12 заметок с тегом

таксономическая база данных

Последовательность шагов для определения видов диатомовых микроводорослей по морфологическим признакам

Продолжаю рассуждать об алгоритме идентификации огромного числа видов диатомовых

Я медленно распаковываю присланный архив и передо мною открывается пятьсот фотографий диатомовых водорослей. Боже, они все такие разные, и я не знаю, какие виды на них изображены. А через два месяца мне нужно написать отчет и упомянуть большую часть из этих видов. Но как к ним подступиться, с чего начать? Ведь диатомовых очень много, а я знаю так мало. Караул!


В аннотации к статье Tyree et al. (2020) Reduction of taxonomic bias in diatom species data приведена следующая рекомендация:

«postcount identification and documentation of taxa (as opposed to an approach in which analysts assign names while they enumerate)».

Полностью она звучит так:
Precount voucher floras. [...] Each analyst was instructed to provide the project leader with a digital image of a representative specimen for all taxa that made up 5% or more of an individual count. [...] Multiple images were collected to document the size and morphological range of each taxon, which were then assigned aunique mOTU code. The images were assembled into image catalogs, or precount voucher floras, and made available to analysts. Analysts then had the opportunity to comment and reformulate mOTUs and their member images before the formal analysis began. Once analysis of microslides started, newly encountered taxa were photographed, assigned a code, added to the flora, and made available to project analysts for use throughout the analysis period.


Это натолкнуло меня на мысль о порядке определения видов диатомовых. Он подходит только для определения видов по фотографиям.

(1) Сначала объединяем фотографии особей в группы по схожести видимых признаков, невзирая на таксономическую принадленость изображенных организмов.

Фактически, на первом этапе мы выделяем морфотаксоны.

(2) После, пересматриваем организмы группы. Если какой-то организм из группы чем-то значимо отличается от остальных организмов этой группы, переносим его в другой морфотаксон.

На втором шаге присваиваем имена морфотаксонам.

(3) В финале, определяем видовую принадлежность организмов группы и называем виды, либо оставляем название морфотаксона, если вид определить не удалось.


Такой же алгоритм упомянут на сайте diatoms.org:

Steps to Eliminate Taxonomic Bias

  1. A priori, images are collected and organized into morphological OTUs.
  2. Each OTU is assigned a provisional name (GOM01, GOM02, etc.)
  3. Taxonomists add images to the voucher flora, when new taxa are encountered during analysis.
  4. Identification of species is delayed, until the final step of analysis.
  5. The voucher publicly available and serves as a permanent record of the study.
  6. Permanent slides are deposited in a public herbarium to support the voucher.



Tyree et al. (2020) дает рекомендации по именованию морфотаксонов:

Formal scientific names. [...] analysts [...] enumerated taxa based on the mOTU codes from the shared voucher floras. When analyses were completed, mOTU codes were reconciled, and formal scientific names were assigned during collaborative workshops. During the workshops, project analysts [...] assigned scientific names to mOTUs. For each scientific name assigned, analysts recorded their initials and the taxonomic concept reference used when identifying the taxon. Any mOTU that did not correspond with a validly published species was referenced by its project-specific code (e. g. “Achnanthidium sp. 1 SESQA”). Such names were entered into [...] Taxonomic Database [...] as a bench name, with the voucher flora serving as the image representation of the name.

Изображения диатомовых сгруппированные по морфотаксонам. Bishop et al., 2017



Последовательность шагов для определения диатомовых выглядит так:

  • Делим изображения на морфотаксоны
  • Корректируем состав морфотаксонов
  • Идентифицируем виды, относящиеся к морфотаксонам
  • Соотносим с морфотаксоном валидное видовое название или оставляем рабочее название морфотаксона
  • Заносим результаты в таксономическую базу данных


Эта последовательность подходит для идентификации других групп организмов.



В предыдущих сериях:


Архип — библиотека опубликованных изображений диатомовых микроводорослей

Архип — это таксономическая информационная система, предназначенная для дистанционного взаимодействия с опубликованными изображениями диатомовых водорослей.

3d-microalgae.org/arxip

Архип предоставляет фотообразцы видов диатомовых, необходимые для идентификации других диатомовых водорослей.

Работа с Архипом подразумевает просмотр и выбор фотографий, соответствующих заданному критерию. Это могут быть фотографии из выбранной статьи, или фотографии какого-то вида или представителей рода, или фотокопии таблиц с морфологическими признаками.

База даных Архипа содержит только сведения, добавленные пользователями с правами администратора. Архип не занимается автоматической индексацией имеющейся библиографической информации и не умеет автоматически выделять нужные сведения из электронных публикаций. Поэтому, предоставляемый перечень публикаций и таксономических имен заведомо неполон и является всего лишь небольшим срезом общего глобального массива данных.

Архип ориентирован на работу с опубликованными фотографиями, которые являются частью научной публикации. Особенность таких изображений заключается в том, что они содержат уже идентифицированный организм, обнаруженный на некоторой территории в указанное время. То есть такие фотографии являются достаточно надежным образцом для идентификации организмов такого же вида или рода.

Достаточная надежность фотоматериалов обеспечена репутацией авторов статьи, уровнем критичности рецензентов и мнением главного редактора научного издания, в котором были опубликованы фотографии микроводорослей.

