体的检查,生物学家寻找重复模式。 “从这些模式中,我得出结论,具有参考价值,地貌学家,地质学家和气象学家,”约阿希姆·施密特解释。“在高亚洲的气候历史,例如,我们的理论仍然存在的今天,西藏由一个巨大的冰盖(西藏冰盖)两公里厚被完全覆盖。 我能反驳这个理论,通过检测微在西藏中部地区特有的地面甲虫。“随着他的研究的生物学家也能够证明,在最后一次冰期的最高温度抑郁症远远轻于一般的假设 - 其实只三到四开尔文在南亚。 这是唯一的解释现存分布在Transhimalaya地面甲虫。

生物学家仍然有很多工作要做,在未来。 除了他的研究探险队的许多新物种已经等候在他的收集柜的科学分析和描述,约阿希姆·施密特也检查地面甲虫化石。 “尤其是私人藏品包含了巨大的化石珍品波罗的海琥珀中的夹杂物,几乎没有科学探索的形式,”施密特说。 “如果我成功的明确而系统地分类化石,我能确定它的进化谱系的最低年龄。 如果我设法做一个进化树的各个分支,我可以最新的进化事件具有足够的精度。 由于直接关系到高山区土鳖的演变历史,特别是高山脉隆起和环境,我可以使用这方面的知识,约会具体的造山事件。 顶级品质的光学系统是重要的化石分析,太。“另外,他对未来的计划是借助X射线微断层检查琥珀化石。 他希望这将使他被困在琥珀甲虫光光纤的调查,如生殖器官,这是具有关键意义的精确测定是人迹罕至的尸体部分的形态来获取信息特别是化石的系统位置