Cómo se hizo el Atlas digital del esqueleto del lince ibérico
Introducción
El esqueleto de un vertebrado concita intereses muy diversos. Por su naturaleza ósea, que permite su preservación en el tiempo, e incluso su fosilización manteniendo las características esenciales de la especie, es objeto de estudio de paleontólogos, antropólogos y forenses. Otras ciencias con base evolutiva como la Anatomía Comparada utilizan con asiduidad los caracteres observables en los huesos para inferir posibles sendas en la evolución de un carácter. En disciplinas más aplicadas, como Veterinaria, el estudio de las características óseas son parte esencial de la formación de los profesionales.
Este interés por el esqueleto ha generado que se publiquen atlas de vertebrados mediante dibujos (Gilbert, 1989) o fotografías de los huesos (Adams & Crabtree, 2008; White & Folkens, 2005). Existen también intentos de realizar atlas digitales (Niven & cols, 2009; Formigón, 2010), algunos muy sofisticados, realizados en instituciones de gran prestigio (Smithsonian's National Museum of Natural History - 3D Collections, http://humanorigins.si.edu/evidence/3d-collection; Vieites & cols, 2013). También, recientemente, se han creado algunas webs donde se muestran cráneos de vertebrados como homínidos (African Fossils http://africanfossils.org/), aves (Bird Skull Collection http://www.skullsite.com/) o mamíferos (Atlas virtual sobre cráneos, huesos, esqueletos y denticiones de los mamíferos ibéricos. http://www.barbastella.org). Todo ello demuestra que hay un creciente interés, a distintos niveles, ya sea divulgativo, científico o docente por conocer mejor, acceder y visualizar de manera atractiva aspectos, en general, poco accesibles de los vertebrados como son sus huesos.
El objeto principal de este proyecto es facilitar el acceso y visibilidad del material óseo para su uso por estudiantes, docentes, examinadores médicos, forenses, y expertos en zoología, veterinaria, paleontología, arqueozoología, entre otros, proporcionando además una descripción de la osteología del lince ibérico. Por otra parte, el acceso a diferentes colecciones científicas o históricas que forman parte importante e interesante de nuestro patrimonio es limitado, y por motivos de seguridad o conservación, no son expuestas al público de forma física. Por tanto, sería deseable incrementar su visibilidad y difusión. La obra que aquí se presenta es un primer paso en este sentido, que muestra las posibilidades de aplicar esta metodología a diferentes colecciones científicas.
Se ha elegido para este proyecto al lince ibérico, una especie bandera de la conservación en nuestro país que despierta el interés en todos los públicos y ámbitos. El acceso y observación de su esqueleto completo es, quizás, uno de los aspectos más desconocidos del lince, entraña la dificultad añadida que requiere un proceso complejo en su limpieza e identificación de cada una de sus partes.
El proyecto se presentó tanto al director del centro, como al vicedirector de la Colecciones Científicas de Vertebrados de la Estación Biológica de Doñana, que ofrecieron su apoyo proporcionando acceso al material depositado en dicha colección. Tras examinar los esqueletos de un buen número de ejemplares, se decidió que lo mejor sería utilizar un ejemplar adulto en el que aparecieran bien marcadas las distintas características de la especie. El sexo del ejemplar no fue determinante en esta fase, ya que se dio preferencia al estado y lo completo que estuviera el espécimen. Al no encontrar ningún ejemplar completo al 100%, se decidió completar las partes que faltasen con otros ejemplares para así, conseguir completar la digitalización de todos los huesos de un esqueleto completo de lince ibérico.
Técnicas y métodos: Cómo se hizo el atlas digital del esqueleto del lince ibérico
a) La fase inicial
Antes de acometer este proyecto, el equipo de BioScripts llevó a cabo uno previo como experiencia para calcular tiempos y optimizar el trabajo a realizar. Este proyecto piloto consistió en la digitalización del esqueleto parcial de un perro que se puede consultar en la web: http://spin.bioscriptsdb.com
b) La elección de la especie y del espécimen
Tras examinar una serie de ejemplares de la colección de la Estación Biológica de Doñana (EBD) (figura 8), se seleccionó al espécimen con número de colección: EBD26307, un macho de aproximadamente 5 años de edad (Rómulo, figura 9). Este ejemplar procede de la población del Coto del Rey en el Parque Natural de Doñana, Almonte (Huelva). Se observó al detalle todos los huesos para ver cuáles serían interesantes mantener y cuáles debían ser sustituidos a partir de otros ejemplares. En estas sustituciones se dio preferencia a que fueran ejemplares de aproximadamente mismo sexo y edad para mantener los patrones de tamaño lo más parecidos posibles. A continuación se detallan estos cambios.
Figura 8 Selección del ejemplar para su digitalización en las instalaciones de la Estación Biológica de Doñana.
