No Zīmēšanas Līdz Morfoloģijai: Sandijs Kawano

{h1}

Bērnības mīlestība uz zīmēšanu sandiju kawano novirza uz bioloģijas nozari, kas studē dzīvnieku ķermeņa formas

Šis WordsSideKick.com raksts tika piegādāts WordsSideKick.com sadarbībā ar Nacionālo zinātnes fondu.

Bērnības zīmēšanas mīlestība un iedzimta zinātkāre Sandiju Kawano ieveda integrējošās morfoloģijas jomā - bioloģijas nozarē, kas nodarbojas ar organismu formas un struktūras, kā arī to īpašo iezīmju izpēti. Viņa pēta dzīvnieku ķermeņa formu daudzveidību. Būdams pēcdoktorantūras students Nacionālajā matemātiskās un bioloģiskās sintēzes institūtā (NIMBioS), Kawano pēta dažādas metodes, kuras izmanto, lai analizētu, kā dabiskā atlase ietekmē morfoloģiju. Uzņēmumā NIMBioS viņas mērķis ir izstrādāt atvērtā pirmkoda, lietotājam draudzīgu datorprogrammu, kas nodrošinātu sistemātisku pieeju, lai novērtētu, kā morfoloģijas atlase var veicināt evolūciju un radīt bioloģisko daudzveidību.

Vārds: Sandijs Kawano
Vecums: 29
Iestāde: Nacionālais matemātiskās un bioloģiskās sintēzes institūts
Dzimtā pilsēta: Sanhosē, Kalifornijā
Studiju nozare: Integratīvā morfoloģija

Nacionālais zinātnes fonds: Kāds ir jūsu lauks un kāpēc tas jūs iedvesmo?

Sany Kawano: Esmu integrējošs morfologs, tāpēc izmantoju dažādas tehnikas, lai saprastu, kā un kāpēc dzīvnieki laika gaitā ir raduši tik daudz dažādu ķermeņa formu. Mākslai bija liela loma manā mīlestībā uz morfoloģiju. Kad es biju jauns, es zīmēju diezgan regulāri, un mani interesēja, cik dažādi dzīvnieki ir. Zīmējot savas mājdzīvnieku zivis, es prātoju, kāpēc man bija jāvelk zelta zivtiņa ar īsu ķermeni un ventilatora formas asti, bet manas aļģu zīdīšanas zivis bija garas un slaidas. Kāpēc viņiem vajadzētu izskatīties tik atšķirīgi, kad abi dzīvo ūdenī? Kāpēc organismi nelīp pie vienas ķermeņa pamatformas?

Tomēr es neizlēmu studēt morfoloģiju, līdz strādāju par bakalaura grādu profesora Pītera Veinraita laboratorijā Kalifornijas Deivisa universitātē. Viņš un viņa laboratorija man iemācīja funkcionālās morfoloģijas jomu, kas precīzi atbildēja uz jautājumiem, kas mani nomoka visu mūžu. Integrējošā morfoloģija mani iedvesmo, jo tā sniedz visaptverošu pieeju atbildēm uz to, kāpēc pasaule ir tik daudzveidīga, kas rada šo dažādību un kā iedvesmu, ko mēs saņemam no dabas, var izmantot, lai gūtu labumu mūsu pašu dzīvei.

NSF: Lūdzu, aprakstiet savu pašreizējo pētījumu.

S.K.: Veicot pēcdoktorantūras pētījumus NIMBioS, es novērtēju analīzes, kuras izmanto, lai kvantitatīvi noteiktu, kā dabiskā atlase darbojas, veidojot organismu morfoloģiju. Rasels Lande un Stīvens Arnolds 1983. gadā uzrakstīja semināru, kurā tika sniegta kvantitatīva metode, lai novērtētu, cik spēcīga atlase darbojas, lai mainītu morfoloģiskās iezīmes un kādā veidā, un tā ir bijusi nozīmīga loma, lai saprastu, kā dabiskā atlase var veicināt evolūciju un bioloģiskās daudzveidības paaudze. Landes un Arnolda darbs šajā jomā ir iedvesmojis tūkstošiem pētījumu, iekļaujot jaunas pieejas atlases kvantitatīvai noteikšanai, taču mēs joprojām saskaramies ar daudziem izaicinājumiem, lai izprastu, kā darbojas atlase, īpaši lielākiem datu kopiem. Vairāki no šiem izaicinājumiem ir saistīti ar analītiskiem ierobežojumiem vai domstarpībām par to, kā šīs problēmas vislabāk risināt. Pašreizējam darbam es izstrādāju morfoloģijas atlases novērtēšanas pašreizējā stāvokļa sintēzi, liekot uzsvaru uz dažādo atlases kvantificēšanai izmantoto metožu stiprajām un vājajām pusēm. Galu galā mans plāns ir izstrādāt atvērtā pirmkoda, lietotājam draudzīgu datorprogrammu, kas nodrošinātu sistemātiskāku pieeju, lai izmērītu, kā atlase morfoloģijā var kalpot par galveno evolūcijas virzītāju.

