Сообщество - Лига биологов

Лига биологов

10 583 поста 18 242 подписчика

Популярные теги в сообществе:

22

Как нейросеть видит обитателей микромира? Сравниваем с реальными фотографиями

Приветствую друзья, новости про нейросети сейчас буквально заполонили мир. Каждый день появляются десятки сервисов, которые предоставляют различные услуги: пишут тексты и код для программ, отвечают на любые вопросы, решают задания школьного и вузовского уровня и даже создают изображения по текстовому описанию.

Последнее меня заинтересовало больше всего. Мне тоже захотелось прикоснуться к этому явлению и посмотреть, как в представлении нейросети выглядят обитатели микромира, которым в большей степени посвящен мой блог.

Для генерации изображений была использована бесплатная нейросеть Kandinsky 2.1 от Сбербанка. Она работает прямо в браузере и не требует сложной настройки, поэтому любой из Вас может поэкспериментировать с ней.

Для того, чтобы Вам было интереснее, давайте сразу сравнивать полученные изображения с реальными фотографиями микроорганизмов.

Микромир в представлении нейросети

Амёба

В качестве первого примера я попросил нейросеть сгенерировать изображение амёбы. Запрос или как его ещё называют “промт” я постарался сделать максимально простым, чтобы посмотреть чистое виденье объекта нейросетью, без дополнительных уточняющих параметров.

Если вы хотя бы несколько недель смотрите мой блог, то знаете, что амёба - это одноклеточный микроорганизм, который не имеет постоянной формы тела. Для охоты и передвижения она использует выросты, которые называются ложноножками.

Изображение, полученное от нейросети выглядит вполне реалистичным и не содержит грубых биологических ошибок. Можно условно принять большой пузырёк внутри клетки за ядро, а остальные за органоиды и вакуоли. Внутри цитоплазмы даже можно увидеть частицы различных включений, так бывает и в реальной жизни.

Амёба в представлении нейросети и реальная фотография (SEM). Промт: Амёба. Микроорганизм. Стиль: 3D рендер

Ложноножки тоже присутствуют, а их форма и размер выглядят весьма реалистично.

Бактерии

Вторым запросом я попросил нейросеть нарисовать бактерий.
Бактерии - это самые многочисленные живые существа на нашей планете. Они бывают самых разнообразных форм: шарообразные, палочковидные, спиральные. Часто одиночные клетки собираются в грозди или цепочки, образуя сложные пространственные структуры. Интересно, как их представит нейросеть.

А вот и результат. То, что мы видим на картинке действительно немного похоже на бактериальную клетку, угадываются шарообразные и палочковидные структуры, но больше всего мне эта картинка напоминает бактериальные колонии, которые образуются на питательных средах в чашках Петри. Возможно нейросеть "вдохновлялась" этими изображениями.

Бактерии в представлении нейросети и реальная фотография (sem). Промт: Бактерии. Микроорганизм. Стиль: 3D рендер

Бактериальные и грибные колонии в чашке петри

Нематода (круглый червь)

Следующие в очереди на генерацию – круглые черви (нематоды).
Нематоды - это очень обширный тип червей, включающий более 24 000 видов, среди которых встречаются как паразитические, так и свободноживущие формы. Большинство представителей имеют микроскопические размеры, примерно до 3 мм в длину.

Тут всё пошло немного не по плану. Видимо нейросеть слишком буквально восприняла понятие "круглые черви" и на сгенерированном изображении буквально закольцевала бедную нематоду. Ещё одна ошибка заключается в том, что тело нематод не разделено на сегменты, а имеет полностью гладкую поверхность. Это хорошо видно на картинке справа.

Сегментированное тело свойственно кольчатым червям (например, дождевому червю), но это другой тип червей и к нематодам он не имеет никакого отношения.

Нематоды в представлении нейросети и реальная фотография (sem). Промт: Нематода. Круглый червь. Стиль: 3D рендер

Солнечник

Теперь давайте попросим нарисовать солнечника.
Солнечники - это группа простейших, характерной чертой которых является наличие острых лучевидных отростков - аксоподий, которые служат им для охоты и защиты.

