Informática da Biodiversidade - ecoevol

Informática da Biodiversidade
Fabricio Villalobos
Laboratorio de Ecologia Teórica e
Síntese, ICB, UFG
[email protected]
Biodiversidade
 
O que é biodiversidade?   O que gente mede quando fala de Biodiversidade Biomas
Reinos
Bioregiões
Phyla
Paisajens
Famílias
Ecossistemas
Gêneros
Habitats
Espécies
Nichos
Sub-espécies
Populações
Populações
Populações
Individuos
Individuos
Cromosomas
Genes
Nucleótidos
Biodiversidade
As biologists began studying what are called ‘biodiversity pa>erns’, the primary data were observaAons of presences and absences of species across space and Ame, combined with geographical informaAon regarding climate, soil, geology and other features of the regions in which they are found. (Soberón & Peterson 2004) Biodiversidade
Convenção sobre Diversidade Biológica, Cumbre do Rio 1992 ArAgo 17 “As Partes Contratantes deverão facilitar o intercâmbio de informações de todas as fontes disponíveis publicamente, relevantes para a conservação e o uso sustentável da diversidade biológica, levando em conta as necessidades especiais dos países em desenvolvimento.” Informática da Biodiversidade
Informá(ca {informação e automáAca} Estuda a estrutura, comportamento e interações de sistemas naturais o arAficiais que armazenam, processam e comunicam informação. O Alcance é maior que: A ciência da informação, ciências da computação, teoria da informação, inteligência arAficial, etc. As formações com outras disciplinas denotam especialização, sendo o caso da BioinformáAca Informática da Biodiversidade
BioinformáAca: InvesAgação, desenvolvimento, ou aplicação de ferramentas computacionais e abordagens para ampliar o uso de dados biológicos, inclusive adquirir, armazenar, organizar, arquivar, analisar, ou visualizar esse dados. Biologia computacional: o desenvolvimento e aplicação de análises de dados e métodos teóricos, modelação matemáAca e técnicas de simulação computacional para o estudo de sistemas biológicos Biodiversidade {genes, espécies, ecossistemas}
Dados biológicos
Refere-­‐se aos fatos {biológicos}, observações, medições, ... As vezes chamados dados crus, mas depende do contexto – e.g. em sensores remotos significa outra cosa, dependente do usuário– Os dados biológicos são complexos e de grande amplitude de temas {diferentes domínios} São complexos pois podem-­‐se referir a muitas coisas – e.g. genes, espécies, ecossistemas, processos ou “proxis” (inferência) – Podem-­‐se encontrar como tabelas de texto, DBF, modelos relacionais, imagens, vídeos, livros, etc... Dados biológicos
Geográficos Distribuição organísmica -­‐distribuição geográfica das espécies-­‐, Apos de vegetação, ... ¡EM DISTINTAS ESCALAS! Temporais Inventários florestais, series de tempo sobre processos discerníveis através mediante sensores remotos, MONITOREO, ¡A DISTINTAS ESCALAS! Ecológicos Distribuição organísmica – Nicho ecológico fundamental-­‐ {Grinnellian and Eltonian niches and geographic distribuAons of species, Soberon 2007}, ¡EM DISTINTAS ESCALAS! Funcionais ProduAvidade primaria, índices de vegetação, índice de área foliar, etc Montanha
DADOS … Micro-sitio
1 X 1 m2
Micro-sitio
alargado
1 X 8 m2
Plot
3 X 10 m2
30 X 100 m2
Os dados e a incerteza
Pode-­‐se dizer que estas poucas notas não tem ajudado a esclarecer as ideias, mas para confundir. Porém, não sou eu quem confunde as ideias, senão as ideias são confusas e é bom saber que elas são assim para nós considerar-­‐lhas melhor (Umberto Eco) •  IdenAficação ruim •  Taxonomia obsoleta •  Georreferenciamento errada Exemplos…
Coleções cienqficas – exemplares de museu Exemplos…
Coleções cienqficas – exemplares de museu Exemplos…
Coleções cienqficas – exemplares de museu Exemplos…
Coleções cienqficas – coletores cienqficos 1
Nome cien/fico Tipo Al(tude da coleta Localidade Coletor, data e número de coleta Última
determinação
Determinações
históricas
Exemplos…
Coleções cienqficas – exemplares de museu Coleções científicas – Digitalização
Coleções cienqficas – exemplares de museu – DIGITALIZAÇÃO <Exemplar> 1
<Nome CienAfico> </Nome CienAfico> <ClaseTipo> </ClaseTipo> </AlAtude Coleta> </País Estado> </Localidade> <AlAtude Coleta> <País Estado> <Localidade> <Coletor> <Data> </Coletor> </Data> </Exemplar> Coleções científicas – Digitalização
Coleções cienqficas – exemplares de museu – DIGITALIZAÇÃO <Exemplar> <NomeCienAfico> <ClaseTipo> Type CollecAon <AlAtudeColeta> <PaísEstado> Litsea pallens Lundell </NomeCienAfico> </ClaseTipo> 1200 m </AlAtudeColeta> México: Tamaulipas </PaísEstado> <Localidade> Sierra near Victoria </Localidade> <Coletor> </Coletor> <Data> </Exemplar> H. W. von Rozynski February 1932 </Data> Coleções científicas – Digitalização
XML Schema Exemplar NomeCienAfico Nome Autor ClaseTipo AlAtudeColeta AlAtud Unidad LugarColeta País Estado Localidade Coletor Data Mes Ano Coleções científicas – Digitalização
