
從原生動物到人類,地球上存在著無數的生命,它們都與一個共同的祖先相連,萬物皆由此而生。我們很難想像,更遑論將所有這些生命的共通點和共同傳承可視化。但現在,你可以藉助分形技術做到這一點。
今天上線的全新網站讓您可以像使用線上地圖一樣,探索完整的生命進化樹,並可隨意放大縮小。該網站名為 OneZoom,其設計基於分形圖案,無論您如何放大或縮小視圖,都能呈現相同的分支形態。倫敦帝國學院生命科學系教授詹姆斯‧羅辛德爾 (James Rosindell) 構思了這項創意,並與愛達荷大學生物學家 Luke Harmon 合作開發了 OneZoom。
羅辛德爾在一次訪談中表示,這個計畫多少有些偶然。這位演化生物學家對分形著迷,他想利用分形縮放介面來展示龐大而複雜的資料集,但最終決定以生命之樹為研究對象,是與哈蒙合作的結果。
樹是生命歷史(以及其他許多事物)的恰當隱喻,因為它有一個清晰的起點,既提供了時間線,又展現了相互關聯的龐大資訊網絡。在生命之樹中,樹幹通常代表地球上的最初生命,然後分叉成不同的枝幹,代表不同的界,例如植物界和動物界。這些枝幹又會進一步分叉成更小的分支,例如代表魚類、哺乳動物、鳥類等等;這些分支又會進一步細分成更小的細枝,代表不同的科和類群,最終形成代表物種的葉子。但羅辛德爾說,試圖把所有這些資訊放在一棵樹上是不可能的。無論是紙質的還是電子的,都無法容納在一頁紙上。
羅辛德爾表示,這使得科學家和大眾無法充分理解數百萬不同物種之間的系統發育連結。雖然其他科學家和數據視覺化專家也曾使用同心圓等其他形式來視覺化生命之樹,但羅辛德爾認為可縮放的樹狀圖介面更加舒適。他表示,他的靈感部分來自谷歌地圖,後者提供可縮放、可平移的視圖,用戶可以根據需要查看任意多的細節。

「分形視圖已經實現了這一點,」他說。 “無論你深入研究多少,你都會獲得越來越多的信息。我想做的是打造生物學領域的谷歌地球。”
OneZoom 的初始形態像一棵樹,有樹幹、樹枝、細枝和彩色樹葉。放大到最上面的樹枝,你就能看到更多細節。例如,大約在 1.66 億年前,你會看到單孔目動物演化而來,接著是袋類和胎盤哺乳動物。這棵樹呈螺旋狀向前延伸,越來越多的樹枝代表越來越多的細節。物種之間的連結就像地圖上的道路,清楚地展現了它們之間的關聯。在樹葉層面,你可以看到哪些物種正面臨滅絕的威脅——用紅色和綠色的樹葉表示——以及指向更多資訊的連結。最終,Rosindell 也會添加照片。
它可以處理的元資料沒有限制,你甚至可以以不同的分形形式查看它,從朱利亞螺旋到羽毛狀的樹。
這些數據來自開放的「生命之樹」項目,該項目由世界各地的生物學家和其他科學家合作開展。它包含了數十年來在系統發育、生物演化史以及生物群間關係的研究成果。羅辛德爾表示,該計畫距離建造完整的生命之樹還有大約一年的時間。他希望盡快建立一個系統,以便在完成後將其視覺化。
目前,OneZoom僅包含哺乳動物,但這也涵蓋了超過5000個物種,所有物種之間相互關聯,並根據其受威脅程度進行顏色編碼。羅辛德爾對其他物種有著宏偉的計劃,他甚至想開發一款可搜尋的智慧型手機應用程序,展示地球上所有生命的歷史和相互關係。
他說:“我想做的,是將每個物種的信息、每個物種之間的聯繫的信息,以及它們的中間形態、化石,以及所有關於地球生命歷史的奇妙信息,都可視化地呈現在一個地方。”
OneZoom原定於今日美國東部時間下午5點上線-敬請關注!
此處。一篇描述 Rosindell 和 Harmon 方法的論文將發表在開放取用期刊 PLOS Biology 的「酷工具」系列中。