На картинке от нейросети солнечник больше похож на какую-то свернувшуюся сколопендру, чем на микроорганизм, да и длина выростов слишком маленькая для представителей этой группы, однако занимательно, что нейросеть видимо ухватилась за название и добавила на изображение много света.

Солнечник в представлении нейросети и реальная фотография (sem). Промт: Солнечник. Микроорганизм. Стиль: 3D рендер

Однако солнечники вопреки своему названию не очень любят солнце и ультрафиолет. Их чаще можно встретить в толще воды, чем на поверхности, поскольку они не занимаются фотосинтезом, а поедают готовые органические вещества в виде пищевых частиц и других микроорганизмов.

Солнечник поедает коловратку

Тихоходка

Интересно, а как нейросеть справится с генерацией более сложных живых существ, например, тихоходки. Думаю, тихоходка в особом представлении не нуждается. Это один из самых известных микроорганизмов, с которым знакомы все, кто хотя бы раз интересовался микромиром.

Это многоклеточное животное имеет сложное строение. Можно выделить голову с ротовым аппаратом в виде стилета и туловище с четырьмя парами коротких ног.

Возможно из-за сложного строения организма, нейросети не удалось правильно воссоздать его образ. Получился какой-то фантастический пятилапый зверёк, на теле которого растут непонятные светящиеся структуры, напоминающие конидии плесневых грибов.

Тихоходка в представлении нейросети и реальная фотография (sem). Промт: Тихоходка. Микроорганизм. Стиль 3D рендер

Хлорелла

Ладно, давайте теперь загадаем что-нибудь попроще, например хлореллу.
Хлорелла - это одноклеточная зелёная водоросль. Её можно встретить в почве и практически любых пресных водоёмах. Своё название получила из-за большого количества зелёного пигмента в клетках - хлорофилла.

Клетка хлореллы устроена очень просто и не имеет органов передвижения (жгутиков и ресничек), а большую часть внутреннего пространства занимает один большой хлоропласт, который называют хроматофором.

Тут результат получился почти идеальным.
Видимо из-за примитивного строения, у нейросети отлично получилось визуализировать хлореллу. Мы видим просто огромный комок из зелёных шарообразных клеток. Примерно также она выглядит и в реальной жизни.

Хлорелла в представлении нейросети и реальная фотография. Промт: Хлорелла. Одноклеточная водоросль. Микроорганизм. Стиль 3D рендер.

Эвглена

Следующий организм представляет особый интерес, поскольку находится на стыке двух царств, являясь чем-то средним между животным и растением. Эвглена может питаться как за счёт фотосинтеза (у неё есть хлоропласты), так и поедая бактерий и других микроорганизмов.

Эвглена в представлении нейросети оказалась довольно интересной. С цветом она угадала, большинство Эвглен действительно имеют ярко зелёную окраску, форма тоже примерно соответствует реальности, хотя обычно она немного вытянутая.

Эвглена в представлении нейросети и реальная фотография (sem). Промт: Эвглена Зелёная. Микроорганизм. Стиль: 3D рендер

На картинке даже можно разглядеть кое какие элементы внутреннего устройства, давайте представим, что эти зелёные шарики внутри - хлоропласты. Единственный реальный недочёт, это отсутствие органа передвижения в виде жгутика на переднем конце тела, вместо него нейросеть дорисовала какие-то странные, похожие на ветви выросты.

Что же, на мой взгляд все изображения получились весьма достойными. Им можно найти применение в реальной жизни, например, для оформления кабинета или какой-нибудь презентации, а если самостоятельно доработать в фотошопе, то и в качестве интересных учебных пособий.

Лично мне было очень интересно рассматривать арты, находить несоответствия и пытаться угадать, чем нейросеть руководствовалась, когда их генерировала.

