尺寸是生物學(xué)中的一個基本性狀，細(xì)胞尺寸在細(xì)胞功能中起著關(guān)鍵作用，影響著生物體的生理適應(yīng)和進(jìn)化過程。科學(xué)家們數(shù)十年來一直對動物細(xì)胞尺寸的巨大變異感到著迷，但系統(tǒng)性地匯編此類數(shù)據(jù)的努力卻很少。為了填補(bǔ)這一空白，研究者采用系統(tǒng)性制圖方法創(chuàng)建了ErythroCite，這是一個關(guān)于魚類紅細(xì)胞尺寸的開源數(shù)據(jù)庫。這一綜合性資源涵蓋了來自四個主要譜系（輻鰭魚綱、軟骨魚綱、肺魚綱、圓口綱）660個物種的1764條記錄。研究結(jié)果揭示了細(xì)胞體積高達(dá)414倍的顯著變異范圍，其中大多數(shù)研究集中在硬骨魚類，而關(guān)于幼體和早期生活階段的數(shù)據(jù)有限。生活史階段和性別信息不常被報告，但現(xiàn)有數(shù)據(jù)顯示雌雄成年個體的代表性相當(dāng)。ErythroCite為宏生態(tài)學(xué)、宏觀生理學(xué)、比較生理學(xué)、進(jìn)化生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)的研究提供了寶貴的見解。研究者預(yù)期這一資源將促進(jìn)比較研究和薈萃分析，在全球范圍內(nèi)推動對魚類紅細(xì)胞多樣性和功能的進(jìn)一步探索。

尺寸因其對生命功能的深刻影響而在生物學(xué)中扮演著關(guān)鍵角色。數(shù)個世紀(jì)以來，科學(xué)家們一直對生物體間尺寸相關(guān)變異的因果感興趣。雖然大部分興趣集中在整體體型上，但對細(xì)胞特征的探索可以追溯到1675年，當(dāng)時首次描述了人類紅細(xì)胞。兩個世紀(jì)后的1875年，喬治·古利弗的插圖揭示了脊椎動物血細(xì)胞尺寸的顯著變異。古利弗的工作增強(qiáng)了對動物界紅細(xì)胞多樣性的理解，特別是關(guān)于與紅細(xì)胞尺寸變異相關(guān)的特征。

在大多數(shù)脊椎動物中，紅細(xì)胞是主要的血細(xì)胞類型和最豐富的細(xì)胞成分，在新陳代謝生理學(xué)中發(fā)揮著核心作用。它們的功能主要源于血紅蛋白，這是一種特殊的氧和二氧化碳結(jié)合蛋白，促進(jìn)了氧氣從呼吸器官到組織的生理運(yùn)輸過程。此外，紅細(xì)胞特征提供了關(guān)于物種如何適應(yīng)不同環(huán)境條件的生理洞察。最近的研究表明，細(xì)胞尺寸顯著影響變溫物種對周圍溫度升高的反應(yīng)。此外，研究表明不同器官和組織間的細(xì)胞尺寸存在相互關(guān)聯(lián)。這種系統(tǒng)性關(guān)系將紅細(xì)胞尺寸定位為一個簡單而有用的指標(biāo)，用于評估整個生物體的細(xì)胞尺寸。然而，盡管細(xì)胞尺寸在單物種研究和針對其他脊椎動物類群的多物種比較中很重要，但目前還沒有關(guān)于不同物種間紅細(xì)胞特征的全面、最新的數(shù)據(jù)庫。

為了填補(bǔ)這一知識空白，研究者開發(fā)了ErythroCite，這是迄今為止最廣泛的細(xì)胞尺寸相關(guān)性狀數(shù)據(jù)庫，包含了660種魚類的數(shù)據(jù)。ErythroCite不僅僅是對血細(xì)胞尺寸的編目，它還整合了四個魚類譜系的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系、生物學(xué)性狀和生態(tài)學(xué)信息。選擇魚類作為起點有幾個原因。首先，魚類約占所有脊椎動物物種的50%，有超過35,000個已描述物種。它們的紅細(xì)胞呈獨(dú)特的橢圓形、扁平、雙凸形狀。與哺乳動物去核的紅細(xì)胞不同，這些有核細(xì)胞為其他變溫脊椎動物（如兩棲動物和爬行動物）的進(jìn)化適應(yīng)提供了寶貴的見解。其次，雖然水生生物和高海拔陸地脊椎動物都面臨氧氣限制，但水生物種，如魚類，更頻繁地暴露于低氧和波動的氧氣條件下。因此，它們的氣體運(yùn)輸系統(tǒng)——包括紅細(xì)胞的特性——必須有效運(yùn)作以確保氧氣輸送到組織。第三，魚類性狀數(shù)據(jù)庫的可獲得性使得ErythroCite可以與其他數(shù)據(jù)集整合，增強(qiáng)我們對影響細(xì)胞尺寸變異因素的理解。最后，建立魚類紅細(xì)胞數(shù)據(jù)庫對于增強(qiáng)和更新現(xiàn)有舉措（如動物基因組大小數(shù)據(jù)庫）是必要的，這應(yīng)通過系統(tǒng)性的、多語言的文獻(xiàn)綜述和數(shù)據(jù)收集方法來實現(xiàn)。