<Exemplar> <NomeCienAfico> <Nome> Litsea pallens </Nome> <Autor> Lundell </Autor> </NomeCienAfico> <ClaseTipo> Tipo </ClaseTipo> <AlAtudeColeta> <AlAtude> 1200 </AlAtude> <Unidade> metros </Unidade> </AlAtudeColeta> <LugarColeta> <País> México </País> <Estado> Tamaulipas </Estado> <Localidade> Sierra near Victoria </Localidade> </LugarColeta> <Coletor> H. W. von Rozynski </Coletor> <Data> <Mes> Febrero </Mes> <Ano> 1932 </Ano> </Data> </Exemplar> Coleções científicas – Digitalização
XSL XML XSL XSL Extensible Stylesheet Language Associação cienqfica internacional, não lucraAva, que procura desenvolver, adotar e promover padrões para armazenar e comparAlhar dados sobre organismos. A parAr do ano 2000 desenvolveram 2 padrões para bases de dados de coleções biológicas Darwin Core (esquema plano) ABCD Schema (Esquema hierárquico) Associação cienqfica internacional, não lucraAva, que procura desenvolver, adotar e promover padrões para armazenar e comparAlhar dados sobre organismos. A parAr do ano 2000 desenvolveram 2 padrões para bases de dados de coleções biológicas Darwin Core (esquema plano) ABCD Schema (Esquema hierárquico) • 48 elementos • Esquema plano (apenas uma tabela) • Somente campos comuns em todas as coleções • Se usam extensões (curatoriais, geográficas, paleontológicas) • Mais práAco DwC + + Extensão Extensão Associação cienqfica internacional, não lucraAva, que procura desenvolver, adotar e promover padrões para armazenar e comparAlhar dados sobre organismos. A parAr do ano 2000 desenvolveram 2 padrões para bases de dados de coleções biológicas Darwin Core (esquema plano) • Mais de 700 elementos • Esquema hierárquico (elementos aninhados) • Todos os campos de todas as coleções • Mais completo ABCD Schema (Esquema hierárquico) Darwin Core (IdenAficación) 1 ScientificName T El nombre completo de menor rango especificado en la identificación del organismo. 2 Kingdom T El nombre del reino al que pertenece el organismo. 3 Phylum T El nombre de la división al que pertenece el organismo. 4 Class T El nombre de la clase al que pertenece el organismo. 5 Order T El nombre de la división al que pertenece el organismo. 6 Family T El nombre de la familia al que pertenece el organismo. 7 Genus T El nombre del género al que pertenece el organismo. 8 Species T El nombre de la especie al que pertenece el organismo. 9 Subspecies T El nombre de la subespecie al que pertenece el organismo. 10 ScientificNameAuthor T El autor o autores del nombre científico. Se debe ajustar a las convenciones de la disciplina taxonómica correspondiente. 11 IdentifiedBy T El/los nombre/s de la/s persona/s que asignaron el nombre científico, actualmente aceptado, al objeto catalogado. 12 YearIdentified N El año de la identificación, con cuatro dígitos, p.ej. 1906, 2002 etc. 13 MonthIdentified N El mes de la identificación, con dos dígitos [01..12]. 14 DayIdentified N El día del mes de la identificación, con dos dígitos [01..31]. 15 TypeStatus T Indica la designación más reciente del ejemplar como tipo nomenclatural. X Darwin Core (Preparación y conservación) 16 InstitutionCode T Un código que identifica la institución o centro a la que la colección pertenece. No existe ningún registro global para la asignación de los códigos; utiliza el código que es estándar dentro de tu disciplina. X 17 CollectionCode T X 18 CatalogNumber T Un valor alfanumérico único que identifica la colección dentro de la institución. Un texto alfanumérico único que identifica un registro individual dentro de una colección. Se recomienda que este valor proporcione una clave por la que el espécimen en cuestión puede ser identificado. Si el espécimen tiene varios elementos como por ejemplo varios tipos de preparación, este valor debería identificar la componente individual del espécimen. 19 BasisOfRecord N Una descripción que indica si el registro representa una observación (O), un organismo vivo (L), un espécimen testigo (S), germoplasma/
semilla (G) etc. 20 Sex T Código que representa el sexo del organismo (propuesto: M=macho, F=hembra, H=hermafrodita, I=sin determinar (examinado pero no pudo ser determinado), U=desconocido (no examinado), T=transicional (entre sexos, útil para hermafroditas secuénciales) 21 PreparationType T Una lista de métodos de preparación y conservación del ejemplar (piel, cráneo, esqueleto, animal entero (ETHO), preparación microscópica, etc.). Se refiere a un único registro de colección. 22 IndividualCount N El número de individuos presentes en un lote o contenedor a que el número de catalogo se refiere. No es una estima de la abundancia o densidad en la localidad de recolección. X Darwin Core (Recolección y notas) 23 Collector T El/los nombre/s del/los recolector/es responsable/s de la recolección o que hizo la observación. 