Спасибо друзья, больше интересных материалов про микромир Вы можете найти в моём профиле. Подписывайтесь на канал и до скорых встреч.

P.S. Если нажать на название микроорганизма в статье, то можно посмотреть про него короткий видеоролик из серии "Наглядная биология".

Другие соц.сети проекта:
Дзен (блог про биологию)
Ютуб
Вконтакте
Поддержать проект рублём (Boosty)

Показать полностью 14
12

Калий : продукты, богатые калием

И причины и симптомы дефицита и его роль в организме

Роль калия в организме

От уровня содержания макроэлемента зависят жизненно важные процессы:

регулирует работу сердца;

помогает убрать негативные последствия употребления в пищу большого количества соленых продуктов;

снижает вероятность сердечно-сосудистых заболеваний;

помогает поддерживать щелочную среду в организме;

увеличивает плотность костной ткани;

поддерживает работу почек и надпочечников;

снижает показатели давления;

снижает риск развития ишемической болезни сердца и инсульта;

способствует укреплению мышц;

улучшает метаболизм клеток;

нормализует обмен веществ;

снижает вероятность возникновения аллергических реакций;

способствует уменьшению отеков;

регулирует водный баланс.

-

Симптомы при недостатке калия

Нарушение работы ЖКТ:

тошнота;

рвота;

гастрит;

небольшие язвы;

спазмы;

вздутие живота;

запоры.

Нарушение работы сосудов:

спазм кровеносных сосудов;

повышение давления;

аритмия.

Изменение работы ССС:

изменение пульса;

головокружение;

обмороки.

Нарушение мышечной функции:

мышечная слабость;

повышенная утомляемость;

судороги;

спазмы.

Нарушение работы нервной системы:

раздражительность;

перепады настроения.

Кожа, эпидермис:

кожа шелушится, становится сухой;

мелкие порезы и раны медленно заживают, оставляя шрамы.

Причины недостатка калия в организме

Недостаток элемента часто выявляется в результате нарушения основ правильного питания.

Причиной нехватки также может послужить прием мочегонных препаратов и слабительных средств.

«Калий выводится из организма при диарее и рвоте, из-за которых возникает обезвоживание. Иногда человек испытывает сильно выраженную слабость и даже не может удержать кружку с водой в руках. Иммунная система ослабляется, становится восприимчивой к вирусным и инфекционным заболеваниям».

-

Продукты, богатые калием

Калий не вырабатывается в организме человека. Получать макроэлемент нужно из продуктов. При небольшом дефиците повысить его уровень можно с помощью изменения рациона питания.

1. Зелень

Много витаминов и минералов, таких как калий, цинк, магний, содержится в зелени. Укроп и петрушка укрепляют иммунитет и предотвращают возникновение разного рода заболеваний. Также большое содержание клетчатки в них положительно влияет на работу кишечника. Шпинат обладает полезными свойствами, способствуя мобилизации иммунных сил организма.

Благодаря низкому гликемическому индексу его можно употреблять тем, кто страдает диабетом. Кинза обладает противовоспалительным и противомикробным действием. Антисептические свойства растения предотвращают кожные заболевания.

2. Помидоры

Большое количество калия находится в помидорах. Они оказывают положительное воздействие на пищеварение и сердечно-сосудистую систему. Также благотворно влияет на здоровье томатный сок. Его можно употреблять в натуральном виде, без каких-либо добавок, и в сочетании с другими овощами или зеленью. Клетчатка, содержащаяся в помидорах, регулирует уровень холестерина. Калий нормализует работу сердца. Томат обладает минимальной калорийностью, поэтому его часто включают в диетическое меню. Но стоит быть аккуратными с его употреблением тем, у кого повышена кислотность и есть заболевания ЖКТ. Также необходимо отметить, что помидоры являются сильным аллергеном из-за яркого цвета.