Figura 9 Etiqueta de colección de “Rómulo” (EBD26307).
De la región caudal faltaban las últimas vértebras caudales por lo que se decidió reemplazar todas por las del ejemplar EBD28008 (macho adulto, Román, de una edad similar). Aún así todas las medidas posibles se realizaron tanto en los huesos que había del espécimen principal como en los de este espécimen sustituto.
El aparato hioideo, constituido por 9 huesos, estaba incompleto, por lo que se sustituyó por el del ejemplar EBD29940 (macho adulto, 6 años). De este esqueleto también se digitalizaron las clavículas y las costillas izquierdas. Esto último fue debido a que gran parte de los cuerpos de las costillas originales de Rómulo se encontraban fracturadas en varias secciones. A pesar de este inconveniente se tomaron todas las medidas posibles en el espécimen principal y en las del espécimen sustituto.
Las falanges distales también faltaban en el ejemplar elegido debido a que se encontraban en la piel preparada dentro de la propia colección y ,en este proceso, es necesario mantenerlas para el curtido. Por tanto, estas últimas falanges se decidió tomarlas del espécimen EBD29972 (macho, 2-3 años).
El esternón fue tomado del ejemplar EBD29972 también por falta en el ejemplar principal.
El análisis visual de los huesos de Rómulo mostró varias características llamativas. Probablemente sufría de artrosis en el pie izquierdo. Esta información se puede extraer del examen del acetábulo de la articulación coxal izquierda. Sin embargo, esta observación debe ser considerada preliminar y sometida al diagnóstico de especialistas.
Probablemente a consecuencia de su edad de 5 años, que podríamos considerar ya próxima a la mitad de la vida de un lince ibérico en libertad (Zapata & cols., 1997) presentaba roto el canino inferior izquierdo, que se puede apreciar en las imágenes de la mandíbula.
El cúbito izquierdo estaba fracturado faltandole el olécranon. En la parte que se conserva se puede apreciar restos de la artrosis comentada anteriormente, que también aparece en el húmero izquierdo.
En otro de los especímenes seleccionados, EBD28008 (Román), se pudo observar que la 5º vértebra caudal presentaba una coloración distinta a las demás, lo que probablemente es atribuible a la preparación del ejemplar. Aún así, se decidió mantener todas las vértebras caudales de este ejemplar ya que las 2 últimas se encontraban fusionadas, probablemente por una fractura curada, ya que aportarían información al Atlas.
En el aparato hioideo, una delicada estructura para proporcionar sujeción a los músculos de la lengua y de la laringe (Weissengruber & cols, 2002), que se ha seleccionado, faltan los ceratohioides por no haber sido encontrados en ninguno de los ejemplares visualizados, aunque se han dejado los huecos respectivos entre el epihioides y el basihioides a fin de mostrar la posición donde se encontrarían.
Debido a su similaridad sólo se han realizado fichas de dos huesos sesamoideos del autopodo, uno se ha colocado como representación en los miembros anteriores y el otro en los miembros posteriores.
Finalmente, es importante subrayar que en la vista general del esqueleto, los huesos coxales aparecen en posición invertida (ventral, cuando debería ser en vista dorsal, como el resto de los huesos). Así mismo, el radio se ha fotografiado en posición interna a la tibia cuando por la posición del animal, debería estar en posición externa.
c) Fase de fotografía y toma de medidas
Para la toma de fotografías se empleó una cámara Nikon D300 con un objetivo Nikkor 105mm f/2.8 D AF Micro. La elección del objetivo se hizo buscando la mínima distorsión de las imágenes y la máxima calidad para poder añadir la función Zoom en la página web. Se creó una cámara oscura con la iluminación controlada para evitar cualquier tipo de distorsión cromática. La configuración de luces elegida fue una fuente de luz principal, superior derecha, para resaltar las texturas propias del hueso, una luz difuminada de relleno general y un reflector inferior izquierda para reducir luces duras.
Se intentó minimizar en gran medida el procesado para mantener la fotografía lo más original posible, por lo que se limitó a un ajuste de niveles y un enfoque por separación de frecuencias. Además de algún clonado puntual cuando el procesado anterior no era suficiente.
Tras diversas pruebas para mejorar la fluidez del giro en 360º se decidió realizar 50 tomas por cada hueso. A esto se le añadieron 6 tomas estándares ya que eran las indicadas en el libro de referencia A guide to the measurement of animal bones from archaeological sites (Von Den Driesch, 1976). Este libro también fue tomado como referencia de las medidas que serían necesarias mostrar en los huesos.
