Transcript Una base de datos global de informacion “ecoinformatica” para plantas Brian J.

Una base de datos global de informacion
“ecoinformatica” para plantas
Brian J. Enquist
Brad Boyle
Michael Weiser
Department of Ecology and Evolutionary Biology
University of Arizona
Center for Applied Biodiversity Science
Conservation International
Washington D.C.
• Antecedentes
• El proyecto SALVIAS
• Como funciona SALVIAS?
• Base de datos de inventarios
• Herramientas informaticas:
taxonomia, especimenes
• Internet
www.salvias.net
Brian J. Enquist
Brad Boyle
Michael Weiser
Srinivas Reddy
Arizona Research Labs
Tom Lacher, TEAM CABS, CI
Oliver Phillips, UK
Percy Nunez, Peru
Sandy Andelman, NCEAS
Missouri Botanic Garden
salvias
Que tan especial es mi lugar de estudio?
Composiciion?
Endemismo?
Dominancia, diversidad?
Factores abioticos?
Necesitamos una base
de datos comparativa a
escala mundial
Problemas con los datos actuales
Catidades vastas de datos, pero con poca
estandardizacion
Se colectaron con propositos y metodos diferentes
Se encuentran dispersados a travez de la
literatura, o a veces nunca fueron publicados
Hace falta un lugar central donde se puede
accesar
Problemas de taxonomia
Tener un nombre no es igual a tener un
nombre
correcto
SALVIAS: metas de corto plazo
(1) Juntar en una sola base de datos, o conectar a travez del
internet, una compilacion de datos de inventarios forestales
MBG, RAINFOR, TEAM, Vegbank etc.
Asi creando un estandard global para la asesoria de la diversidad y
dinamica poblacional de comunidades.
(2) “Herramientas ecoinformaticas” para facilitar la
estandardizacion taxonomica de estos
datos, y para juntarlos con otros fuentes de informacion
(3) Hacer todo disponible a travez del internet
Metas al largo plazo
Assemble
Esecimenes de
herbario
Geografia
Distribucion
Fenologia
Inventarios
Diversidad
Demografia
Biomasa
Analizar los nexos entre:
Patrones de diversidad y
atributos funcionales de
bosques a escalas
locales, regionales, hasta
globales
Datos fisiologicos y
ambientales
Productividad primaria
Biomasa, Carbono
Clima
Datos de satelite
Clima
Datos spectrales
SALVIAS Componentes
Bases de datos externos de
atributos de especies
Herramientas
taxonomicas
Especimenes
Inventarios
Herramientas
geograficas
Bases de datos externos de
atributos ambientales
(1) Bases de datos de inventarios
• Base de datos relacional, en MySQL y PHP, con un
servidor unix
• Puede acomodar:
– Diferentes unidades de muestreo (individuos, cobertura,
presencia/ausencia)
– Censos repetidos
– Incertidumbre taxonomica (e.g., morphoespecies)
• Actualizacion de las determinaciones para inventarios
documentados con muestras de herbario
• Proteccion de propiedad intelectual
– condiciones de acceso controladas por el mismo contribuyente
de los datos
Plataforma global de inventarios de 0.1 ha
~1,000
A travez de gradientes altitudinales y latitudinales
A. Gentry MBG
B. Boyle MBG, OTS
O. Phillips RAINFOR
USGS
TEAM CI
Enquist Lab UA
Many others . . .
Salvias. Outline_plotmap
(2) Herramientas EcoInformatics:
Taxonomia
Proposito:
1.
2.
3.
4.
5.
Corregir errores ortograficos y otros anomalias
Compilar los datos hasta un formato
estandardizado
Distinguir entre nombres de morfoespecies y
binomiales estandarizados de la nomenclatura
botanica
Buscar “nombre asociados” (incluso sinonimos,
etc.)
Aplicar diferentes conceptos taxonomicos para
resolver sinonomia (en plan, 2004)
SALVIAS-Taxonomia
Lista de especies
Taxon“Scrubber”
Bases de datos externos
(e.g., IPNI,
TROPICOS)
Syn/Tax DQ
Bases de datos locales
(e.g., USDA checklist
para Norteamerica,
Flora del Peru)
Lista original + nombres asociados
SALVIAS-Taxonomia
Lista de especies
Taxon“Scrubber”
Bases de datos externos
(e.g., IPNI,
TROPICOS)
Syn/Tax DQ
Bases de datos locales
(e.g., USDA checklist
para Norteamerica,
Flora del Peru)
Lista original + nombres asociados
TaxonScrubber
Correccion de errores
•
•
Separa campos combinados
quita caracteres extraneas y anotaciones botanicas
Recognicion de nombres nomenclaturalmente validos
•
•
detecta nombres que corresponden a los de una lista global
de nombres de plantas
haga que el usuario inspeccione los demas nombres para
indicar si son morfoespecies o no
TaxonScrubber examples
1.