Для работы с Архипом необходим зарегистрироваться: указать электронную почту, имя, организацию и согласиться с правилами использования предоставленных материалов.

Правила работы с Архипом подразумевают, что вы согласны использовать фотографии только в научных, учебных и личных целях.

3d-microalgae.org/arxip

Архип рад всем таксономистам и систематикам, которые занимаются диатомовыми водорослями планктона и бентоса морей, рек, озер и океанов.

Система таксонов диатомовых микроводорослей в моих проектах

Панцирь диатомовой микроводоросли Pseudostaurosira cataractarum. Рис. 93, 94 из [Beauger et al., 2018]

В своих проектах я использую следующую простую иерархическую систему таксонов диатомовых микроводорослей.

На верхнем уровне находятся все диатомовые водоросли. Чтобы не путаться с высшими таксонами диатомовых, я считаю, что это просто отдельная безранговая группа микроорганизмов — Bacillariophyta.

На следующем уровне находятся два морфотаксона: центрические и пеннатные диатомовые: Centric и Pennate.

Они, в свою очередь, разделяются на морфотаксоны:

  • центрические однополюсные (Centic unipolar),
  • центрические двуполюсные (Centric bipolar),
  • пеннатные бесшовные (Pennate araphid),
  • пеннатные одношовные (Pennate monoraphid)
  • пеннатные двушовные (Pennate biraphid).

Роды диатомовых я отношу к одному из этих морфотаксонов. К родам отношу виды, вариететы и формы. Считаю, что вариететы и формы имеют ранг вида.

Получается следующая система:


  • Bacillariophyta
    • Centric
      • Centic unipolar
        • роды центрических однополюсных
      • Centric bipolar
        • роды центрических двуполюсных
  •  
    • Pennate
      • Pennate araphid
        • роды пеннатных бесшовных
      • Pennate monoraphid
        • роды пеннатных одношовных
      • Pennate biraphid
        • роды пеннатных двушовных

Я не использую промежуточные традиционные таксоны ранга семейства или класса, потому что:

Высшие таксоны — это искусственные категории, созданные для нашего удобства. Они помогают классифицировать объекты живой природы или не помогают, если система высших таксонов выбрана неудачно.

Предложенная система высших таксонов диатомовых помогает мне решать задачи проектов, поэтому я ее использую. Когда возникнет необходимость что-то исправить или добавить, я модифицирую данную схему и напишу об этом.

P. S. Впредь буду ссылаться на эту заметку в статьях, где потребуется объяснить используемую систему высших таксонов диатомовых микроводорослей.

Высшие таксоны диатомовых водорослей

Художник Арбеков Владимир Георгиевич

Во время наполнения таксономической базы данных научными названиями диатомовых водорослей у меня возникли вопросы:

  • к каким высшим таксонам отнести диатомовых?
  • сколько высших таксонов достаточно использовать?

Исследование показало, что в этом вопросе у товарищей-диатомологов согласия нет.

Варианты высшей классификации диатомовых

Википедия — как самый быстродоступный синтезатор знаний — на этот счет имеет минимум три мнения. Рассмотрим их.

[Round, Crawford, Mann, 1990]

Апостолы диатомологии — троица Роунд, Крауфорд и Манн — выделяют отдел диатомовых, а в нем три класса с подклассами.

  • Phylum Bacillariophyta
    • Class Coscinodiscophyceae — все центрические
    • Class Bacillariophyceae — пеннатные со швом
    • Class Fragilariophyceae — пеннатные без шва

Здесь хорошо, что диатомовые — это отдельный таксон стандартного ранга (отдел), в котором выделено три таксона такого же стандартного ранга (класса). А вот вложенные подклассы — это плохо.

[Ruggiero et al., 2015]

Ригуеро с коллегами, ни много, ни мало, предложили классификацию высших таксонов всех живых организмов. При этом они поместили диатомовых с некоторыми другими классами организмов в отдел Охрофитовых, из-за оранжево-коричневатой (охровой) окраски живых представителей. Для диатомовых авторы выделили класс, в который поместили подклассы с традиционными названиями.

  • Phylum Ochrophyta
    • Class Bacillariophyceae
      • Subclass Bacillariophycidae
      • Subclass Coscinodiscophycidae
      • Subclass Fragilariophycidae

Фактически авторы сдвинули классификацию Раунда и коллег на уровень вниз.

Такой же системы придерживается ВОРМС.

[Medlin, Kaczmarska, 2004]

Поcледователи генетических методов — Медлин и Кашмарская — считают, что диатомовые отдельный отдел. В нем есть два подотдела и три класса. Причем шовные и бешовные диатомовые слиты в единый класс пеннатных, тогда как центрические разделены на классы радиальных центрических и полярных центрических.

  • Phylum Bacillariophyta
    • Subphylum Coscinodiscophytina
      • Class Coscinodiscophyceae — радиальные центрические
    • Subphylum Bacillariophytina
      • Class Mediophyceae — полярные центрические
      • Class Bacillariophyceae — все пеннатные

Деление на таксоны выполнено при помощи алгоритмических манипуляций над последовательностями нуклеотидов, что у меня сразу вызывает скепсис. Также не нравится объединение всех пеннатных в один класс. А вот выделение двух морфогрупп у центрических — с полюсами и без оных — нравится.