La toma de medidas se realizó de manera manual con un calibre Mitutoyo de 0.01 mm de precisión. Cada una de las medidas se repitió cinco veces, a fin de ofrecer una mayor precisión. Finalmente, se realizó una base de datos donde aparecían los nombres, su abreviación, el valor de la medida y una breve descripción de la misma.
d) Diseño y realización de la base de datos y de la web
Para la organización de todos los datos tomados, se decide usar una base de datos MySQL, con varias tablas:
- - Tabla para guardar datos de las diferentes partes en las que se divide el esqueleto del lince (32 registros).
- - Tabla de información de cada uno de los huesos (200 registros) donde se guardan los nombres en inglés y en español.
- - Tabla de landmarks (o puntos de medida) donde se guardó información de cada uno de los puntos desde los que se tomaron medidas en cada uno de los huesos, además de su descripción.
- - Y finalmente, tabla de medidas, donde se guardaron las medidas en sí y desde qué punto hasta qué punto se tomó la medida.
Estas cuatro tablas se relacionan entre sí para aunar todos los datos. Una vez se tuvieron las fotos y la base de datos organizada, se procedió a la realización de la página web en PHP, HTML y CSS (y usando la base de datos MySQL).
En la web se muestra una página principal donde se observa el esqueleto del lince completo junto a un esquema desplegable de cada una de las partes del esqueleto, para una mejor navegación. Ya sea usando el árbol de navegación de la izquierda o haciendo clic en la propia imagen del hueso se puede navegar hasta llegar a grupos de huesos o al hueso deseado. Desde esta pantalla se redirige a la ficha de información de cada uno de los huesos donde se representan varias secciones, que se explican a continuación (figura 10, figura 11, figura 12).
Figura 10 Sección 360: En esta primera sección se puede ver la vista en 360º del hueso elegido
Figura 11 Sección de vistas estándares: A continuación se pueden ver las seis fotos estándares que se tomaron de cada hueso. Si se clica en cada una de ellas se muestra una ventana donde se vé la vista con las diferentes medidas tomadas en el hueso, junto a su nombre.
Figura 12 Sección de medidas: En esta sección se muestra una tabla de cada una de las medidas tomadas, con su descripción. Si se clica en el enlace del extremo se abre una ventana donde se puede visualizar la medida seleccionada.
Resultados y discusión
El Atlas digital del esqueleto del lince ibérico se presenta en dos formatos: formato DVD que es el que tiene en sus manos, y en un formato web (http://www.thevirtualmuseumoflife.com/lynx/), forma parte de un proyecto más amplio: El museo virtual de la vida. Durante este proyecto se han desarrollado técnicas de fotografía seriada (360o y en esfera) para la digitalización de todos los huesos del esqueleto de un carnívoro. También se han desarrollado herramientas webs basadas en HTML, CSS, JS y acompañadas con scripts PHP que permiten la visualización y comparación de cada uno de los huesos incluyendo zoom (figura 13) así como la comparación entre distintos huesos. Por otro lado se han incorporado medidas de cada uno de los huesos. Todo ello hace que sea la primera vez que se lleva a cabo, con excepción de la especie humana, la digitalización completa del esqueleto de un vertebrado con este nivel de detalle.
Figura 13 Aproximación que se podría aplicar a cada una de las vistas 360º.
Las aplicaciones potenciales del Atlas digital del esqueleto del lince ibérico son muy diversas afectando a campos y públicos aparentemente distintos pero que comparten el mismo interés por la biología. En primer lugar la información contenida en el DVD es una valiosa herramienta didáctica para docencia universitaria o de secundaria. Por otro lado, al incorporar medidas estándar y la posibilidad de comparación entre diferentes huesos, tienen aplicaciones en los campos de veterinaria, investigación forense y arqueozoología entre otros. Además, las técnicas desarrolladas pueden ser trasladables a otros ámbitos como son arqueología, digitalización de colecciones científicas en general (herbarios, insectos, malacología, etc…) y objetos cuya visión en 360º unida a la posibilidad de hacer zoom permitiría una visión mejorada, evitando posibles riesgos de deterioro en el manejo de los ejemplares. Una aproximación similar se ha venido utilizando en archivos históricos para facilitar el acceso a documentos de extraordinario valor (Ej. Archivo de Indias de Sevilla).
Este proyecto muestra que gracias a las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) actualmente es posible realizar la puesta en valor de las colecciones científicas y recursos inaccesibles al público en general, sin una alta inversión de recursos, incluido los económicos.
Llevar las colecciones científicas a todo tipo de público de esta forma, puede enriquecer el papel de instituciones muy diversas desde Museos, Centros de visitantes, etc. hasta llegar a enriquecer la experiencia personal del usuario curioso. Por tanto, esta herramienta está diseñada con una estructura cercana e intuitiva pero sin perder el rigor científico. El objetivo es facilitar el acceso a través de múltiples dispositivos a un material que por su naturaleza es, por lo general, de acceso restringido.