24 CollectorNumber T Un número identificador (en formato texto) aplicado al ejemplar en el momento de la recolección. Establece enlaces entre diferentes partes/preparaciones de un único espécimen y entre notas de campo y el espécimen. 25 FieldNumber T Un número identificador (en formato texto) aplicado en el momento de la recolección a un conjunto de material que se ha generado durante una única recolección. 26 Notes T Notas de texto libre adjuntas al registro del ejemplar. 27 PreviousCatalog-­‐Number T Lista de códigos de colección asignados previamente al ejemplar. Tiene que ser compuesto por el código del centro y del código de la colección, aunque quizás ya no existan. Darwin Core (Cuándo) 28 YearCollected N El año durante el que el ejemplar ha sido recolectado en el campo, siempre con cuatro dígitos, p.ej. 1972. 29 MonthCollected N El mes del calendario durante el que el ejemplar ha sido recolectado en el campo, siempre con dos dígitos, [01…12]. 30 DayCollected N El día del mes durante el que el ejemplar ha sido recolectado en el campo, siempre con dos dígitos, [01…31]. 31 JulianDay N El día ordinario del año (o sea, el número de días pasados desde el día 31 de Dic. del año anterior, el 1 de Ene es JulianDay 1) en que el ejemplar ha sido recolectado. Puede ser calculado mediante los campos YearCollected, MonthCollected, y DayCollected. 32 TimeOfDay N La hora en que el ejemplar ha sido recolectado, expresado como hora decimal desde medianoche, hora local (p.ej.: 12.0 y 13.5). Darwin Core (Dónde) 33 ContinentOcean T El nombre completo del continente u océano donde el ejemplar ha sido recolectado. 34 Country T El país o la unidad política mayor donde el espécimen ha sido recolectado, expresado según la norma ISO 3166-­‐1 con código de dos letras, p.ej. España = ES. 35 36 37 38 StateProvince County Locality Longitude T T T N 39 Latitude 40 CoordinatePrecision N Una estima de cómo de cerca ha sido especificada la localidad de recolección; expresada en la distancia en metros que corresponde al radio alrededor de la localidad. Utiliza NULL si el error es desconocido, si no se puede estimar o si no aplica. 41 BoundingBox BX Proporciona un mecanismo para ejecutar búsquedas utilizando un cerco. Un cerco normalmente no está presente en la base de datos, pero se puede generar a partir de los campos Latitude y Longitude. (este dato NO es devuelta en las búsquedas) 42 MinimumElevation 43 MaximumElevation 44 MinimumDepth N La distancia mínima en metros por encima (positivo) o por debajo (negativo) del nivel del mar en que se encuentra la localidad de recolección. N La distancia máxima en metros por encima (positivo) o por debajo (negativo) del nivel del mar en que se encuentra la localidad de recolección. N La distancia mínima en metros por debajo de la superficie del agua donde la recolección ha sido realizada; todo el material recolectado tiene al menos esta profundidad. Positivo por debajo de la superficie, negativo por encima (p.ej: recolecciones por encima del nivel del mar en zonas de marea). 45 MaximumDepth N La distancia máxima en metros por debajo de la superficie del agua donde la recolección ha sido realizada; todo el material recolectado tiene al menos esta profundidad. Positivo por debajo de la superficie, negativo por encima (p.ej: recolecciones por encima del nivel del mar en zonas de marea). 46 DateLastModified DT La fecha y hora de la ultima modificación del registro según norma ISO 8601 en UTC(GMT). Ejemplo: X "5 de Noviembre 5, 1994, 8:15:30, Madrid (GMT+1:00)" sería "1994-­‐11-­‐05T7:15:30Z" (vea http://
www.w3.org/TR/NOTE-­‐datetime). Puede ser generado de forma automática. El nombre completo de la provincia del que el ejemplar ha sido recolectado. El nombre completo del municipio del que el ejemplar ha sido recolectado. Descripción de la localidad de recolección. La longitud de la localización donde el ejemplar ha sido coleccionado, expresado en grados decimales. N La latitud de la localización donde el ejemplar ha sido coleccionado, expresado en grados decimales. Darwin Core ABCD Schema Bases de dados – Disponibilidade da informação
This focus on primary occurrence informaAon began with the earliest of the classic naturalists, and conAnued right up to the present. This basis, of course, requires the collaboraAon of the enAre systemaAc enterprise—without sound taxonomic informaAon, descripAon and understanding of species diversity pa>erns and distribuAons would be impossible. (Soberón & Peterson 2004) PROBLEMAS! • IdenAficação ruim •  Taxonomia obsoleta •  Georreferenciamento errado Bases de dados – Disponibilidade da informação
Bases de dados – Disponibilidade da informação
Bases de dados – Disponibilidade da informação
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