Species = Hyeronima cf.
oblonga
Genus = Hyeronima
Species = oblonga
Cfaff = cf.
TaxonScrubber examples
1.
Species = Hyeronima cf.
oblonga
Genus = Hyeronima
Species = oblonga
Cfaff = cf.
3.
Species = Myconia sp.2
Genus = Miconia
Species = sp.2
IsMorpho = Yes
TaxonScrubber examples
1.
Species = Hyeronima cf.
oblonga
Genus = Hyeronima
Species = oblonga
Cfaff = cf.
3.
Species = Myconia sp.2
Genus = Miconia
Species = sp.2
IsMorpho = Yes
3. Species = Ilex haberi? Hahn.
subsp. hirsuta
Genus = Ilex
Species = haberi
Sp_auth = Hahn.
Cfaff = cf.
subsp_Rank = subsp
subsp_Ep = hirsuta
SALVIAS-Taxonomia
Lista de especies
Taxon“Scrubber”
Bases de datos externos
(e.g., IPNI,
TROPICOS)
Syn/Tax DQ
Bases de datos locales
(e.g., USDA checklist
para Norteamerica,
Flora del Peru)
Lista original + nombres asociados
Aplicación para búsquedas de
taxonomía (SynTaxDQ)
•
Para cada nombre en la lista, hace una compilacion
de todos los nombres conectados a ese nombre en
bases de datos externos
•
•
e.g., taxones mas bajos, basionyms, otros tipos de
sinonimos
Dentro de cada region, interpreta nombres como
aceptado o no aceptado segun listados regionales
de sinonimos (e.g., USDA Plants, Flora of Peru,
Flora of China)
syntax.dq (taxonomia)
Acer glabrum
Acer rubrum
Pinus ponderosa
Acer glabrum
Acer glabrum Torr.
Acer glabrum ssp. diffusum (Greene) E. Murr.
Acer glabrum ssp. douglasii (Hook.) Wesmael
Acer glabrum ssp. neomexicanum (Greene) E. Murr.
Acer glabrum ssp. torreyi (Greene) E. Murr.
8 others for Acer glabrum
Acer rubrum
Acer rubrum L.
Acer rubrum ssp. drummondii (Hook. & Arn. ex Nutt.) E. Murr.
Acer rubrum var. drummondii (Hook. & Arn. ex Nutt.) Sarg.
Acer rubrum var. rubrum L.
Acer rubrum var. tomentosum Tausch
Acer rubrum var. tridens Wood
Acer rubrum var. trilobum Torr. & Gray ex K. Koch
Rufacer rubrum (L.) Small
Pinus ponderosa
Pinus ponderosa P.& C. Lawson
Pinus ponderosa ssp. arizonica (Engelm.) E. Murr.
Pinus ponderosa ssp. coulteri (D. Don) E. Murr
Pinus ponderosa ssp. jeffreyi (Grev. & Balf.) E. Murr.
Pinus ponderosa ssp. scopulorum (Engelm.) E. Murr.
Pinus ponderosa ssp. washoensis (Mason & Stockwell) E. Murr.
Pinus ponderosa var. arizonica (Engelm.) Shaw
Pinus ponderosa var. ponderosa P.& C. Lawson
Pinus ponderosa var. scopulorum Engelm.
Spec.dq
(2) Herramientas EcoInformaticas:
Busqueda distribuidas para especimenes
(SpecDQ)
•
Busca en bases de datos disponibles en el internet,
tambien en otras bases de datos locales
•
Devuelve especimenes georeferenciados de especies,
con todos sus datos de coleccion (localidad,
fenologica, tamano, morfologia)
Datos distribucionales
Compilados de:
– Tropicos, Missouri Botanical Garden
– REMIB, Conabio, Mexico
– University of British Columbia
– University of Arizona Herbarium
– University of Tennessee Herbarium
Otros en el futuro proximo….
SALVIAS – Especimenes
Lista original
+ nombres asociados
Bases de datos
externos
SpecDQ
Bases de datos
locales
GeoScrubber
Lista final de especimenes
+ coordenadas
SALVIAS – Especimenes
Lista original
+ nombres asociados
Bases de datos
externos
SpecDQ
Bases de datos
locales
GeoScrubber
Lista final de especimenes
+ coordenadas
spec.dq- Especimenes
Acer glabrum
Acer glabrum Torr.
Acer glabrum ssp. diffusum (Greene) E. Murr.