NSF: Kas tev vislabāk patīk tavā darbā?

S.K.: Cik dinamisks ir mans darbs! Kad cilvēki dzird, ka esmu morfologs, viņi bieži domā: "Tātad jūs strādājat ar kauliem un mirušajiem?" Lai arī liela daļa mana darba ir saistīta ar tiešu anatomisko struktūru (piemēram, kaulu, muskuļu) mērīšanu, šie dati ir tikai viens gabals, lai atrisinātu mīklu. Es arī ieviesu statistiku, matemātisko modelēšanu, ātrgaitas videogrāfiju, datorprogrammēšanu, inženieriju un nesen sāku izstrādāt fosilo kaulu trīsdimensiju modeļus. Pētījumi mani aizveda uz Britu Kolumbiju, Havaju salu, Spāniju, Urugvaju un Amerikas Savienotajām Valstīm. Diena manā dzīvē ir bijusi snorkelēšana, lai nozvejotu zivis, laivu vadīšana zivju ķeršanai netālu no krasta salām, dabas vēstures muzeju apmeklēšana visā ASV, fosiliju trīsdimensiju modeļu izgatavošana ar lāzera skeneri un pēc tam to atkārtošana ar 3 D printeris, ģenerējot datora kodu, vadot vairākus tūkstošus līniju, daloties mana zinātniskā darba augļos ar citiem, izmantojot klases lekcijas un konferenču prezentācijas, un pat kalpojot par zinātnisko konsultantu izklaides industrijā. Es satiku arī profesoru Neilu Šubinu, kurš rakstīja grāmatu Tava iekšējā zivs, kas iedvesmoja manu doktora darbu. Es ar savu karjeru dzīvoju savus mežonīgākos sapņus.

NSF: Ko jūsu čivināt teiktu par jūsu darbu? Ko teiktu jūsu lifta runa?

S.K.: Morfoloģija ir jautra (ctional)! Patiesībā tas jau ir manā Twitter profilā. Morfoloģija ir funkcionāla, jo tā var ne tikai pastāstīt par to, kāda struktūra ir piemērota un pielietojama dažādu mūsu dzīves aspektu labā, bet tā var būt arī jautra karjera!

Morfoloģija nav "miris" subjekts, jo daudzi ir kļūdaini pieņēmuši. Tas ir tikpat dzīvs un daudzveidīgs kā bailes iedvesmojošie radījumi, kuru "skaistās formas" ir iekarojušas mūsu zinātkāri, iedvesmojuši mūsu dzīvi un atstājuši elpu tik tālu, cik vien varam atcerēties. Morfoloģija var kalpot par skaidrojošu instrumentu, palīdzot mums secināt par izmirušu dzīvnieku bioloģiju, kuru pavedieni slēpjas fosilijās. Tomēr tam ir arī daudz citu svarīgu lietojumu. Saikne starp morfoloģiju un funkciju ir bijusi tik izplatīta dabā un ietekmīga mūsu dzīvē, ka tā ir izraisījusi bio-iedvesmotus izgudrojumus, piemēram, zemādas adatas, kas atgādina neuzkrītošo moskītu barošanas cauruli, un Mercedes-Benz bukses iedvesmotais automobilis nodrošina ietilpīgs, tomēr pilnveidots transportlīdzeklis un lidmašīnu spārni, kas lielu daļu enerģijas taupošā dizaina iegūst no aerodinamiskiem putnu spārniem. Mans pētījums ir vērsts uz izjaukšanu rodas dažādas morfoloģijas un kāpēc, lai saprastu faktorus, kas virza gan dzīvo, gan izmirušo radījumu daudzveidību. Esmu izpētījusi, kā morfoloģiskās pārvērtības no spurainajām zivīm uz locekļainajiem tetrapodiem (četrkājainiem dzīvniekiem) ietekmē evolucionāru iebrukumu zemē mugurkaulniekiem, kā zivis izmanto dažādus ķermeņa plānus kāpt ūdenskritumos, un es tagad mēģinu uzlabot paņēmienus, kas izmantoti izmērīt, kā tiek radīta morfoloģiskā daudzveidība.

