Penyelidik telah mencipta atlas anatomi 3D terperinci katak cakar Afrika, mendedahkan perubahan perkembangan utama daripada berudu kepada katak dewasa menggunakan mikrotomografi sinar-X yang canggih. Data ini, kini boleh diakses secara umum, memberikan pandangan yang tidak ternilai untuk pendidik, saintis dan peminat percetakan 3D.
Buat pertama kalinya, saintis telah menghasilkan atlas anatomi 3D yang komprehensif bagi katak cakar Afrika (Xenopus laevis), mempersembahkan visualisasi terperinci perkembangannya dari embrio hingga dewasa. Kejayaan ini bertujuan untuk meningkatkan pemahaman pelbagai proses biologi, khususnya metamorfosis, dalam organisma model penting ini dengan ketara.
Menggunakan mikrotomografi X-ray resolusi tinggi, para penyelidik dengan teliti mendokumentasikan transformasi anatomi yang berlaku apabila berudu bertukar menjadi katak matang. Data ini, yang sebelum ini jarang dan tidak boleh diakses, kini tersedia secara percuma, menjadikannya sumber terobosan untuk ahli biologi perkembangan, pendidik dan juga peminat percetakan 3D.
"Penyesuaian ini selaras dengan strategi hidup katak, beralih daripada berudu yang tinggal di air dengan mata sisi kepada orang dewasa dengan mata diletakkan di atas kepala untuk gaya hidup tenggelam, mengingatkan buaya," berkata penulis kajian.
Perubahan rumit dalam kedudukan mata semasa pembangunan hanyalah salah satu daripada banyak fenomena yang boleh diperhatikan dengan teliti berkat atlasing baharu ini.
Jakub Harnos, penolong profesor di Bahagian Fisiologi dan Imunologi Haiwan di Universiti Masaryk dan pengarang utama kajian itu, menekankan kepentingan pencapaian ini.
"Jurang ketara wujud dalam ketersediaan set data komprehensif yang merangkumi peringkat perkembangan lewat Xenopus," katanya dalam Siaran akhbar.
Kerja pasukannya menangani jurang ini dengan menyediakan pembinaan semula 3D terperinci pada pelbagai peringkat kehidupan, yang menjelaskan perubahan anatomi kritikal.
Satu aspek penyelidikan yang menarik ialah pembentukan semula drastik usus katak semasa metamorfosis. Dalam tempoh hanya lapan hari, panjang usus berkurangan kira-kira 75%, satu transformasi yang menyerlahkan sifat dinamik perkembangan amfibia. Keupayaan pengimejan unggul mikrotomografi sinar-X membolehkan para penyelidik mengikuti proses ini dengan terperinci yang belum pernah terjadi sebelumnya.
Kajian ini juga telah menjadikan penemuan ini boleh diakses oleh khalayak yang lebih luas. Empat puluh model 3D dari atlas tersedia untuk dimuat turun pada platform seperti Thingiverse, dan versi interaktif boleh dilihat di Sketchfab. Pendekatan sains terbuka ini memastikan bahawa data bukan sahaja boleh diakses tetapi juga boleh digunakan untuk pelbagai aplikasi, daripada penyelidikan saintifik kepada tujuan pendidikan.
Kesan kajian ini melangkaui bidang penyelidikan amfibia. Dengan memberikan pandangan terperinci tentang proses pembangunan dan metamorfosis model vertebrata utama, atlas 3D ini membuka jalan baharu untuk kajian perbandingan dalam biologi perkembangan dan penyelidikan evolusi.
Harnos menekankan potensi kerjasama yang dibuka oleh sumber ini.
"Kajian kami menyediakan semua data mikrotomografi sinar-X secara terbuka, membolehkan penyelidik lain menyiasat kedua-dua tisu lembut dan keras dalam perincian yang tidak pernah berlaku sebelum ini dalam model vertebrata utama ini," tambahnya.
Dataset komprehensif ini, diterbitkan dalam GigaScience, menandakan kemajuan kritikal dalam pemahaman kita tentang biologi perkembangan. Ia berfungsi sebagai alat yang berharga untuk penyelidik di seluruh dunia, memupuk penemuan dan aplikasi baharu merentasi pelbagai bidang saintifik dan pendidikan.