Testing budget photosystems to reach an optimal solution for the herbarium digitization purposes

The current paper stresses the application of different budget photosystems for digitization of herbarium specimens. Twelve photosystems were compared by color accuracy reproduction of the images. It was found that the photosystem built on the basis of photocamera Canon EOS 800D and fixed lens Tokina AT-X M35 PRO DX AF 35 mm f/2.8 Macro and currently used for the digitization of the LWS herbarium collection demonstrated the best results among other tested photosystems. It also produced the images with the same or even better color accuracy as in images downloaded from P, PI, B, and W virtual herbaria. Nevertheless, its color accuracy measured as ΔE2000, in general, does not meet recent criteria ascertained for the herbarium digitization purposes and new FADGI’s requirements. This photosystem has been found to have improving potential and, hence, should be optimized. On the other hand, it was also shown that smartphone Samsung Galaxy S10 could produce images with the same or even better color accuracy compared to some images deposited at P, PI, W, and B virtual herbaria. Therefore, in conditions of extreme situations and hostilities, such smartphones with additional external illumination can serve for urgent digitization of natural history collections. Finally, we doubt the application of commonly used color targets for the digitization of herbariaum preserved specimens since the original living color of such specimens is usually lost during conservation and preservation. Instead, it would be more beneficial to apply advanced targets to evaluate the spatial accuracy of images since they can incorrectly represent the important morphological characters of preserved specimens

Проста й недорога фотосистема для оцифрування гербарію

The digitization of the natural history collections is a crucial task of today. It allows not only sharing the data but also virtually preserving the specimens. This is especially important for small collections that suffer from limited financial support and can be easily lost. Here we share our experience of the building of cheap and simple photosystem that can be used for routine digitization of local herbaria with low or without incomes. This photosystem is modular and based on the regular components that can be easily purchased and/or updated. It is compact and can be conveniently assembled and disassembled, and transported. This photosystem consists of horizontal tripod Beike Q999H with two led lamps Yongnuo YN-300 Air mounted on the 11” Magic Arm handles. The camera Canon EOS 800D was chosen due to presence of fully rotated display, the high resolution, modern focusing system, RAW format support, and low price on the market. The lens Tokina AT-X M35 PRO DX AF 35 mm f/2.8 Macro was chosen due to extreme sharpness along the whole capturing field, low aberrations and optical distortion, high light sensitivity, and fast autofocus. We also tested light box as an option for herbarium specimens’ digitization. However, we found that light box is inconvenient for herbarium digitization dues several reasons, among which its massive sizes, limited access to working space, and necessity of application of huge mounting system that should hold the camera far higher over the center of light box. In general, work with light box significantly decelerated the digitization process. We did not find any advantaged in use of the light box and therefore it was rejected. We hope that our experience will be useful for other curators wanting to digitize their collections and having limited budget.Оцифрування природничих колекцій на сьогодні постає надзвичайно важливим питанням, яке дозволяє не лише поширювати отримані дані, але й віртуально зберігати зразки. Це особливо важливо для малих колекцій, які регулярно потерпають від недофінансування і можуть бути легко втрачені. В цій публікації ми ділимося досвідом побудови дешевої і простої фотосистеми, що може використовуватися для рутинного оцифрування локальних гербаріїв, які мають обмежений бюджет або й опинилися без фінансової підтримки взагалі. Ця фотосистема є модульною і побудована на звичних компонентах, які можна легко придбати та/або вдосконалити. Вона є компактною, зручно складається і розкладається, а також транспортується. Ця фотосистма складається з горизонтального штативу Beike Q999H з двома LED-лампами Yongnuo YN-300 Air змонтованими на 11” тримачах Magic Arm. Камеру Canon EOS 800D було обрано завдяки присутності повністю обертового дисплею, сучасній системі фокусування, підтримці формату RAW, а також низькій ціні на ринку. Об’єктив Tokina AT-X M35 PRO DX AF 35 mm f/2.8 Macro було обрано завдяки винятковій чіткості на всій площині зображення, низькому рівню аберацій та оптичної дисторсії, високій світлочутливості, а також швидкому автофокусу. Ми також протестували лайт-бокс для оцифрування гербарних зразків. Однак, виявилося, що лайт-бокс незручний для оцифрування гербарію з кількох причин. Зокрема, він має великі розміри, обмежений доступ до робочої поверхні, а також вимагає використання масивної несучої конструкції, яка повинна утримувати камеру високо над центром лайт-боксу. Загалом, використання лайт-боксу сильно сповільнює процес оцифрування. Ми не знайшли жодних переваг використання лайт-боксу, і тому відмовилися від його застосування. Ми сподіваємося, що наш досвід буде корисним для інших кураторів, які прагнуть оцифрувати їхні колекції, але мають обмежений бюджет