NSF: Par kuru profesionālo veikumu jūs visvairāk lepojaties? / Kas izceļas ar jūsu vainagojošo sasniegumu?

S.K.: Esmu pateicīgs, ka ir vairāk nekā viens! Pirmkārt, kad viens no mugurkaulnieku bioloģijas laboratorijas studentiem gadu pēc manas laboratorijas uzņemšanas pierakstījās par bakalaura pasniedzēja palīgu, viņa teica, ka iemesls tur bija tāpēc, ka es viņu iedvesmoju turpināt pētījumus un mācīt citiem par to, kāpēc mēs vajadzētu mīlēt mugurkaulnieku bioloģiju. Neatkarīgi no tā, vai viņa to zināja vai nē, tas bija mans lepnākais instruktora brīdis. Jā, balvu saņemšana, rakstu publicēšana, prezentāciju sagatavošana utt. Ir gandarījuma pieredze, taču nākamās zinātnieku paaudzes motivēšana ir pilnīgi jauns gandarījuma līmenis. Otrkārt, pievienošanās pārsteidzošajai komandai NIMBioS kā pēcdoktorantūras pētnieka līdzdalībniece ir bijusi nozīmīgs triumfs manā karjerā. Esmu pagodināts strādāt starp dažiem ārkārtas matemātiķiem un zinātniekiem, un esmu sasniedzis lielu atskaites punktu matemātisko un skaitļošanas prasmju apguvē, lai palīdzētu uzsākt karjeru un veidot savu pētījumu programmu.

NSF: No otras puses, kāds ir bijis jūsu profesionāls brīdis, kas visvairāk attur un kā jūs atveseļojāties? Ko tu iemācījies?

S.K.: Mani visvairāk atturēja profesionālais brīdis, kad pabeidzu vidusskolu. Man sirds likās iegūt B.S. Kalifornijas Deivisa (UCD) universitātes evolūcijā, ekoloģijā un bioloģiskajā daudzveidībā (EEB), jo tai ir viena no labākajām EEB programmām valstī. Tomēr man nebija vislabākās atzīmes vai pieteikuma, tāpēc mani noraidīja. Es biju izpostīta. Tā vietā, lai uzskatītu to par izgāšanos, es to uztvēru kā modināšanas zvanu, lai risinātu savas vājās puses un pierādītu, ka man kā biologam var gūt panākumus. Es iestājos kopienas koledžā, lai pabeigtu vispārējo izglītību, efektīvāk mācījos, aktīvi piedalījos mācību grupās un biroja stundās, samazināju stundas nepilna laika darbā, iedziļinājos literatūrā un piedalījos goda biedrībā. Pēc diviem gadiem es beidzot pārcēlos uz UCD. Mēs visi savā dzīvē saskaramies ar nelabvēlīgiem mirkļiem, bet tas, kas mūs nosaka, ir nevis tas, ar kādiem izaicinājumiem mēs saskaramies, bet gan tas, kā mēs tos pārvarējam. Es uzzināju, ka pat liela “izgāšanās” var kļūt par triumfu ar pietiekami lielu rūpību un neatlaidību, tāpēc katrs noraidījums ir iespēja kļūt par labāku un stiprāku zinātnieku.

NSF: Kāds ir labākais profesionālais padoms, ko jūs jebkad esat saņēmis?

