La science de l'anatomie est en plein renouveau
Il y a seulement deux décennies, quand je commençais mes études de doctorat à l'Université de Californie à Berkeley, on a parlé de la mort de l'anatomie comme un sujet de recherche. Cela n'a pas eu lieu. Au lieu de la science de l'anatomie a connu une renaissance ces derniers temps, suscitant un regain d'intérêt non seulement des chercheurs mais aussi le public.
Je peux être partial, mais des exemples de mon propre travail, qui est une petite partie de la recherche anatomique, peut - être mettre en valeur ce que je veux dire. En 2011, mon équipe a trouvé sur découvert pourquoi les éléphants ont un faux "sixième orteil", qui était resté un mystère depuis qu'il a été d' abord mentionné en 1710. L’an dernier, avec l'Université de chercheurs de l’Utah, j'aidé révéler que les crocodiles ont "bird-like «poumons où l’air circule dans une boucle à sens unique plutôt que tidally avant en arrière comme dans les poumons de mammifères. Des travaux ultérieurs par ces collègues a montré que les varans font aussi.
Les chercheurs ont également résolu le mystère de la façon dont les varans ont des glandes à venin. Ils ont découvert que les baleines longes-alimentation ont un organe de sens spécial dans leur menton qui les aide à engloutir de grandes quantités de nourriture. Et comme les baleines, il semble crocodiles ont des organes sensoriels dans leurs mâchoires, qui peuvent détecter des vibrations dans l'eau. Anatomie a même trouvé des engrenages dans la nature. Il s'avère que les insectes de cicadelles ont minuscules engrenages dans leurs jambes qui aident à faire des sauts étonnants et précis.
Si les exemples scientifiques ne suffisaient pas, il y a beaucoup de télévision populaire. Les téléspectateurs britanniques ont eu les délices de l’anatomie servis à eux dans une série de la BBC TV appelé Secrets of Bones , qui a conclu en Mars. Les téléspectateurs américains obtiennent des idées anatomiques dans votre poisson intérieur, une série télévisée en cours sur PBS.
Les hauts et les bas de l'anatomie
En dehors d'une période anormale du 20e siècle, ces découvertes ont toujours captivé les scientifiques et le public. De jusqu'au 19ème siècle au 16ème siècle, l'anatomie humaine est l'un des domaines de recherche de haut niveau. Anatomist Jean Francois Fernel, qui a inventé le mot «physiologie», a écrit en 1542:
L'anatomie est à la physiologie que la géographie est à l'histoire; il décrit le théâtre d'événements.
Cette analogie a justifié l'étude de l'anatomie pour de nombreux premiers scientifiques, dont certains ont également cherché à comprendre pour les rapprocher de la compréhension de la nature de Dieu. L’anatomie gagné impulsion, même catapultant scientifiques comme Thomas Henry Huxley (le «bouledogue de Darwin") dans le statut de célébrité, de la prise de conscience que les organismes avaient une histoire évolutive commune et donc leur anatomie fait aussi. L'anatomie comparée est devenu un élément central de la biologie évolutionniste.
Mais alors quelque chose est arrivé à la recherche anatomique qui peut être difficile à mettre le doigt sur. Lentement, l'anatomie est devenue un champ qui a été bafoué comme dépassée, hors de propos, ou tout simplement «résolu». Rien d’important ne semblait parti pour anatomistes à découvrir.
Comme un étudiant diplômé dans les années 1990, je me souviens de rencontrer cette attitude. Cette éclipse apparente de l'anatomie accélérée avec l'ascension de la génétique et de l'épanouissement des techniques pour étudier la biologie moléculaire et cellulaire.
On pourrait dire que la biologie moléculaire et cellulaire est l'anatomie dans une certaine mesure, en particulier pour les organismes unicellulaires et les virus. Mais aujourd'hui anatomie à l'ensemble des organes, organismes ou niveau de la lignée se complaît dans une renaissance qui mérite l'inspection et de réflexion sur ses propres termes.
Peut-être l'autre raison est que la plupart des gens pensent que nous savons maintenant l’anatomie humaine très bien. Mais ce n'est pas si vrai. Par exemple, l’an dernier scientifique belge ont redécouvert le ligament antérolatérale du genou humain, négligés depuis 1879. Ils l’ont décrit, et son importance pour la façon dont nos genoux fonction, dans le roman détail, et beaucoup d'attention des médias a été attirée sur cette prise de conscience qu’ils y sont des choses que nous ne comprenons toujours pas sur nos propres corps.
Anatomie haute technologie
Une grande partie de cette résurgence de la science anatomique est la technologie, en particulier les techniques d’imagerie - nous ne sommes plus simplement limités au couteau de dissection et microscope optique comme des outils. La technologie numérique comme l’imagerie tridimensionnelle combinée avec l’infographie permettent aux chercheurs d'étudier les parties du corps à de nouvelles façons. Par exemple, en utilisant ces techniques, nous avons pu réécrire l'évolution de l'épine dorsale des animaux au début des terres appelées tétrapodes.