Этой системы придерживается Альгабейз.

Прочая филогеносситематика

Прочие филогенетические нововведения см. в Википедии.

Какую систему выбрать

Майкл Гуйри — один из авторов Альгабейза — очень разумно заметил, что:

The use of a particular phylum or superphylum name for diatoms (or to include diatoms) is a taxonomic decision. All that I have endeavoured to do here is to clarify the valid use of the automatically typified phylum name Bacillariophyta for authors who wish to use such a phylum name exclusively for diatoms and to point out the validity or otherwise of other phyla names that are said to include the diatoms.
[Guiry, 2017]

Другими словами, куда вы поместите диатомовых — в отдел или подотдел — это ваше дело.

По сути высшие таксоны — это искусственные категории, созданные только для нашего удобства. Они помогают классифицировать объекты живой природы. Или не помогают, если система высших таксонов выбрана неудачно.

Высшие таксоны — это искусственные категории

Отсюда, система высших таксонов диатомовых водорослей:

  • должна помогать упорядочивать одноклеточных по морфологическим признакам,
  • должна состоять из таксонов нормального ранга, безо всяких промежуточных под и над.

Альтернативная система высших таксонов диатомовых водорослей

Если обобщить упомянутые выше классификации, то по морфологии диатомовые микроводоросли удобно делить на:

  • центрические однополюсные
  • центрические многополюсные
  • пеннатные бесшовные
  • пеннатные моношовные
  • пеннатные двушовные.

Также их удобно считать отдельным отделом, а следующие таксоны — классами.

Новый класс Achnanthophyceae

Единственная проблема в том, что для моношовных диатомовых нет специального класса, их относят к отряду Achnanthales. Но для моих целей подойдет искусственный класс — класс Achnanthophyceae.

Название класса Achnanthophyceae образовано из названия рода Achnanthes при помощи добавления окончания -phyceae. Очевидно, это не валидный таксон, но мне главное удобство.

Род Achnanthes + -phyceae → класс Achnanthophyceae

Что использовать в таксономической БД

В таксономической базе данных собираюсь использовать следующие высшие таксоны диатомовых.

Phylum Bacillariophyta
Class Coscinodiscophyceae центрические однополюсные
Class Mediophyceae центрические многополюсные
Class Bacillariophyceae пеннатные двушовные
Class Achnanthophyceae пеннатные одношовные
Class Fragilariophyceae пеннатные без шва

Литература

  • Round F. E., Crawford R. M., Mann D. G. (1990) The Diatoms. Biology and Morphology of the Genera. Cambridge University Press, Cambridge. 747 pp.

Степень доверия к списку таксонов

Настоящие таксономисты любят публиковать длинные списки видов, обнаруженных в каком-нибудь интересном месте. Отечественные исследователи часто называют их чеклистами. Звучит загадочно и, как и любой англицизм, придает весомость научной работе. (По мнению среднестатистического обывателя.)

Списки видов обычно публикуют, когда проведена большая работа, исследован обширный материал, систематизирована масса литературных источников, а в результате — сказать особо не о чем, за редким исключением.

Брянцева Ю. В. 2020. Динофлагеляти Кримського півострова та його морського прибережжя

Несомненно, списки видов полезны. Но к ним, все-таки, следует относиться с определенной долей скепсиса.

Степень доверия к таксономическому списку

Степень доверия определяется тем, насколько находка конкретного вида подтверждена типовым материалом. Чтобы не утруждать любимого читателя занудной классификацией типовых экземпляров, упрощю определение:

Простая мера доверия к таксономическому списку зависит от наличия изображений видов, упомянутых в списке.

Простая мера доверия выражается числом от единицы до трех:

  • 1 — изображений нет,
  • 2 — есть изображения среднего качества,
  • 3 — есть изображения отличного качества.

Значение меры может быть вещественным. Чем ниже мера, тем меньше доверия и больше скепсиса.

Поясню на примере чеклистов диатомовых.

Степень доверия к списку видов диатомовых водорослей

Любой профессиональный диатомолог скажет, что:

Для корректного опознания вида диатомовой водоросли необходимо изображение панциря, полученное с разных ракурсов с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ), а также изображения живой микроводоросли с протопластом.

Отсюда:

3 → Максимальное доверие у списка диатомовых, в котором каждый вид сопровождают фотографии, полученные с помощью СЭМ, и фотографии живых организмов.

2 → Среднее доверие у списка, в котором каждый вид проиллюстрирован фотографиями, выполненные под световым микроскопом (СМ).

1 → Минимальное доверие у списка, в котором только перечислены виды.

2...3 → Есть СЭМ и СМ фотографии. Чем больше СЭМ, и больше фото живых клеток, тем ближе к трем.

1...2 → Есть СМ фото и есть виды без фото. Чем больше видов без фото, тем ближе к единице.

Примеры

Доверие единица

Рябушко Л. И., Бондаренко А. В. 2011. Микроводоросли планктона и бентоса Азовского моря (чек-лист, синонимика, комментарий)

Доверие низкое. Потому что авторы не приводят фотографий, дают много ссылок на чужие работы, в которых также практически нет фотографий, и сами исследуют микроводоросли только в световой микроскоп, что ставит под сомнение находки некоторых видов. Не делайте так.