S.K.: Dr Roi Holzman, kurš bija aspirantūras pētnieks profesora Vainraita laboratorijā, kamēr es biju bakalaura students, piedāvāja man daudzas gudrības pērles un deva man labākos padomus, ko līdz šim esmu saņēmis: "Domājiet lieli." Viņš mudināja mani pievērsties tam, uz kādu lielu zinātnisku jautājumu es atbildēšu ar saviem eksperimentiem, kā mani rezultāti veicinās zinātnes attīstību un kāda plaša ietekme uz to būs sabiedrībai. Viņa padomi palīdz man paturēt prātā kopējo ainu un sagatavo mani, kad es runāju ar citiem par to, kāpēc mana izpēte ir svarīga. Roi dēļ es pārvēru savu valdzinājumu ar abinieku zivīm, lai izpētītu, kā evolūcija no zivīm līdz četrkājainiem mugurkaulniekiem dod iespēju mūsu tālajiem senčiem pārcelties uz zemi. "Domājot par lielu" arī mudina mani pastāvīgi meklēt veidus, kā pētniecības projektu sasniegt jaunos augstumos, piemēram, izmantojot jaunas tehnikas, pievēršoties vecam jautājumam no jauna skatupunkta, integrējot vairākas disciplīnas visaptverošākai analīzei un atkārtoti vērtējot paradigmas zinātnē. Roi padomi mani motivē padziļināties, mērķēt augstāk un iet tālāk ar katru profesionālo darbu.

NSF: Kāds ir pārsteidzošākais jūsu darba aspekts?

S.K.: Daudzus cilvēkus satrauc tas, cik daudz var būt skaitļošanas un matemātiskie morfoloģiskie pētījumi. Lai arī diezgan lielu daļu sava darba esmu pavadījis laukā vai tieši mijiedarbojoties ar dzīvniekiem vai kauliem, lielāko daļu darba veicu datoros. Man pieder vairāk datoru un cieto disku nekā somiņas. Bez jokiem. Matemātika ir morfoloģijas sirds un dvēsele. Kā kopīgs ir nautilus apvalks, saulespuķes un DNS? Viņu morfoloģiju var izskaidrot ar matemātiku, jo īpaši ar Fibonači secību. Kad mēra kaula garumu, tas ir Eiklīda attālums. Vai vēlaties uzzināt, cik ātri kauls pārvietojas, kamēr dzīvnieks skrien? Aprēķins ir tava atbilde! Daži no maniem draugiem ir satriekti, kad redz, ka manas analīzes ir skripti ar tūkstošiem rindiņu datora koda vai ka es reti izmantoju vienkāršas statistikas pieejas, jo mēģinu uzskaitīt dažādus datu aspektus, lai iegūtu pilnīgāku analīzi. par topošajiem modeļiem. Tomēr tie visi ir labi aspekti, un kodēšana patiesībā ir ļoti jautra!

NSF: Kādi aizraujoši notikumi nākotnē slēpjas jūsu nozarē?

S.K.: Droši vien viens no aizraujošākajiem sasniegumiem morfoloģijas (un anatomijas) jomā ir uzlaboto skaitļošanas spēju eksplozija, ļaujot mums izpētīt morfoloģijas un funkcijas saistību jaunos līmeņos. Biomedicīnas aprīkojums, piemēram, lieljaudas rentgena aparāti, ļauj mums izpētīt fosilos kaulus dzīvniekiem, kas joprojām ir iestrādāti klintīs, vai, piemēram, sarežģīto mīksto audu tīklu, kas ieskauj kaulu. Animatori un biomehāniķi izmanto fosilo kaulu trīsdimensiju modeļus un pēc tam izmanto sīku informāciju par dzīvo dzīvnieku morfoloģiju, lai dzīvotu fosilijas, piemēram, dinozauri. Arvien sarežģītākas tehnoloģijas pielietošana ar lielākām zināšanām par anatomiju un morfoloģiju vēl vairāk uzlabos mūsu modeļus, kā dažādas dzīvnieka daļas veicina tā vispārējo bioloģiju un kāpēc šīs morfoloģiskās iezīmes laika gaitā saglabājās vai dažādojās.

NSF: Kurš ir tavs # 1 varonis un kāpēc?

S.K.: Lai arī man ir varoņi dažādiem dzīves aspektiem, viens no maniem lielākajiem varoņiem ir mans bakalaura līmeņa padomnieks, profesors Pīters Veinraits. Pēteris iepazīstināja mani ar zivju funkcionālo morfoloģiju un barošanas biomehāniku, un kopš tā laika esmu pieķērusies. Papildus tam, ka tas sniedz daudz svarīgu ieguldījumu mūsu izpratnē par morfoloģijas un funkcijas saistību, piemēram, daudzpusīgu kartēšanu un zivju barošanas biomehānikas virziena virzīšanu, es zinu, ka nav neviena cita, kurš būtu gatavs tik tālu iet. Papildus pienākuma aicinājumam palīdzēt studentiem sasniegt savus karjeras mērķus. Viņš uzrunāja mani, kamēr es biju bakalaura students, un paņēma mani zem viņa spārna, lai es varētu vadīt savu pirmo neatkarīgo pētījumu projektu. Es vienmēr būšu viņam pateicīgs, ka viņš man deva iespēju veikt izpēti un palīdzēja man izmantot manu potenciālu. Gadu gaitā viņš man ir devis vērtīgus padomus un laipnus uzmundrināšanas vārdus, parādījis, kā laboratorijā stiprināt kopienu, kā arī aktīvi palīdzējis manā profesionālajā izaugsmē. Viņa milzīgais entuziasms, nodošanās un atzinība par zinātni un mācīšanu iedvesmo un ir tas, kas mani pamudināja turpināt integrējoša morfologa karjeru.