Модифікований протокол фарбування сафраніном О та астра синім для цілей гістології рослин

Many staining protocols are widely applied in botanical microtechniques and serve specific histological purposes. In particular, some dyes are used simultaneously to receive contrasting colorations of different chemical structures, e.g., lignin and cellulose. One of the most popular differential staining protocols is based on the Safranin O / Astra Blue dyes combination. Safranin O is a water-soluble basic dye that stains lignin in red. Astra Blue is also a water-soluble dye but having an acidic reaction, which stains cellulose in blue. Usually, a 1–2 % solution of Safranin O in distilled water or 50–70 % ethanol is applied in combination with the 0.5–1 % water solution of Astra Blue to detect lignified structures and obtain contrasting pictures convenient for the light microscopy. For a long time, Astra Blue was used exclusively with water solutions, and such recommendation without additional options is indicated on producers’ web sites. However, in 2002 it was proposed to use 1 % Astra Blue solution in 95 % ethanol to identify the lignified tissues. Later, such an ethanol solution of Astra Blue was also successfully applied by other researchers for different experimental purposes.We tested the modified staining protocol with the application of both 1 % Safranin O and Astra Blue solutions in a slightly lower concentration of ethanol (70 %) on the flower buds of Gagea lutea (Liliaceae) and found it working well. We believe that such a modified protocol with the solutions of these two dyes in 70 % ethanol allows simplifying the procedure of the plant material staining due to application of the same concentrations of dissolvent and reducing the difference in solvent concentration between two following contrasting staining solutions. Such differential staining can be effectively applied for plant histology purposes, especially where there is a need to distinguish lignified structures and secretory tissues.Різноманітні протоколи фарбування використовуються у ботанічній мікротехніці відповідно до специфічних гістологічних задач. Зокрема, деякі барвники використовуються суміжно для отримання контрастного забарвлення тих чи інших хімічних структур (наприклад, лігніну і целюлози). Один з найбільш популярних протоколів комбінованого фарбування передбачає використання сафраніну О та астра синього. Сафранін О – це водорозчинний основний барвник, що забарвлює лігнін у червоний колір. Астра синій – це також водорозчинний барвник, який, однак, є кислим, і забарвлює целюлозу у синій колір. Зазвичай використовують 1–2 % розчин сафраніну О у дистильованій воді або ж у 50–70 % етанолі у комбінації з 0.5–1 % розчином астра синього у дистильованій воді. Ця комбінація барвників дозволяє виявити лігніфіковані структури та отримати якісне контрастне зображення, що чудово підходить для цілей світлової мікроскопії. Довший час, астра синій використовувався виключно у водних розчинах, і саме така рекомендація без жодних додаткових опцій розміщена на сайтах виробників. Однак, у 2002 році для виявлення лігніфікованих структур у рослин було запропоновано використовувати 1 % розчин астра синього у 95 % етанолі. Згодом, аналогічні спиртові розчини астра синього були успішно використані рядом дослідників для різноманітних дослідних задач.Ми розробили новий модифікований протокол фарбування з використанням 1 % розчинів обидвох барвників (сафраніну О та астра синього) у дещо нижчій концентрації етанолу (70 %) і випробували його на квіткових бутонах Gagea lutea (Liliaceae). Новий модифікований протокол підтвердив свою ефективність. Ми сподіваємося, що новий протокол дозволить спростити процес фарбування рослинних препаратів завдяки використанню однакових розчинників однакової концентрації та усуненню різниці в концентрації між послідовними розчинами в серії. Таке комбіноване фарбування може бути ефективно застосоване для цілей гістології рослин, особливо коли необхідно виокремити лігніфіковані структури і залозисті тканини

