インタラクティブなフラクタル生命の樹が地球の進化の歴史全体を拡大表示

原生動物から人間まで、この惑星には多くの生命が存在し、それらはすべて共通の祖先から派生しています。そのすべての生命の共通点や共有された遺産を想像するのは難しく、ましてや視覚化するのは困難です。しかし、フラクタルを使えばそれが可能になります。

本日公開された新しいウェブサイトでは、オンライン マップのようにズームインやズームアウトしながら、生命の進化の樹形全体を探索できます。これは OneZoom と呼ばれ、ビューをどれだけ拡大または縮小しても同じ分岐形状を繰り返すフラクタル パターンに基づいて構築されています。インペリアル カレッジ ロンドンの生命科学部の教授であるジェームズ ロジンデル氏がこのアイデアを考案し、アイダホ大学の生物学者ルーク ハーモン氏と共同で OneZoom をプログラムしました。

このプロジェクトはある意味幸運な偶然だったとロジンデル氏はインタビューで語った。フラクタルに魅了されたこの進化生物学者は、フラクタルズームインターフェースを使って大規模で複雑なデータセットを表示したいと考えていたが、生命の樹をテーマにすることに決めたのはハーモン氏との協力が必要だった。

樹木は、生命の歴史（その他多くのものの中でも）の適切な比喩です。なぜなら、樹木は明確に定義された始まりから始まり、タイムラインと相互に関連する情報の広大な天蓋の両方を提供するからです。生命の樹では、幹は通常、地球上の最初の生命を表し、その後、植物や動物などのさまざまな界を表す大枝や枝に分かれます。それらは、たとえば魚、哺乳類、鳥など、より小さな枝に分かれ、それらは家族やグループを表すますます小さな小枝に分解され、最後に種を表す葉になります。しかし、そのすべての情報を1つの樹木に載せようとすると、それは不可能だとロジンデル氏は言います。植物由来のものでもデジタルのものでも、1ページには収まりきらないでしょう。

ロジンデル氏は、このため科学者や一般の人々が何百万もの異なる種の系統的つながりを十分に理解できないと述べた。他の科学者やデータ視覚化の専門家は、同心円などの他の形式で生命の樹のつながりを視覚化しているが、ロジンデル氏はズーム可能な樹の方がより快適に感じられるインターフェースだと考えている。同氏は、ズームやパンが可能なビューをユーザーが見たいだけ詳細に表示できる Google マップに一部ヒントを得たと述べた。

「フラクタルビューではすでにこれが実現されています」と彼は言う。「どこまで行っても、どんどん情報が増えていきます。私がやりたいのは、生物学の Google Earth を構築することです。」

OneZoom は、最初は幹、枝、小枝、そして色づいた葉のある木のように見えます。最初の枝にズームインすると、より詳細な情報が見えてきます。たとえば、約 1 億 6,600 万年前には単孔類が進化し、その後有袋類と胎盤哺乳類が進化したことがわかります。木は未来に向かって螺旋状に伸び、枝が増えるほど詳細が示されます。種間のリンクは地図上の道路のような役割を果たし、明確なつながりを示します。葉のレベルでは、どの種が絶滅の危機に瀕しているか (赤と緑の葉で表されます) と、詳細情報へのリンクがわかります。最終的には、ロジンデルは写真も追加する予定です。

処理できるメタデータに制限はなく、ジュリアのスパイラルから羽毛のような木まで、さまざまなフラクタル形式で表示することもできます。

このデータは、世界中の生物学者と他の科学者の共同作業である公開生命樹プロジェクトから得たものです。このプロジェクトには、生物の系統発生、進化の歴史、生物群間の関係に関する数十年分の研究が含まれています。ロジンデル氏によると、このプロジェクトでは、全生命の完全な樹形図が完成するまでに約 1 年かかります。彼は、準備が整い次第、それを視覚化できるシステムを導入したいと考えていました。

現在、OneZoom には哺乳類しか含まれていませんが、それでも 5,000 種以上が登録されており、すべてが相互に関連づけられ、脅威のレベルに応じて色分けされています。ロジンデル氏は残りの種についても大きな計画を立てており、地球上のすべての生命の歴史と関係性を紹介するスマートフォン用の検索アプリを開発したいと考えています。

「私がやりたいのは、それぞれの種に関する情報、それぞれのつながりに関する情報、中間形態、化石、そして地球上の生命の歴史について存在するすべての素晴らしい情報を一か所に視覚化することです」と彼は語った。

OneZoomは本日東部時間午後5時にライブ配信される予定でした。ぜひご覧ください。
こちらをご覧ください。ロジンデルとハーモンの手法を説明した論文は、オープンアクセスジャーナルPLOS Biologyの「Cool Tools」シリーズに掲載される予定です。