Acer glabrum ssp. douglasii (Hook.) Wesmael
Acer glabrum ssp. neomexicanum (Greene) E. Murr.
Acer glabrum ssp. torreyi (Greene) E. Murr.
8 others for Acer glabrum
Acer rubrum
Acer rubrum L.
Acer rubrum ssp. drummondii (Hook. & Arn. ex Nutt.) E. Murr.
Acer rubrum var. drummondii (Hook. & Arn. ex Nutt.) Sarg.
Acer rubrum var. rubrum L.
Acer rubrum var. tomentosum Tausch
Acer rubrum var. tridens Wood
Acer rubrum var. trilobum Torr. & Gray ex K. Koch
Rufacer rubrum (L.) Small
Pinus ponderosa
Pinus ponderosa P.& C. Lawson
Pinus ponderosa ssp. arizonica (Engelm.) E. Murr.
Pinus ponderosa ssp. coulteri (D. Don) E. Murr
Pinus ponderosa ssp. jeffreyi (Grev. & Balf.) E. Murr.
Pinus ponderosa ssp. scopulorum (Engelm.) E. Murr.
Pinus ponderosa ssp. washoensis (Mason & Stockwell) E. Murr.
Pinus ponderosa var. arizonica (Engelm.) Shaw
Pinus ponderosa var. ponderosa P.& C. Lawson
Tropicos,1658761,UMO 172582,ACERACEAE,Acerglabrum,,Unit
Tropicos,1658841,UMO 70442,ACERACEAE,Acerglabrum,,Unite
Tropicos,1658917,UMO 61129,ACERACEAE,Acerglabrum,,Unite
Tropicos,166751,MO,ACERACEAE,Acerglabrum,,Canada,British
Tropicos,1658484,UMO 136758,ACERACEAE,Acerglabrum,,Can
Tropicos,1658629,UMO 107908,ACERACEAE,Acerglabrum,,Can
Tropicos,1658710,UMO 108643,ACERACEAE,Acerglabrum,,Can
Tropicos,1658486,UMO 61130,ACERACEAE,Acerglabrum,,Unite
Tropicos,1658564,UMO 108633,ACERACEAE,Acerglabrum,,Unit
Tropicos,1746814,,ACERACEAE,Acerglabrum,,United States,Wa
Tropicos,1266619,,ACERACEAE,Acerglabrum,,United States,New
Tropicos,166641,MO,ACERACEAE,Acerglabrum,,United States,C
Tropicos,166660,MO,ACERACEAE,Acerglabrum,,United States,C
Tropicos,166723,MO,ACERACEAE,Acerglabrum,,United States,C
Tropicos,166739,MO,ACERACEAE,Acerglabrum,,United States,C
Tropicos,166741,MO,ACERACEAE,Acerglabrum,,United States,C
Tropicos,1657224,UMO 132596,ACERACEAE,acer,glabrum,Can
Tropicos,1658303,UMO 26173,ACERACEAE,acer,glabrum,Cana
Tropicos,1658382,UMO 26174,ACERACEAE,acer,glabrum,Cana
Tropicos,166718,MO,ACERACEAE,acer,glabrum,United States,A
Tropicos,166675,MO,ACERACEAE,acer,glabrum,United States,C
Tropicos,166716,MO,ACERACEAE,acer,glabrum,United States,C
Tropicos,1656769,UMO 69619,ACERACEAE,acer,glabrum,Unite
Tropicos,1657518,UMO 62866,ACERACEAE,acer,glabrum,Unite
Tropicos,1657595,UMO 61131,ACERACEAE,acer,glabrum,Unite
Tropicos,1657673,UMO 61132,ACERACEAE,acer,glabrum,Unite
Tropicos,1657806,UMO 61133,ACERACEAE,acer,glabrum,Unite
Tropicos,1658185,UMO 26175,ACERACEAE,acer,glabrum,Unite
Tropicos,1657145,UMO 151214,ACERACEAE,acer,glabrum,Unit
Tropicos,1657326,UMO 118080,ACERACEAE,acer,glabrum,Unit
And ~200 more for Acer glabrum
Pinus ponderosa var. scopulorum Engelm.
Spec.dq
Mapas y análises
0.1 ha parcela de Gentry (Cuivre River State Park, MO)
26 especies
Acer saccharum
Hace posible la
estimación de
distribuciones, a base
de muestras de
herbario
Salvias. Outline
(3) Acceso a travéz del
internet
www.salvias.net
Protección de derechos
intelectuales
Control de aceso directo por el dueno de los datos
Herramientas para buscar, combinar, y bajar archivos de datos completos
Acceso a las herramientas ecoinformáticas
(TaxonScrubber, SynTaxDq y SpecDQ)
Bajar datos
taxonómicos y de
distribución
Resultados preliminares….