Доверие между единицей и двойкой

Bukhtiyarova L. N. 1999. Diatoms of Ukraine inland waters

Нет фотографий, но даны ссылки на фото в других источниках и приведены места находок, что подтверждает объективность исследований. Кроме того, Людмила Николаевна — авторитетный диатомолог. Поэтому доверие к списку есть. Но если решите делать список, все-таки следуйте следующим примерам.

Доверие двоечка

Световые фотографии посредственного качества. Из-за этого сами авторы часто сомневаются в корректности определения видов. Это плохой пример для подражания. Хорошие примеры ниже ↓

Доверие между двумя и тремя

Stuart R. Stidolph diatom atlas. Plate 52

Все виды сопровождаются световыми фотографиями очищенных панцирей диатомовых. Хотя, в некоторых случаях, оптического разрешения недостаточно для уверенного определения видов, работа выполнена качественно.

Доверие между двумя и тремя

Taylor et al. 2007. An illustrated guide to some common diatom species from South Africa

Все виды сопровождаются световыми фотографиями, почти для всех даны прижизненные фото с протопластом, у многих есть электронные фотографии деталей панциря. Доверия высокое. Отличный пример для подражания.

Доверие троечка

Al-Yamani F. Y., Saburova M. A. (2019) Marine phytoplankton of Kuwait’s waters. Vol. 2. Diatoms

Превосходный список с превосходными иллюстрациями. Виды сопровождают фото живых клеток, СМ фото очищеных панцирей и СЭМ фотографии. Такие списки — редкость. Это превосходный пример для подражания.

Если вы делайте также — напишите мне.

* * *

В мере доверия можно учесть разные показатели. Например, авторитет исследователя. (Кстати, как его измерить?) Сейчас:

Простая мера доверия списку таксонов не учитывает вашу субъективную оценку работы исследователя.

Приведенная мера доверия отражает наличие или отсутствие изображений опубликованных видов. Она не учитывает ваши знания о профессионализме исследователя.

Так, если оценивать качество работы, то моя оценка списку диатомовых Украины Л. Н. Бухтияровой (1999) — 10 из 10, ибо я знаю с какой тщательностью Людмила Николаевна готовит материал. А оценка, к примеру, списка Стеркена и ко. (2015) — 2 из 10, хоть там и есть световые фотографии створок диатомовых.



Придумайте свою меру доверия списку таксонов или усложните предложенную простую. Поделитесь находкой в комментариях.



Доверяй, но проверяй.

Давайте сделаем базу с данными о сукцессии фитопланктона

В развитии фитопланктона наблюдается интересная закономерность. Его таксономический состав не постоянен, а меняется на протяжении года. Причем меняется не произвольно, а с некоторой периодической закономерностью. Получается, что в определенные периоды доминирует определенная группа организмов и эта ситуация повторяется из года в год.

Циклическая сукцессия озерного фитопланктона из книги «Лимнология»

Такая смена доминирующих таксонов называется сукцессией. Она наблюдается повсеместно у многих групп организмов.

Сукцессия не обязательно является периодической. Она может быть линейной, но у фитопланктона сукцессия циклична.

Из года в год в одних и тех же местах, одни и те же виды фитопланктона доминируют в одни и те же периоды года

В литературе накоплен большой массив данных о сукцессиях фитопланктона в разных частях планеты: от прудов, озер и рек, до морей, океанов и гиперсоленых водоемов. Однако я не знаю ресурса, где все эти данные были бы сведены воедино. И не видел подобный публикаций.

Данные о сукцессиях фитопланктона не систематизированы

Предлагаю любому заинтересованному исследователю или группе сделать ресурс с информацией о зарегистрированных сукцессиях фитопланктона.

Я помогу сформировать саму базу. От вас потребуется тщательный и кропотливый сбор информации.

Если вам интересен такой проект, пишите на почту: me@antonlyakh.ru

 Нет комментариев    120   2020   сукцессия   таксономическая база данных   фитопланктон

Подскажите журнал для публикации описания таксономической базы данных

Придумал удобную структуру для хранения дерева таксономических имен. Хочу опубликовать ее в статье на английском языке, желательно в возовском журнале.

Статья небольшая. Техническая. C примерами систем, где используется описываемая структура БД. Примеры из биологии.

За публикацию платить не хочется. Поэтому ищу бесплатный журнал или журнал с невысокой оплатой за статью (до 500 евро).

Не подходят из-за высокой цены (больше 500 евро)

Более-менее подходит (до 500 евро)

Скорее-всего не подойдут по тематике

Надо пробовать

Пишите в комментариях или на Ресечгейте.

 Нет комментариев    309   2020   где публиковаться   журнал   таксономическая база данных

Разнообразие способов цитирования омонимов таксономических названий

Омонимы и гемиомонимы

Когда разные виды или роды организмов имеют одинаковые научные названия, они являются омонимами или гемиомонимами.

Platydactylus australis Dumeril, 1856
Platydactylus australis Walker, 1869
Platydactylus australis Saussure, 1878

Если одинаково названы организмы из одного царства — это омонимы (англ. homonyms). Если из разных — гемиомонимы (англ. hemyhomonyms). Ниже, для удобства, гемиомонимы я тоже буду называть омонимами.