研究者期望ErythroCite能幫助研究人員進(jìn)行更穩(wěn)健的比較分析，并調(diào)查各種魚類紅細(xì)胞尺寸的適應(yīng)意義，從而促進(jìn)對其進(jìn)化重要性的更深入理解。特別是，研究者預(yù)計這個數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建將加強(qiáng)當(dāng)前的“最優(yōu)細(xì)胞尺寸”理論，該理論將細(xì)胞尺寸與生物體的新陳代謝聯(lián)系起來。

研究者遵循Nakagawa等人建立的MeRIT指南，以確保方法和報告描述的清晰度和透明度。這些指南在方法部分使用作者姓名首字母來將特定任務(wù)歸因于個體貢獻(xiàn)者，補(bǔ)充了貢獻(xiàn)者角色分類系統(tǒng)。

目標(biāo)是匯編關(guān)于魚類紅細(xì)胞細(xì)胞形態(tài)學(xué)的綜合數(shù)據(jù)。具體來說，識別了量化細(xì)胞面積和體積、以及細(xì)胞核面積和體積等參數(shù)的研究。此外，為每個條目和物種收集了相關(guān)的地理、生物學(xué)和生態(tài)學(xué)元數(shù)據(jù)，并為該主題的文獻(xiàn)制圖收集了每項研究的文獻(xiàn)計量信息。

信息檢索由FPLeiva使用三個搜索引擎進(jìn)行：ISI Web of Science（核心合集）、Scopus和Google Scholar。前兩個搜索引擎專門用于2024年7月12日的英文檢索，利用了Radboud大學(xué)對這些服務(wù)的訂閱。使用的布爾檢索詞組合是：（紅細(xì)胞* OR 紅細(xì)胞 OR RBC OR 血細(xì)胞 OR 紅色血球）AND （面積 OR 尺寸 OR 維度 OR 體積 OR 直徑 OR 形態(tài)）AND （魚 OR 硬骨魚 OR 鯊魚* OR 鰩魚* OR 鰩 OR 銀鮫 OR 鬼鯊 OR 水生脊椎動物 OR 軟骨魚綱 OR 硬骨魚綱 OR 輻鰭魚* OR 硬骨魚*）。從這些檢索中，下載了所有年份、版本和文獻(xiàn)類型的完整記錄，包括摘要、關(guān)鍵詞和所有相關(guān)信息。使用ISI Web of Science，共識別出4,341條記錄，而在Scopus中，找到了1,039條記錄。

Google Scholar檢索于2024年7月22日至24日進(jìn)行，目標(biāo)語言為西班牙語、意大利語、葡萄牙語、德語、法語和波蘭語。為了促進(jìn)這種多語言檢索，將英文關(guān)鍵詞翻譯成這六種語言。除了西班牙語（FPLeiva的母語）外，對其他所有語言都使用DeepL進(jìn)行初步翻譯。然后由母語人士驗證翻譯的準(zhǔn)確性：CAFreire驗證葡萄牙語，MShokri驗證意大利語，KAlter驗證德語，LSerre-Fredj驗證法語，AHermaniuk驗證波蘭語。選擇這些語言是為了優(yōu)化納入至少一位論文作者可以閱讀的非英語研究。使用Publish or Perish軟件檢索和提取每種語言的記錄。為了適應(yīng)Google Scholar 256個字符的檢索字符串限制，研究者修改了每種語言的初始布爾檢索詞。壓縮了檢索字符串，同時保留了研究問題的基本概念，確保盡管Google Scholar有限制，但所有目標(biāo)語言的檢索是全面的。

Google Scholar跨語言檢索共產(chǎn)生3,599項研究。總共，多引擎、多語言檢索產(chǎn)生了8,979條記錄。隨后，篩選這些記錄以消除重復(fù)項，并根據(jù)標(biāo)題、摘要和關(guān)鍵詞評估其相關(guān)性。