NSF: Ko jūs darāt, kad neesat laboratorijā vai ārpus lauka?

S.K.: Kad es izmantoju brīvo iespēju, es mīlu būt ārpus telpām un īpaši izbaudu makšķerēšanu, pārgājienus un taku skriešanu. Nesen es arī nodarbojos ar fotografēšanu un niršanu ar akvalangu. Daba man ir pastāvīgs iedvesmas avots, un es izmantoju dabā redzamos modeļus, lai rosinātu savu zinātkāri saprast, kāpēc ir tik daudz dažādu organismu, kāpēc viņi dzīvo tur, kur dzīvo, kāpēc pārvietojas un ēd tā, kā dara. Pat pavadot visu dienu zinātnisko rakstu lasīšanai, es joprojām priecājos lasīt ārpus darba. Es esmu liels biomehāniķa Stīva Vogela grāmatu cienītājs, un arī man patīk lasīt par saglabāšanas bioloģiju un zinātnes filozofiju. Viena no manām mīļākajām grāmatām ir Smilšu apgabala almanahs autors Aldo Leopolds; Es mīlu viņa spēju rakstīt ar šādu daiļrunību un pārliecību par bioloģiskās daudzveidības saglabāšanu, veicinot zinātnisko ētiku, un es atsaucos uz viņa grāmatu ikreiz, kad man ir nepieciešams pikaps. Es arī mīlu skatīties sliktu monstru filmas, it īpaši, ja nosaukumā ir “mecha”, “super”, “mega” vai “pret”. Ko es varu teikt, es priecājos, ka esmu nerd!

Redaktora piezīme: Pētnieki, kas attēloti WordsSideKick.com rakstos, ir atbalstījuši Nacionālais zinātnes fonds, federālā aģentūra, kuras uzdevums ir finansēt pētniecību un izglītību visās zinātnes un inženierzinātnes jomās. Visi viedokļi, secinājumi un secinājumi vai ieteikumi, kas izteikti šajā materiālā, ir autora viedoklis, un tie ne vienmēr atspoguļo Nacionālā zinātnes fonda uzskatus. Skatīt WordsSideKick.com arhīvs.


Video Papildinājums: .




Pētniecība


Pārsteidzošā Patiesība: Kristieši Reiz Aizliedza Ziemassvētkus
Pārsteidzošā Patiesība: Kristieši Reiz Aizliedza Ziemassvētkus

Bija D.A.R.E. Efektīvs?
Bija D.A.R.E. Efektīvs?

Zinātne Ziņas


New York Express? Viesuļvētras Draudi, Kuru Pamatā Ir Vēsture
New York Express? Viesuļvētras Draudi, Kuru Pamatā Ir Vēsture

Saules Lidmašīna Pabeidz Krosa Braucienu No Otrās Līdz Pēdējai Kārtai
Saules Lidmašīna Pabeidz Krosa Braucienu No Otrās Līdz Pēdējai Kārtai

Mīlestības Savienojums: Facebook Iegūst Kredītu Par Ilglaicīgām Laulībām
Mīlestības Savienojums: Facebook Iegūst Kredītu Par Ilglaicīgām Laulībām

Šis Noslēpumainais Planējošais Zīdītājs Ir Primāts “Māsa”
Šis Noslēpumainais Planējošais Zīdītājs Ir Primāts “Māsa”

Asv Biedrība, Ignorējot Nopietnas Zēnu Problēmas
Asv Biedrība, Ignorējot Nopietnas Zēnu Problēmas


LV.WordsSideKick.com
Visas Tiesības Aizsargātas!
Pavairošana Materiālu Atļauts Tikai Prostanovkoy Aktīvu Saiti Uz Vietni LV.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LV.WordsSideKick.com