Resultados preliminares….
(1) Patrones globales de diversidad y estructura en
comunidades de plantas leñosas
(2) Patrones latitudinales de distribuciones geográficas de
especies:
(3) Evaluación comparativa de niveles de endemismo en
comunidades locales:
(1) Patrones globales de diversidad y estructura en
comunidades de plantas leñosas
Enquist and Niklas (2001) Nature 410 655-660
Estructura taxonómica y filogenética en comunidades de
arboles . . . .
Enquist et al. (2002) Nature
Determinando la escala espacial de comunidades
Enquist et al. (2002) Nature
…evidencia de estructura en la composición taxonómica de
comunidades locales
(2) Patrones latitudinales de distribuciones geográficas
de especies:
Evidencia directa en contra a la Ley de Rapoport
Distribuciones latitudinales de especies de árboles
70
No. de muestras:
Distribucion latitudinal
n>1000
The results
Weiser et al. In Prep
60
50
40
30
20
10
0
-60
-40
-20
0
20
40
Centro latitudinal de distribucion
60
Distribuciones latitudinales de especies de árboles
70
No. de muestras:
Distribucion latitudinal
n>1000
The results
Weiser et al. In Prep
60
50
Especies de
distribuciones
muy extensas
40
30
20
10
0
-60
-40
-20
0
20
40
Centro latitudinal de distribucion
60
Distribuciones latitudinales de especies de árboles
Distribucion latitudinal
70
No. de muestras:
60
n>1000
500<n<999
The results
Weiser et al. In Prep
50
40
30
20
10
0
-60
-40
-20
0
20
40
Centro latitudinal de distribucion
60
Distribuciones latitudinales de especies de árboles
Distribucion latitudinal
70
No. de muestras:
60
n>1000
500<n<999
100<n<499
The results
Weiser et al. In Prep
50
40
30
20
10
0
-60
-40
-20
0
20
40
Centro latitudinal de distribucion
60
Distribucion latitudinal
Distribuciones latitudinales de especies de árboles
70
No. de muestras:
60
n>1000
500<n<999
100<n<499
11<n<99
The results
Weiser et al. In Prep
50
40
30
20
10
0
-60
-40
-20
0
20
40
Centro latitudinal de distribucion
60
Distribuciones latitudinales de especies de árboles
Distribucion latitudinal
70
No. de muestras:
60
50
n>1000
500<n<999
100<n<499
11<n<99
0>n>11
The results
Weiser et al. In Prep
40
30
20
Especies de
distribuciones
sumamente
restringidas
10
0
-60
-40
-20
0
20
40
Centro latitudinal de distribucion
60
(3) Evaluación comparativa de niveles de endemismo en
comunidades locales:
Cuales deberían ser la áreas prioritarias para
la conservación desde una perspectiva
global?
Global Comparison: Endemic Species Richness
Endemic species per 0.1 ha
60
50
40
Top 5%
30
20
10
0
-60
-40
-20
0
Latitude
20
40
60
Boyle et al. In Prep
Endemic Species Richness and Latitude
Endemic species per 0.1 ha
60
50
Mata Atlantica,
Brazil
40
30
20
10
0
-60
-40
-20
0
Latitude
20
40
60
Boyle et al. In Prep
Endemic Species Richness and Latitude
Endemic species per 0.1 ha
60
50
40
30
New Caledonia
20
10
0
-60
-40
-20
0
Latitude
20
40
60
Boyle et al. In Prep
Endemic Species Richness and Latitude
Endemic species per 0.1 ha
60
50
40
Província
biogeográfica del
Chocó
30
20
10
0
-60
-40
-20
0
Latitude
20
40
60
Boyle et al. In Prep
Conclusiones
Conclusiones
• Manejo, estandardización, y divulgación de datos de parcelas
Conclusiones
• Manejo, estandardización, y divulgación de datos de parcelas
• Un estandar global para la asesoría de la diversidad local, la
abundancia, etc.
Conclusiones
• Manejo, estandardización, y divulgación de datos de parcelas
• Un estandar global para la asesoría de la diversidad local, la
abundancia, etc.
• Herramientas ecoinformáticas para aumentar nuestro conocimiento
de la biodiversidad
Conclusiones
• Manejo, estandardización, y divulgación de datos de parcelas
• Un estandar global para la asesoría de la diversidad local, la
abundancia, etc.
• Herramientas ecoinformáticas para aumentar nuestro conocimiento
de la biodiversidad
• Una herramienta potencialmente poderosa para la asesoría del
endemismo y la determinación de prioridades para la conservación,
desde escalas locales, hasta global
www.salvias.net