3. Фасоль

Бобовые способствуют обогащению организма калием, железом и клетчаткой. Особенно их количество в рационе рекомендуют увеличить тем, кто не ест мясо. Следует быть внимательными к приготовлению фасоли. Во время варки большинство полезных витаминов и макроэлементов остается в бульоне. Поэтому его тоже можно использовать в пищу. Растительный белок, который есть в бобовых, полезен для здоровья. Его содержание в фасоли такое же, как и в мясе. При этом фасоль достаточно быстро переваривается и усваивается.

4. Сухофрукты

Они являются источником необходимого для здоровья макроэлемента. Много его находится в финиках, изюме, персиках, черносливе и клюкве. Курага — лидер по содержанию калия. Ее часто рекомендуют врачи людям, у которых недостаток этого элемента. У тех, кто регулярно употребляет ее в пищу, меньше вероятность закупоривания сосудов. Изюм эффективно восстанавливает силы организма после перенесенных заболеваний. Эффективен во время простуды. Также он помогает справиться с обезвоживанием при отравлении.

Сухофрукты незаменимы для кожи, они делают ее упругой, а волосы — сильными и здоровыми.

5. Молочные продукты

Йогурт, кефир, ряженка содержат калий и много других макроэлементов. Они насыщены полезными бактериями, которые необходимы для микрофлоры кишечника. Молочные продукты необходимы для здоровья зубов, суставов и костей. Больше всего калия находится в сухом молоке, а вот в сыре и твороге он есть в небольшом количестве. С повышением жирности сметаны или сливок снижается концентрация минерала.

6. Рыба и морепродукты

Рыба богата витаминами и минералами, которые являются необходимыми для нормального функционирования организма. Красная рыба содержит жирные аминокислоты. Омега-3 предотвращает развитие атеросклероза, способствует улучшению мозговой деятельности.

7. Тыква

Обладает большим количеством калия и рядом витаминов. Ее часто включают в лечебную диету. В тыкве содержится мало калорий. Из нее можно приготовить большое разнообразие блюд. Также тыква оказывает влияние на выработку коллагена, столь необходимого для поддержания красоты и здоровья кожи.

8. Авокадо

Один из самых полезных фруктов, с большим содержанием калия, фосфора, железа, магния. Авокадо оказывает положительное воздействие на состояние кожи и волос. При этом тем, кто имеет заболевания печени в фазе обострения, стоит ограничить употребление авокадо или вовсе исключить. Связано это с высоким содержанием жиров в его плодах. Из авокадо можно приготовить салаты, закуски, супы и просто есть в свежем виде.

9. Картофель

В нем содержится много калия, витамина В6, клетчатки и железа. Полезно для организма несколько раз в неделю добавлять картофель в свое меню. Больше всего витаминов и макроэлементов сохранится в корнеплоде при правильной термической обработке. Для этого лучше его запекать в кожуре или варить в мундире.

10. Свекла

Положительным воздействием на организм обладает не только корнеплод, но и его ботва. Зеленые листья тоже можно использовать в пищу. Характерной особенностью этого корнеплода является способность сохранять свою пользу после термической обработки. А в кулинарии ее используют еще и в качестве натурального красителя.

11. Бананы

В бананах достаточно большое содержание макроэлемента. Чтобы восполнить суточную норму, взрослому человеку требуется съесть около четырех бананов. Поэтому рекомендуется употреблять в пищу разнообразные продукты, в которых также находится калий. В отличие от многих фруктов и овощей, бананы можно добавлять в свой рацион людям, имеющим заболевания органов ЖКТ.

12. Апельсиновый сок

Свежевыжатый напиток обладает рядом полезных веществ, в том числе и богат калием. Сок лучше пить сразу после приготовления или в течение 15-20 минут — так он сохранит все витамины.

Используйте трубочку, чтобы не навредить кислотой эмали зубов. Старайтесь не пить сок натощак — также по причине высокой концентрации кислоты, которая способна раздражать стенки желудка.