La science progresse le plus rapide avec le développement de nouveaux outils, et de l’anatomie est un excellent exemple de cela. Prenons l'exemple récent de chercheurs de l'Université de Bristol. Ils ont trouvé que , en utilisant une solution simple qui colore les tissus animaux qu'ils peuvent obtenir des analyses en trois dimensions à l' aide de CT (tomographie), qui est un outil beaucoup plus facile de trouver de l'imagerie que le plus puissant IRM, plus coûteux (imagerie par résonance magnétique). Cette avance leur a permis de faire "dissections numériques".
Anatomie a été transformée parce que nous pouvons maintenant regarder à l'intérieur des corps des organismes en détail sans précédent, le partage et les résultats conservateurs dans des formats numériques hauts résolution. Nous pouvons le faire sans craindre qu'une nouvelle espèce unique de forêt tropicale brésilienne ou excitante fossile découverte de la période cambrienne seraient détruites si nous avons sondé certaines questions sur son anatomie qui ne sont pas visibles de l'extérieur - une perspective dans laquelle la science était souvent resté pris au piège pendant des siècles.
Quand j'ai commencé mon doctorat en 1995, il était un luxe pour obtenir un appareil photo numérique pour la recherche. De même, en 2001, je ne suis accès intermittent à un petit scanner laser pour la fabrication de modèles numériques 3D de fossiles. Les deux sont maintenant assez pas cher pour la plupart des chercheurs d'avoir accès à la plupart du temps.
Ces améliorations technologiques ont totalement transformé la façon dont j'étudie l'anatomie. Dans les années 1990, vous disséqué un échantillon et il a été réduit à petits morceaux. Au mieux, vous pourriez avoir quelques photographies en deux dimensions décentes de la dissection et quelques os de coléoptères nettoyés comme un spécimen de musée. Maintenant, en tant que pratique de routine, nous utilisons des techniques d'imagerie pour analyser les échantillons, fournissant des données sur leur anatomie interne et externe, en trois dimensions en détail luxuriante, avant scalpel touche jamais la peau.
La puissance de calcul, aussi, a augmenté au point où des modèles numériques 3D incroyablement détaillées produites à partir de l'imagerie réels, les spécimens entiers peuvent être manipulés avec facilité (même chez les animaux vivants), de sorte que la science peut mieux répondre à ce que l'anatomie des moyens pour la physiologie des animaux, le comportement, la biomécanique et l'évolution. Nous sommes maintenant au point où la recherche anatomique ne semble plus entravée par la technologie - le genre de questions que nous pouvons poser sont plus limités par l'accès à des données anatomiques (telles que les spécimens rares) que par les moyens que nous acquérons et l'utiliser.
Nous avons tous les os comme
Avec des découvertes intéressantes, il y a également eu un vif intérêt auprès du public de savoir à leur sujet. L'anatomie est pour tout le monde. Il est facile de se rapporter, parce que nous vivons tous dans des corps anatomiques charnues qui éveillent notre curiosité à un âge précoce, et partout dans la nature il y a des parallèles surprenants avec - ainsi que des différences bizarres de - nos corps-plans anatomiques.
Cet intérêt public est devenu très clair pour moi quand je suis consultant pour la série documentaire primé aux BAFTA Inside Giants de la nature en 2009. Je vous écris aussi un blog basé anatomie appelé ce qu'il y a dans Freezer de John? , Dans lequel je raconte les études animales forme et la fonction.
D’autres chercheurs exploitent cet intérêt. Par exemple, l’Interactive animal Visible site, géré par Witmer, a des photos et des vidéos de nombreux animaux magnifiques. Bien que destiné aux chercheurs et éducateurs, il est assez facile pour le public de voir et de poursuivre leurs curiosités.
Plus qu'une curiosité
Cet intérêt est non seulement motivée par la curiosité. La pertinence moderne de l’anatomie est importante aussi. Prenons l'exemple des orteils de geckos. Aux extrémités des orteils, ils ont des millions de filaments fins qui peut saisir presque tout, y compris le verre très lisse. La peau a été étudiée dans de tels détails et répliqué pour produire des super-adhésifs révolutionnaires, tels que le produit " Geckskin ", 16 pouces carrés qui peuvent actuellement suspendre 700 livres en altitude.
D’autres exemples proviennent de l’innovation bio-inspirée dans l'ingénierie et la conception, en particulier dans la robotique. En étudiant l'humble cafard, Robert plein à l'Université de Californie à Berkeley a créé de nouvelles façons de concevoir des robots à pattes qui peuvent affouillement tremblement de terre épave pour les survivants ou explorer les planètes lointaines. En essayant de découvrir comment un lézard utilise sa grosse queue pendant sautant les principes, ils ont découvert qu'ils utilisent ensuite pour construire des robots qui peuvent sauter par-dessus ou entre les obstacles. Une grande partie de cette recherche porte sur la façon dont les traits anatomiques déterminent les comportements qui ensemble, vie, organisme dynamique est capable de réaliser.