Endemic vascular plants in the Ukrainian Carpathians

This dynamic dataset aims to gather all available data, extracted mostly from the preserved material deposited at the leading Ukrainian herbaria on the distribution of the endemic vascular plants in the Ukrainian Carpathians and adjacent territories. This dataset is created in the framework of mapping the distribution of the endemic plants and is aimed to unveil the patterns of their spatial distribution, ecological preferences and temporal trends in the flora of the Ukrainian Carpathians. A total of 76 species and subspecies of vascular plants belonging to 49 genera and 27 families are reported herein to occur in the Ukrainian Carpathians and close regions. Amongst the total number of reported 6,427 occurrence records, 1,961 records are georeferenced and supported with a translation of Cyrillic information into English. The remaining occurrence records will be georeferenced and translated into English in the near future, as well as the dataset being completed with new records obtained from the new sources.In total, 6,427 occurrence records of the endemic vascular plants distributed in the Ukrainian Carpathians were published

Hot-spoty rodzaju Aconitum w Ukraińskim Karpackim Regionie

Basing on 2054 georeferenced occurrences of ten Aconitum species, the initial map of the species richness per each of 57 operational geographic units (OGU) of the Ukrainian Carpathian Region (UCR) has been developed. Next, to avoid unequal data distribution, we counted absolute species presence per OGU, based on which we calculated ‘rarity-weighted richness’ (RWR) and performed parsimony analysis. As a result, we found that Chornohora and Svydovets made a strongly supported cluster with the highest Aconitum species diversity and demonstrated the highest RWR values, hence being the main hot-spot of the genus distribution in the UCR. This main hot-spot also spreads to adjacent mountain ranges, including Maramures and Gorgany. Probably, a continuous gradient of Aconitum taxonomic richness from southeast toward northwest of the UCR existed before. The gap in Polonyna Borzhava, located between Polonyna Rivna and Polonyna Rivna, can be secondarily resulted by the high level of anthropogenic transformation of this region. Contrary, the high RWR value and distinct clustering of the Polonyna Rivna supported the presence of a local isolated Aconitum hot-spot related to two prominent mountain peaks located here - Runa-Plai Mt. (in Polonyna Rivna) and Pikui Mt. (in adjacen Waterdivided Mountain Range).Na podstawie analizy 2054 georeferencyjnych wystąpień dziesięciu gatunków rodzaju Aconitum opracowano wstępną mapę bogactwa gatunkowego w każdym z 57 operacyjnych jednostek geograficznych (OGU) Ukraińskiego Karpackiego Regionu (UKR). Następnie, aby uniknąć nierównego rozkładu danych, policzyliśmy bezwzględną obecność gatunków w każdym OGU, obliczyliśmy bogactwo ważone rzadkością (RWR) i wykonaliśmy analizę parsymonii. W rezultacie stwierdziliśmy, że Czarnohora i Svydovets utworzyły silnie poparte ugrupowanie o najwyższym bogactwie gatunków Aconitum i wykazywały najwyższe wartości RWR, będąc tym samym głównym hotspot rozmieszczenia rodzaju w UCR. Ten główny hots-pot rozciąga się również na sąsiednie pasma górskie, w tym Maramures i Gorgany. Prawdopodobnie w UKR istnieje gradient bogactwa taksonomicznego Aconitum z południowego wschodu na północny zachód. Luka w Borżawie, położonej między Równą a Krasą, może być wtórnie spowodowana wysokim stopniem antropogenicznej transformacji tego regionu. Natomiast wysoka wartość RWR i wyraźna odrębność Połoniny Rivna wskazuje na obecność lokalnego, izolowanego hotspot rodzaju Aconitum, związanego z dwoma jej głównymi szczytami górskimi - Runa-Plai (na Połoniny Rivna) i Pikui (na Werchowynśkim Wododilnim Chrebetie)