Una base de datos global de informacion “ecoinformatica” para plantas

Presentación del tema: "Una base de datos global de informacion “ecoinformatica” para plantas"— Transcripción de la presentación:

1 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.

2 Antecedentes El proyecto SALVIAS Como funciona SALVIAS?
Base de datos de inventarios Herramientas informaticas: taxonomia, especimenes Internet

3 salvias 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

4 Que tan especial es mi lugar de estudio?
Composiciion? Endemismo? Dominancia, diversidad? Factores abioticos? Necesitamos una base de datos comparativa a escala mundial

5 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

6 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

7 Analizar los nexos entre:
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

8 SALVIAS Componentes Bases de datos externos de atributos de especies
Herramientas taxonomicas Especimenes Inventarios Herramientas geograficas Bases de datos externos de atributos ambientales

9 (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

10 Salvias. Outline_plotmap
A. Gentry MBG B. Boyle MBG, OTS O. Phillips RAINFOR USGS TEAM CI Enquist Lab UA Many others . . . Plataforma global de inventarios de 0.1 ha ~1,000 A travez de gradientes altitudinales y latitudinales Salvias. Outline_plotmap

11 (2) Herramientas EcoInformatics: Taxonomia
Proposito: 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)

12 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

13 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

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15 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

16 TaxonScrubber examples
1. Species = Hyeronima cf. oblonga Genus = Hyeronima Species = oblonga Cfaff = cf.

17 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

18 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

19 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

20 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)

21 syntax.dq (taxonomia) Acer glabrum Acer rubrum Pinus ponderosa
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.  Acer glabrum Acer rubrum Pinus ponderosa Spec.dq

22 (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)

23 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….

24 Lista final de especimenes
SALVIAS – Especimenes Bases de datos externos Lista original + nombres asociados SpecDQ Bases de datos locales Geo- Scrubber Lista final de especimenes + coordenadas

25 Lista final de especimenes
SALVIAS – Especimenes Bases de datos externos Lista original + nombres asociados SpecDQ Bases de datos locales Geo- Scrubber Lista final de especimenes + coordenadas

26 spec.dq- Especimenes Acer glabrum Acer glabrum Torr.
Tropicos, ,UMO ,ACERACEAE,Acerglabrum,,United States,Colorado,39.03, Tropicos, ,UMO 70442,ACERACEAE,Acerglabrum,,United States,Colorado,, Tropicos, ,UMO 61129,ACERACEAE,Acerglabrum,,United States,Utah,40.12, Tropicos,166751,MO,ACERACEAE,Acerglabrum,,Canada,British Columbia,53.05, Tropicos, ,UMO ,ACERACEAE,Acerglabrum,,Canada,British Columbia,48.68, Tropicos, ,UMO ,ACERACEAE,Acerglabrum,,Canada,British Columbia,, Tropicos, ,UMO ,ACERACEAE,Acerglabrum,,Canada,British Columbia,, Tropicos, ,UMO 61130,ACERACEAE,Acerglabrum,,United States,Idaho,47.33, Tropicos, ,UMO ,ACERACEAE,Acerglabrum,,United States,Oregon,, Tropicos, ,,ACERACEAE,Acerglabrum,,United States,Washington,48.53, Tropicos, ,,ACERACEAE,Acerglabrum,,United States,New Mexico,36.09, Tropicos,166641,MO,ACERACEAE,Acerglabrum,,United States,California,, Tropicos,166660,MO,ACERACEAE,Acerglabrum,,United States,California,39.98, Tropicos,166723,MO,ACERACEAE,Acerglabrum,,United States,California,39.65, Tropicos,166739,MO,ACERACEAE,Acerglabrum,,United States,California,41.27, Tropicos,166741,MO,ACERACEAE,Acerglabrum,,United States,California,39.65, Tropicos, ,UMO ,ACERACEAE,acer,glabrum,Canada,British Columbia,, Tropicos, ,UMO 26173,ACERACEAE,acer,glabrum,Canada,British Columbia,, Tropicos, ,UMO 26174,ACERACEAE,acer,glabrum,Canada,British Columbia,, Tropicos,166718,MO,ACERACEAE,acer,glabrum,United States,Arizona,35.01, Tropicos,166675,MO,ACERACEAE,acer,glabrum,United States,Colorado,39.45, Tropicos,166716,MO,ACERACEAE,acer,glabrum,United States,Colorado,40.67, Tropicos, ,UMO 69619,ACERACEAE,acer,glabrum,United States,Colorado,38.7, Tropicos, ,UMO 62866,ACERACEAE,acer,glabrum,United States,Colorado,38.7, Tropicos, ,UMO 61131,ACERACEAE,acer,glabrum,United States,Colorado,40.08, Tropicos, ,UMO 61132,ACERACEAE,acer,glabrum,United States,Colorado,39.85, Tropicos, ,UMO 61133,ACERACEAE,acer,glabrum,United States,Colorado,39.85, Tropicos, ,UMO 26175,ACERACEAE,acer,glabrum,United States,Colorado,40.08, Tropicos, ,UMO ,ACERACEAE,acer,glabrum,United States,Idaho,42.69, Tropicos, ,UMO ,ACERACEAE,acer,glabrum,United States,Idaho,42.32, And ~200 more for Acer glabrum 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