La connaissance anatomique est essentielle à l'amélioration de la préservation et de la conservation de la faune. Par exemple, la mortalité zoo étude des éléphants a révélé que près de la moitié de ces grands animaux meurent en captivité de problèmes liés à leurs pieds, comme l'arthrite ou des abcès dans leurs os du pied ou des zones d'ongle d'orteil.
Cela affecte les efforts pour sensibiliser les populations captives auto-entretenues dans les centres de conservation occidentaux. Un obstacle à la détection, la surveillance et la prévention en fin de compte ces problèmes est que nous savons trop peu sur ce que ces maladies des pieds ressemblent, où ils ont tendance le plus souvent à se produire (ou combien de fois), et comment ils varient selon les espèces, ce qui revient à nouveau à un manque de compréhension anatomique de base que nous essayons de remédier.
Un exemple d’une telle aide de sauvetage vient de l'équipe de Witmer, qui étudie la corne de rhinocéros anatomie qui se révéla extrêmement utile dans le haut profil, le cas tragique du rhinocérosThandi en Afrique du Sud. Corne de Thandi avait été coupée par des braconniers mais elle a survécu assez longtemps pour que les vétérinaires pour essayer de la traiter. Informé par les études de Witmer, Thandi a survécu et est maintenant enceinte.
Les luttes de la modernité
Il y a aussi un changement de culture parmi les scientifiques. Comme un étudiant diplômé, anatomistes aboutés têtes avec des biologistes moléculaires plus souvent était en bonne santé pour l'un d'eux, en compétition pour le financement.
Cela est en train de changer parce que beaucoup de temps, ils travaillent ensemble. Cependant, des obstacles demeurent, et le financement est, mais l'un d'eux.
L'autre est que l'anatomie comme une discipline scientifique est clairement en plein essor dans la recherche alors qu'il diminue dans l'enseignement. Universités de moins en moins semblent enseigner les rudiments de l'anatomie comparée qui étaient l'un des piliers des programmes de biologie il y a un siècle. Pourtant, l'anatomie est partout maintenant en biologie, et aux yeux du public. Il nous inspire par sa beauté et l'émerveillement - comme lorsque vous émerveiller devant la gloire de contemplons une espèce nouvellement découverts.
Mais il y a lieu de craindre que les étudiants en biologie n'apprennent pas beaucoup sur le «théâtre des événements» qui Fernel a écrit, ou que les écoles de médecine semblent de plus en éviter les mains sur la dissection anatomique en faveur de l'apprentissage numérique. Voudriez-vous un médecin de vous traiter si elles savaient principalement l'anatomie humaine à partir d'un graphique de l'ordinateur?
Anatomie a un problème d'identité, aussi. Certains vient des attitudes culturelles, mais d'autres viennent de son propre succès. Après avoir été intégré dans de nombreux aspects de la biologie, le champ pourrait être vu pour être conduite vers son propre oubli.
Je me suis battu avec ce que l'étiquette à appliquer à moi-même en tant que chercheur en début de carrière. Je craignais que moi-même appeler un "anatomiste" rendrait moi pittoresque ou ambitieux aux yeux des panneaux d'entrevue d'emploi du corps enseignant, et je sais que beaucoup de mes pairs ressenti la même chose. Je me suis installé sur l'étiquette "biomécanicien évolutionnaire" comme le meilleur terme pour ma spécialité. Afin de reconstituer l'évolution ou comment les animaux travaillent (biomécanique), nous devons d'abord souvent pour décrire les principaux aspects de l'anatomie, et nous découvrons encore de nouvelles choses impressionnantes sur l'anatomie dans le processus. J’aime toujours cette étiquette, mais maintenant que ma carrière est stable, je parle plus au nom des sciences anatomiques.
D'autres collègues qui font de la recherche anatomique utilisent d'autres étiquettes pour eux-mêmes comme «physiologiste» ou «paléontologiste», parce que ces mots saisissent mieux le large éventail de la recherche et de l'enseignement qu'ils font. Mais je parie que certains de faire cela parce qu'ils risquent encore peur de la stigmatisation perçue du mot «anatomie» parmi les scientifiques de jugement. Dans le même temps, nous sommes nombreux à être embauché dans les écoles médicales, vétérinaires ou biologie parce que nous pouvons enseigner des cours sur l'anatomie, donc il y a encore de l'espoir.
Rares sont ceux qui désormais d'accord avec 19 avis d'Honoré de Balzac siècle:
Aucun homme ne devrait se marier avant d'avoir étudié l'anatomie et disséqué au moins une femme.
Mais nous obéisse revenir à ce que les scientifiques classiques connaissaient bien: il est à l'avantage de la science, l'humanité et le monde à chérir l'anatomie qui est tout autour de nous. Nous héritons ce trésor par l'enseignement; de prendre la fuite ce devoir est d'abandonner ce trésor. Avec des millions d'espèces autour d'aujourd'hui et d'innombrables autres dans le passé, il devrait toujours être une richesse de l'anatomie pour tout le monde à apprendre, enseigner, et réjouissez-vous.