Термин гемиомоним ввел Старобогатов в 1991 году.

Откуда беруться омонимы

Омонимы появляются по двум причинам.

Первая — когда исследователь, назвавший организм, не знал о том, что такое название уже кто-то использовал. Больше всего таких омонимов появилось в 19 — начале 20 века.

Platydactylus australis Dumeril, 1856 — так Думерил назвал австралийского геккона;
Platydactylus australis Walker, 1869 — Валкер назвал так же найденного позже сверчка;
Platydactylus australis Saussure, 1878 — Сасю так же назвал еще одного сверчка.

Вторая — когда исследователь принял организм нового неизвестного вида за известный. Такие истуации случаются до сих пор.

Drosophila pygmaea Duda, 1926 — так Дуда назвал вид плодовых мушкек;
Drosophila pygmaea Duda, 1927 — а потом еще раз отнес к нему мушек другого вида;
Drosophila pygmaea (Bulliard) Quélet, 1886 — а вообще так изначально был назван гриб.

Как цитировать омонимы

Когда в статье приведено научное название вида, которое является омонимом, и нет дополнительных указаний, что это за организм, то получить однозначную информацию о нем, руководствуясь только названием, не удастся. Если в таксономической базе данных хранятся омонимичные названия, то найти нужную запись только по такому названию тоже не получиться — результат будет неоднозначным.

Orestias elegans — это рыба или орхидея?

Поэтому, чтобы отличить омонимы друг от друга, используют несколько приемов:

  • указывают автора или год;
  • дописывают высший таксон;
  • указывают нетаксономическую группу или аббревиатуру царства;
  • используют идентификатор записи вбазе данных.

Цитируем омонимы по автору или году

Обычно к названию таксона дописывают авторов и год, когда данный таксон был описан.

Orestias elegans Ridley, 1887 — орхидея,
Orestias elegans Garman, 1895 — рыба.

Но когда авторов много или у них длинные фамилии, перечислять их неудобно. Поэтому Дубоис предложил писать только год появления названия.

Orestias elegans 1887
Orestias elegans 1895

Это позволяет сократить запись и отличить омонимы друг от друга, потому что омонимов с одинаковым годом описания не существует.

Цитируем омонимы по высшему таксону

В другом способе записи между родовым и видовым эпитетом в скобках указывают высший таксон (обычно — семейство), к которому относится вид.

Orestias (Orchidaceae) elegans
Orestias (Cyprinodontoidei) elegans

Либо семейство дописывают после названия вида.

Orestias elegans (Orchidaceae)
Orestias elegans (Cyprinodontoidei)

Так как придумано несколько тысяч названий семейств, то определить по названию семейства царство организма могут единицы. Поэтому перед семейством дописывают название отряда или царства.

Orestias elegans (Plantae: Orchidaceae)
Orestias elegans (Animalia: Cyprinodontoidei)

Указываем группу организмов или аббревиатуру царства

В данном случае после названия указывают нетаксономическую группу организма.

Orestias elegans (fish)
Orestias elegans (plant)

Алексей Шипунов после названий омонимов, пишет односимвольную аббревиатуру царства.

Orestias elegans (z)
Orestias elegans (b)

Но если в одном царстве несколько омонимов, прием не сработает.

Platydactylus australis (z)
Platydactylus australis (z)
Platydactylus australis (z)

Drosophila pygmaea (f)
Drosophila pygmaea (z)
Drosophila pygmaea (z)

Цитируем омонимы по идентификатору записи в базе данных

Во всех упомянутых подходах используются понятные человеку обозначения. Это человекоориентированная запись омонимов. Но, так как сеть и базы данных все больше и больше занимают умы, некоторые систематики предлагают использовать машинный подход к обозначению таксонов.

Так, Рамболд с сотоварищами вместо авторов и года публикации названий видов, предложили писать числовой идентификатор записи с названием из таксономической базе данных.

Lecanora varia (Hoffm.) Ach.
Lecanora varia [#389546]

Авторы ограничились только царством грибов. Потому что владельцы трех микологических баз данных (Fungal Names, Index Fungorium, MycoBank) договорились о единой системе идентификации записей. То есть во всех трех базах совпадают номера записей с одними и теми же названиями.

Авторы пишут, что так компьютерам будет удобнее понимать названия в тексте, да и люди смогут их различить. Но этот прием нарушает основной принцип разработки интерфейсов — человечность.

К счастью, сообщество систематиков достаточно консервативно, поэтому в ближайшее время прием не приживется.

Как правильно цитировать омонимы

Среди всех перечисленных способов цитирования омонимов, мне нравится цитирование по году. Кратко, красиво и понятно:

Platydactylus australis 1856
Platydactylus australis 1869
Platydactylus australis 1878

Drosophila pygmaea 1886
Drosophila pygmaea 1926
Drosophila pygmaea 1927

Пишите, какая из записей омонимов вам более по душе, или предлагайте свою.

Полезное

Актуальный перечень омонимичных названий семейств, родов и видов.