13. Яйца

В белке калия содержится больше, чем в желтке. Одно яйцо составляет примерно 7% от дневной нормы макроэлемента. Полезны как куриные, так и перепелиные яйца. Из них можно готовить яичницу по утрам, добавлять в салаты и выпечку. Яйца — незаменимый продукт, отказаться от которого следует лишь по причине проявления аллергических реакций. Яйца укрепляют защитные функции организма, являются ценным источником калия и витамина D.

14. Орехи и семена

Высокая концентрация минерала в фисташках, тыквенных семенах, арахисе, кедровых орешках и семечках подсолнечника. Также грецкие орехи и фундук богаты калием. Эти источники необходимого компонента хорошо подойдут для полезного перекуса в сочетании с сухофруктами или ягодами.

15. Морковь

Корнеплод сохраняет свои полезные свойства как в свежем виде, так и в сушеном или замороженном. Морковь может быть ингредиентом основных блюд, салатов, закусок и даже десертов.

После варки овощей большая часть макроэлементов остается в бульоне. Поэтому их лучше запекать или употреблять в сыром виде.

Усвояемость калия

Калий поступает в организм с продуктами питания и всасывается в кишечнике. Выводится он с мочой. Избыточное количество калия, полученное с пищей, выводится из организма таким же образом. Он не задерживается и не накапливается. Поэтому употребление продуктов, богатых калием, не может привести к гиперкалиемии. Препятствием для нормального усвоения элемента может быть чрезмерное употребление кофе, сахара и алкоголя.

https://www.sport-express.ru/zozh/reviews/kaliy-prichiny-i-s...

Показать полностью 5
339
Лига биологов

Загадочный сапог и непричёмная ондатра

Помню, помню. Ходил тут рыбак один, мешал спать. Намёк понял, фотограф?

Загадочный сапог и непричёмная ондатра

Щёлково, апрель 2023.

13

Что за мухи такие?

За домом образовалась армия из непонятных мух. Их реально очень много, за пару дней пока не кусали, но хочется узнать кто это. Раньше не встречал таких. Из растений растет рядом кипарис только. Крым, Симферополь.

Показать полностью 2
67

Крахмал в клетках растений под микроскопом

Если у животных главным запасающим веществом в организме является жир, то растения предпочитают запасать углеводы. Чаще всего в роли основного запасающего углевода выступает крахмал.

Гранулы крахмала (зелёные) в клетках корня

В зависимости от вида растения, гранулы крахмала можно обнаружить внутри клеток листьев, стеблей, корней и т.д. В отличие от жиров растениям намного проще использовать именно его.

Гранулы крахмала в клетках листьев (серые) и клетка с гранулами крахмала (желтые)

Крахмал легко синтезируется из углекислого газа и воды в процессе фотосинтеза. Он легко транспортируются по тканям растения и его можно быстро использовать для получения энергии или для синтеза других необходимых веществ, таких как белки и липиды.

Крахмал в клетках клубней картофеля

Однако некоторые виды всё-же хранят небольшое количество запасов энергии в виде жиров. Например, семена некоторых растений содержат масла (подсолнечник, кукуруза, рапс, бобовые и т.д.)

Мой блог про биологию на Дзен

Показать полностью 2
80

Кудрявый пеликан

Птенец кудрявого пеликана...

Кудрявый пеликан привлекает внимание кудрями на голове и шеи, которые получаются из длинных перьев. Перья растут только до основания нижней челюсти, поэтому «прическа» сразу бросается в глаза.

Туловище птицы достаточно крупное, поэтому пеликан выглядит неуклюжим. Кудрявый представитель семейства получил второе название – «баба». Максимальный вес взрослой птицы составляет четырнадцать килограммов.

Кудрявого пеликана легко можно узнать по яркому мешку, расположенному на горле. В повседневной жизни он оранжевого цвета. Он появляется у взрослых особей, в возрасте трех лет.  Птенцы появляются на свет с серым клювом. Горловой мешок светло-серого цвета.

Кудрявые пеликаны находятся на грани исчезновения, поэтому они внесены в Красную книгу.

Показать полностью 2
Отличная работа, все прочитано!