27 Salvias. Outline Acer saccharum 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

28 (3) Acceso a travéz del internet

29

30 Protección de derechos
intelectuales

31 Control de aceso directo por el dueno de los datos

32 Herramientas para buscar, combinar, y bajar archivos de datos completos

33 Acceso a las herramientas ecoinformáticas (TaxonScrubber, SynTaxDq y SpecDQ)

34 Bajar datos taxonómicos y de distribución

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36 Resultados preliminares….

37 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:

38 (1) Patrones globales de diversidad y estructura en comunidades de plantas leñosas
Enquist and Niklas (2001) Nature

39 Estructura taxonómica y filogenética en comunidades de arboles . . . .
Enquist et al. (2002) Nature

40 Determinando la escala espacial de comunidades
Enquist et al. (2002) Nature …evidencia de estructura en la composición taxonómica de comunidades locales

41 (2) Patrones latitudinales de distribuciones geográficas de especies:
Evidencia directa en contra a la Ley de Rapoport

42 Distribucion latitudinal Centro latitudinal de distribucion
Distribuciones latitudinales de especies de árboles The results No. de muestras: Weiser et al. In Prep Distribucion latitudinal Centro latitudinal de distribucion

43 Distribucion latitudinal Centro latitudinal de distribucion
Distribuciones latitudinales de especies de árboles The results No. de muestras: Weiser et al. In Prep Especies de distribuciones muy extensas Distribucion latitudinal Centro latitudinal de distribucion

44 Distribucion latitudinal Centro latitudinal de distribucion
Distribuciones latitudinales de especies de árboles The results No. de muestras: Weiser et al. In Prep Distribucion latitudinal Centro latitudinal de distribucion

45 Distribucion latitudinal Centro latitudinal de distribucion
Distribuciones latitudinales de especies de árboles The results No. de muestras: Weiser et al. In Prep Distribucion latitudinal Centro latitudinal de distribucion

46 Distribucion latitudinal Centro latitudinal de distribucion
Distribuciones latitudinales de especies de árboles The results No. de muestras: Weiser et al. In Prep Distribucion latitudinal Centro latitudinal de distribucion

47 Distribucion latitudinal Centro latitudinal de distribucion
Distribuciones latitudinales de especies de árboles The results No. de muestras: Weiser et al. In Prep Distribucion latitudinal Especies de distribuciones sumamente restringidas Centro latitudinal de distribucion

48 (3) Evaluación comparativa de niveles de endemismo en comunidades locales:
Cuales deberían ser la áreas prioritarias para la conservación desde una perspectiva global?

49 Global Comparison: Endemic Species Richness
Top 5% Boyle et al. In Prep

50 Endemic Species Richness and Latitude
Mata Atlantica, Brazil Boyle et al. In Prep

51 Endemic Species Richness and Latitude
New Caledonia Boyle et al. In Prep

52 Endemic Species Richness and Latitude
Província biogeográfica del Chocó Boyle et al. In Prep

53 Conclusiones

54 Conclusiones Manejo, estandardización, y divulgación de datos de parcelas

55 Conclusiones Manejo, estandardización, y divulgación de datos de parcelas Un estandar global para la asesoría de la diversidad local, la abundancia, etc.

56 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

57 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

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