 Нет комментариев    103   2018   автор таксона   название таксона   омоним   таксономическая база данных

Используем цвет для обозначения названий таксонов

Про оформление списка таксонов в Электронной коллекции морских паразитов и Альгабейзе

В электронной коллекции морских паразитов я использую несколько фишек для обозначения состояния таксономических названий:

  • Названия родов и видов начертаны курсивов, а имена авторов прямым шрифтом — этого требуют правила оформления таксономических имен.
  • Валидные (действующие) названия таксонов покрашены в синий цвет, а синонимы — в серый, чтобы сразу было видно статус таксона.
  • За синонимом → идет действущее название, чтобы было понятно, чей это синоним.
  • Таксоны, которые оцифрованы и помещены в электронную коллекцию, помечены фоновым цветом.
  • Слева от названия стоит цветной индикатор, который показывает, есть ли у таксона картинки (красный квадратик) и описание (желтый).

На разнообразных сайтах с таксономическими названиями такие приемы ранее никто не использовал. Наш сайт стал первым.

***

Намедни открыл страницу Альгабейз, а там — невалидные таксоны выкрашены серым валидные таксоны выкрашены в синий.

Мне аж приятно стало — идею подхватили коллеги по ремеслу. Еще в 2017 Альгабейз красила все в синий серый, и валидные названия не отличались от синонимов.

Ждем продолжения от ВОРМСа и Энциклопедии жизни.

Журналы для научных публикаций — 2

Математическая биология и биоинформатика. Публикует оригинальные научные статьи по применению теории алгоритмов, методов прикладной математики и статистики для решения биологических задач.

Тематика:

  • биоинформатика, применение алгоритмов и статистических процедур для анализа огромных объемов информации, порождаемой высокотехнологичными методами экспериментальной биологии и молекулярной генетики;
  • математическая биология, формализация и математическое моделирование биологических объектов и их сообществ;
  • вычислительная геномика, изучение структуры и функций геномов клеток и организмов;
  • молекулярное моделирование, математическое моделирование биологических процессов, включая имитационное моделирование;
  • структурная биология, моделирование и предсказание по экспериментальным данным структур биомолекул и их комплексов;
  • вычислительная биохимия и биофизика, кинетические и термодинамические модели клеточных процессов и их взаимодействий, методы молекулярной динамики.

Является рецензируемым двуязычным (рус. и англ.) научным периодическим изданием.

Входит в ВАК, РИНЦ и Скопус.

P. S. Завернул нашу статью о структуре таксономической базы данных :-).

 57   2017   где публиковаться   журнал   таксономическая база данных

Как не нужно делать поиск таксонов: пример Микобанка

Микобанк — база данных с научными названиями грибов.

В конце 2015 года база содержала более 360 тыс. видовых, около 50 тыс. внутривидовых и свыше 3 тыс. названий высших таксонов.

Круговые диаграммы здесь не нужны — достаточно написать число таксонов

Что имеем

Простая функция перечисления всех названий видов грибов в Микобанке отсутствует. Если вы не знаете вида гриба — вы не узнаете ничего. База для гиков-микологов.

Микобанк предлагает шесть вариантов поиска: простой, базовый, продвинутый, типовых экземпляров, терминов и библиографических ссылок.

Простой поиск сложен. Пробую найти информацию о белом грибе с установленным флажком семейства — система ничего не находит.

Базовый поиск еще сложнее. Он содержит несколько полей и дополнительно предлагает сконструировать запрос. Я умею программировать и понимаю, что от меня хотят. Гики-микологи тоже разберуться, нормальные биологи — вряд ли.

После праздников промахиваюсь и пишу название вида в поле для идентификатора записи базы данных. Система ничего не находит.

В продвинутом поиске число полей в 1,5 раза больше. Ухожу с сайта.

Как надо

Для поиска достаточно оставить одно поле, а разбор запроса передать системе.

Воображаемый поиск в Микобанке

Так программировать сложно, но чтобы расти, этому надо учиться.

На чем учиться

Микобанк разрешает скачать список научных названий грибов (25 Мбт). Это большой интересный набор данных. С его помощью вы разберетесь с названиями таксонов, научитесь строить таксономическую базу данных и прокачаете навыки разработки интерфейсов.

О достижениях пишите.

Спасибо Бюро Артема Горбунова за принцип «Интерфейс — зло».

 193   2017   грибы   интерфейс   как не надо делать   микобанк   поиск таксонов   таксономическая база данных

Создаем таксономическую базу данных

Таксономические связи между ядовитыми видами тропических лягушек-древолазов (рисунок из статьи Брауна и др., 2011)

Заметка-конспект для составителей таксономических баз данных

Таксономическая база данных (ТБД) нужна для составления компьютерных списков таксонов, виртуальных коллекций, атласов и определителей. Это костяк любой таксономической информационной системы.

ТБД хранит названия таксонов, которые суть ключи для доступа к биологической, экологической, генетической, географической и морфологической информации об организмах.

Концепция биологического таксона сегодня нам не понадобится. Важно запомнить, что биологические таксоны относят к семи основным рангам: виду, роду, семейству, отряду животных или порядку растений, классу, типу животных или отделу растений и царству. Вид — это низший ранг, царство — наивысший ранг.

Вид → Род → Семейство → Отряд или Порядок → Класс → Тип или Отдел → Царство

Ранг вида — основной. Он является началом отсчета, как ноль в математике. Таксоны рангом выше вида — от рода, до царства — называются высшими таксонами. Бывают таксоны рангом ниже вида: подвиды, вариететы и формы. Встречаются промежуточные ранги: подпорядки, инфраотряды, надсемейства. Однако исследователи оспаривают их необходимость, поэтому обойдемся без них.