除了系統(tǒng)性檢索外，還采用了補(bǔ)充策略來改進(jìn)文獻(xiàn)檢索。對于向后檢索，研究者使用了動物基因組大小數(shù)據(jù)庫的一個子集作為起點。此外，F(xiàn)PLeiva一直通過非系統(tǒng)性檢索收集包括魚類在內(nèi)的各種變溫動物類群的細(xì)胞尺寸信息。這項持續(xù)的努力為綜述增加了九項研究。

為了簡化篩選過程，研究者使用了Rayyan，這是一個基于人工智能的平臺，旨在通過減少每個篩選步驟所需的時間來加速系統(tǒng)綜述。篩選由具有語言專業(yè)知識的不同團(tuán)隊成員進(jìn)行：FPLeiva處理西班牙語和英語記錄，而CFreire篩選葡萄牙語研究。MShokri負(fù)責(zé)意大利語，KAlter負(fù)責(zé)德語，LSerre-Fredj負(fù)責(zé)法語，AHermaniuk負(fù)責(zé)波蘭語研究。

應(yīng)用了以下納入標(biāo)準(zhǔn)：（i）僅納入原始研究文章，以確保原始數(shù)據(jù)和適當(dāng)歸功于原始來源；（ii）關(guān)注物種特異性數(shù)據(jù)以確保一致性和可比性，排除屬級數(shù)據(jù)和雜交種；僅考慮測量成熟紅細(xì)胞的研究，避免包括未成熟或發(fā)育中細(xì)胞的研究；（iii）選擇研究二倍體生物的研究，排除多倍體，因為不同的染色體負(fù)荷可能導(dǎo)致細(xì)胞尺寸變異，盡管當(dāng)多倍體的額外數(shù)據(jù)可用時，會以注釋形式注明；（iv）在涉及各種處理的情況下，僅考慮報告了研究中標(biāo)記的實驗對照組條件的研究，以確保ErythroCite中研究結(jié)果的可比性；（v）對于少數(shù)在采血過程中使用抗凝劑的情況，使用平均細(xì)胞尺寸，因為抗凝劑會影響這些測量；（vi）當(dāng)采用多種技術(shù)獲取細(xì)胞尺寸時，優(yōu)先考慮從血涂片獲得的數(shù)據(jù)，因為與活細(xì)胞相比，它們提供了更一致的細(xì)胞尺寸測量，活細(xì)胞尺寸可能因其生理狀態(tài)而異。使用這些納入標(biāo)準(zhǔn)，ErythroCite在所有語言中納入的研究數(shù)量為186項，這些研究都在此引用。

研究者盡可能多地納入原始研究中細(xì)胞面積、細(xì)胞體積、平均紅細(xì)胞體積、細(xì)胞核面積和細(xì)胞核體積的直接估計值。然而，在許多研究中，僅報告了細(xì)胞及其細(xì)胞核的長軸和短軸長度。在這種情況下，研究者采用標(biāo)準(zhǔn)公式計算細(xì)胞或其細(xì)胞核的面積和體積，假設(shè)細(xì)胞及其細(xì)胞核形狀為橢圓體或扁球體。

細(xì)胞面積（A）的公式為：

A = π × (a/2) × (b/2)

使用的細(xì)胞體積（V）公式為：

V = (4/3) × π × (a/2) × (b/2)²

其中‘a(chǎn)’和‘b’分別表示橢圓半長軸和半短軸的長度。這些參數(shù)用于前面的方程中，以計算模擬為橢圓形狀的紅細(xì)胞的面積（A）和體積（V）。

雖然大多數(shù)測量細(xì)胞體積的方法依賴于固定的血涂片，但也存在替代方法。各種研究報告了平均紅細(xì)胞體積（MCV，以μm³為單位）作為細(xì)胞體積的替代指標(biāo)。MCV通常使用標(biāo)準(zhǔn)公式估算。在數(shù)據(jù)庫中，MCV值呈現(xiàn)在單獨(dú)的列中，與從血涂片獲得的細(xì)胞體積測量值進(jìn)行比較時應(yīng)謹(jǐn)慎解釋。這種區(qū)分很重要，因為MCV源自血液學(xué)參數(shù)，而涂片測量值是通過直接顯微鏡觀察獲得的。此外，MCV代表整個紅細(xì)胞群的平均值，而涂片的細(xì)胞體積估計值提供的是單個細(xì)胞的測量值。

