
Лига биологов
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)
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.
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.)
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.




