Вид — начало отсчета; таксоны от рода до царства — высшие таксоны

В дальнейшем я буду различать виды и таксоны рангом выше вида, которые буду называть просто таксонами.

Ранги иерархически подчинены друг другу: таксоны высших рангов содержат таксоны нижних рангов. Например, род пантер (Panthera) относится к семейству кошачьих (Felidae) и содержит четыре вида: Panthera tigris (тигр), P. leo (лев), P. pardus (леопард) и P. onca (ягуар). Иерархические связи между таксонами разных рангов удобно визуализировать в виде дерева. Его называют деревом таксонов.

По мнению систематиков, дерево таксонов должно отображать естественные эволюционные связи между организмами: показывать, кто от кого произошел. На практике многие таксономические деревья не являются естественными.

Я оставлю спор о таксономических деревьях систематикам и кратко сформулирую требования к ТБД, рассмотрю научные названия и авторов таксонов, синонимы и омонимы, коснусь фрагментарности таксономического дерева и закончу описанием первичной структуры ТБД.

Требования к ТБД

Три необходимых требования к таксономической базе данных:

  1. Хранит дерево названий таксонов. Дерево может быть фрагментарным — содержит таксоны не всех уровней.
  2. Название таксона удовлетворяет правилам биологической номенклатуры.
  3. Каждое название таксона уникально. Если названия совпадают, значит у них разные авторы. Если авторы не указаны, но названия совпадают, значит они омонимы и относятся к разным царствам. Другие случаи запрещены.

Латинские названия таксонов

Правила номенклатуры регулируют построение латинского названия таксона. Высший таксон — одно слово, вид — два слова, внутривидовой таксон — три или четыре слова. Слова состоят из латинских букв, могут иметь тире. Название таксона всегда пишут с заглавной буквы

Так как вид — основная единица эволюции, начну с него.

Название вида — биномен. Состоит из двух частей: названия рода и видового эпитета. Например Rapana venosa — хищный брюхоногий моллюск: Rapana — название рода, venosa — видовой эпитет. Видовой эпитет без названия рода не употребляется.

Rapana venosa занесен в Черное море в 30-х годах прошлого века и за несколько десятков лет полностью уничтожил устричные банки. Однако он оказался полезным. Правильно приготовленное мясо рапаны любят гурманы, оно годится для наживки, красивая раковина идет на сувениры и в ней обожают селиться раки-отшельники Clibanarius erythropus. (Источники фото знает Гугл)

Для краткости в видовом названии род сокращают до первой буквы, если он был упомянут ранее. Так как о раках-отшельниках клебанариях я написал под рисунком, то теперь род раков можно сократить: «На каменистом мелководье я нахожу отшельников C. erythropus».

Сначала пишем полностью — Mytilus galloprovincialis, потом кратко — M. galloprovincialis

Название вида всегда курсивом

Название вида позволяет определить род, к которому относится организм.

Название высшего таксона — униномен, значит состоит из одного слова. Вот так: «Род Rapana относится к семейству Muricidae класса Gastropoda».

Название рода, как и вида, всегда пишут курсивом. Названия высших таксонов — нет, но если напишете, ничего страшного не произойдет.

Специфические окончания названий некоторых высших таксонов помогают опознать ранг. Так названия семейств животных оканчиваются на -idae.

Аллигатор миссисипский — один из представителей Alligatoridae. Окончание -idae показывает, что перед нами семейство животных

Название внутривидового таксона — триномен или квадромен (слышал о пентомене, но не видел) — начинается с названия вида, за которым следует один или два внутривидовых эпитета.

Внутривидовое название чаще всего обозначает подвид, вариетет или форму.

  • Эпитет подвида пишут следом за видом: Pilorcula trifilaris quadrifilaris
  • Эпитет вариетета отделяют сокращением var.: Vivipata pyramidalis var. erjaveci
  • Эпитет формы отделяют сокращением f.: Mya truncata f. ovata

Внутривидовые названия признает не каждый исследователь. Систематики стараются переописать внутривидовой таксон — сделать из него вид, в крайнем случае подвид, а отвергнутые внутривидовые названия становятся синонимами.

Авторы таксона

Я занимаюсь микроводорослями, поэтому больше знаком с ботаническим кодексом. Он отличается от зоологического в требовании ко включению авторов таксонов в название таксона.

Международный кодекс ботанической номенклатуры обязует, чтобы за названием таксона-растения следовали фамилии исследователей — авторов таксона, — которые впервые придумали это название и описали таксон.

Фамилии обычно сокращают. После пишут год открытия или ревизии таксона. В целом получается полноценная ссылка на публикацию.

Mya Linnaeus, 1758 — Линней в 1758 году опубликовал описание моллюсков рода Миа в монографическом труде

Международный кодекс зоологической номенклатуры утверждает, что фамилия автора не входит в название таксона и приводить ее необязательно.

Получается, что ТБД может содержать авторов таксонов или обходиться без них. По собственному опыту скажу, что с авторами удобнее работать с данными.

ТБД без авторов таксонов, в соответствии со сформулированными выше требованиями, не должна содержать одинаковые названия таксонов, относящиеся к одному царству. Но она разрешает названия-омонимы, о которых я расскажу ниже.