盡管本工作納入了大量研究，但與細(xì)胞尺寸估計相關(guān)的方法學(xué)信息（元數(shù)據(jù)）的收集相對有限。盡管如此，研究者收集了與采集物種來源地點、體型、性別和研究的生活史階段相關(guān)的元數(shù)據(jù)。當(dāng)?shù)攸c描述籠統(tǒng)時，坐標(biāo)從OpenStreetMap數(shù)據(jù)搜索引擎Nominatim獲取。對于更具體的地點，例如命名的孵化場、研究所或地點，研究者使用谷歌地圖確定精確的地理位置。此外，在額外的列中提供了動物來源地點的描述，這應(yīng)用于篩選，例如，在用戶有興趣測試細(xì)胞尺寸變異的緯度假設(shè)時，篩選野外采集的動物。這是因為，例如，研究所地點不一定與該地區(qū)的自然棲息地條件相關(guān)。

研究者使用從FishBase獲得的物種特異性體長-體重關(guān)系，將報告的以長度單位表示的魚體尺寸轉(zhuǎn)換為濕重（以克為單位）。有一項研究為15種魚類提供了大約3700個觀測值。對于這項研究，在個體水平（每個物種五個個體）平均了細(xì)胞尺寸。對于僅在圖表中呈現(xiàn)細(xì)胞尺寸數(shù)據(jù)而未提供文本或表格信息的研究，研究者使用了Plot Digitizer，這是一個基于Java的程序，旨在從圖表中提取X-Y坐標(biāo)。

檢查了物種名稱的同義詞和可能影響分類學(xué)的任何更新。為此，研究者采用了Lenoir等人和Leiva等人概述的分類學(xué)統(tǒng)一程序。這種分類學(xué)統(tǒng)一包括三個自動化步驟：首先，在國家生物技術(shù)信息中心（NCBI）分類數(shù)據(jù)庫中搜索物種名稱；其次，使用綜合分類信息系統(tǒng)（ITIS）數(shù)據(jù)庫驗證任何不匹配的分類實體；第三，將剩余的不匹配實體與全球生物多樣性信息機(jī)構(gòu)（GBIF）數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交叉核對。如果找到匹配項，則在整個NCBI和ITIS驗證過程中重新評估更正后的分類實體以確保準(zhǔn)確分類。最終，數(shù)據(jù)庫中僅保留物種級別的名稱，亞種在物種級別聚合（例如，Catostomus catostomus）。大多數(shù)（91%）的物種名稱驗證來自NCBI，ITIS和GBIF提供了額外支持。對于無法通過此過程驗證的剩余物種，使用FishBase和世界海洋物種名錄（WoRMS）等額外資源進(jìn)行了手動檢查。在使用ITIS時，有幾個物種被歸入硬骨魚綱，而GBIF將大多數(shù)物種未分配至任何綱。在這些情況下，研究者手動將這些物種重新分配到輻鰭魚綱。為了解決數(shù)據(jù)互操作性的潛在問題，研究者還根據(jù)FishBase加入了物種的分類學(xué)。這將使用戶更容易將細(xì)胞尺寸數(shù)據(jù)與其他魚類性狀結(jié)合起來，從而增強(qiáng)來自不同研究的數(shù)據(jù)集之間的互操作性。

研究者從開放生命之樹（OTL）獲取了物種的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。對于OTL中缺乏信息的Choerodon albigena，研究者使用其姐妹種Choerodon cephalotes的系統(tǒng)發(fā)育位置添加了它。

研究者利用統(tǒng)一的物種列表，從FishBase獲取每個物種相關(guān)的分布領(lǐng)域，于2024年11月14日通過WoRMS Taxon Match工具訪問。在WoRMS中，淡水、咸淡水、海洋和陸地領(lǐng)域被分配為二元變量（1或0）。在數(shù)據(jù)庫中，研究者記錄了物種在其整個生命周期中是否占據(jù)一個以上的水生領(lǐng)域。此過程產(chǎn)生了五個類別：海洋、海洋-咸淡水-淡水、海洋-咸淡水、淡水-咸淡水和淡水，反映了物種占據(jù)的棲息地多樣性，并認(rèn)識到它們在整個生命周期中適應(yīng)不同環(huán)境條件的能力。

所有分析均在R 4.3.1版本中進(jìn)行。使用rutils、readxl、dplyr、plyr、writexl、tibble、sessioninfo、rnaturalearth、tidygeocoder、kableExtra和DataExplorer等R包來管理、格式化和檢查數(shù)據(jù)。使用RefManageR包來管理和格式化參考文獻(xiàn)。