ТБД с авторами таксонов должна понимать разнообразные способы написания фамилии и инициалов одного автора. Иначе в ТБД появится множество идентичных по смыслу записей — множество ключей от одной двери. Так O. F. Müller, O.F. Müller, Müller, O. Müller и OF Muller — один и тот же человек. Для опознания совпадающих фамилий, например, можно использовать автоматически наполняемый словарь или специально обученного инженера.

Научите систему понимать, что O. F. Müller, O.F. Müller, Müller, O. Müller, OF Muller и прочие Мюллеры — один человек

Синонимы

Синонимы — вторичные названия одного таксона. Они соответствуют правилам номенклатуры, но не считаются валидными — действующими названиями.

Синонимы появляются, когда исследователь не знает, что таксону уже дано название, или когда он относит таксон к другому рангу. Синоним может называться также, как и правильный таксон, тогда он отличается от него автором.

Chaetoceros socialis H. S. Lauder — валидное название вида диатомовых водорослей, которое имеет пять синонимов:

  • Chaetoceros radians F. Schutt 1895
  • Chaetoceros socialis f. autumnalis A. I. Proshkina-Lavrenko 1953
  • Chaetoceros socialis f. vernalis A. I. Proshkina-Lavrenko 1953
  • Chaetoceros socialis f. radians (F. Schutt) A. I. Proshkina-Lavrenko 1963
  • Chaetoceros socialis var. radians (F. Schutt) P. M. Tsarenko 2009
Chaetoceros socialis H. S. Lauder — Хетоцерос социальный. Вид планктонных диатомовых водорослей, образующих «социум» — спутанную колонию

Синонимичное название связано с принятым названием таксона. Я изображаю такую связь стрелкой, направленной от синонима к валидному названию.

Chaetoceros radians F. Schutt → Chaetoceros socialis H. S. Lauder

Для хранения синонимов я создаю в ТБД поле, где указываю идентификатор валидного названия или помещаю ноль, если название валидно.

Омонимы

Омонимы — это одинаковые названия таксонов, которые относятся к разным видам или таксономическим группам. Например Centropogon australis обозначает вид рыбы и растения.

Симпатичный красный цветок и рыба, похожая на ерша, по латыни называются одинаково — Centropogon australis

По правилам биологической номенклатуры омонимы должны попадать под юрисдикцию разных кодексов биологической номенклатуры, то есть относится к разным царствам. Поэтому омонимы из разных царств допустимы. Так Empusa — это разрешенное название рода богомолов (царство животных) и энтомофторовых зигомицетов (царство грибов). Недопустимые омонимы систематики отлавливают и переписывают.

Омонимичные названия отличаются фамилиями авторов: только так их можно опознать при чтении. C. australis (White, 1790) — это вид рыбы, а C. australis (E. Wimm.) Gleason — вид растения. Кстати, Энциклопедия жизни игнорирует это правило — она не выносит авторов в заголовок, но в результатах поиска указывает высшие таксоны.

Омонимы нарушают идиллию разработчика ТБД. Разработчику важно запомнить, что название таксона само по себе не уникально и не может служить уникальным индексом записей базы данных. Для уникального ключа нужна пара: название таксона, автор. При этом имена авторов должны быть унифицированы, о чем я говорил выше.

Структура таксономической базы данных

Для представления в БД таксономического дерева использую вложенные множества.

Родителя узла-таксона храню в отдельном поле. Потому что часто надо определить идентификатор рода, к которому относится заданный вид, а средствами вложенных множества это делать неудобно.

Ранг таксона тоже в отдельное поле. Это позволяет строить дерево с произвольной иерархией.

Синоним — поле со ссылкой на идентификатор принятого таксономического названия.

Получается следующая структура:

  • [Представление вложенных множеств]
  • Ранг таксона
  • Название таксона
  • Автор таксона
  • Ссылка на валидное название таксона, если синоним

Нужны ли высшие ранги?

Нет. Если вы не разрабатываете специальную базу для систематиков, то полная иерархия высших таксономических рангов не понадобится. Вместо них потребуется один-два высших ранга, род и вид.

Пусть я собираю информацию о форме оболочек мироводорослей. Сначала я делю микроводоросли на классы: диатомовые, динофлагелляты, кокколитофориды и прочие. Потом на роды и виды. Внутривидовым таксонам, если встречаются, присваиваю ранг вида — пользователь по названию разберет, что это внутривидовой таксон, а мне удобно хранить данные. Получается трехступенчатая иерархия: класс → род → вид.

Теперь я дополняю базу формами рыб. Разделяю рыб на уровне сеймества, использую род и вид. Опять получается три ступени: семейство → род → вид.

Помню, что рыбы — животные, а микроводоросли — растения. Чтобы их отделить, вставляю самый верхний ранг — царство. Поучается четыре иерархических ступени, у которых вторые уровни отличаются.

Царство животных → семейство → род → вид
Царство растений → класс → род → вид

Из примеров следует, что две ступени таксономической иерархии — род и вид — используются в любой ТБД. К ним добавляется третья — один из высших таксономических рангов. Если организмы из разных царств, добавляем четвертую ступень.

Для организмов из одного царства достаточно трех ступеней, из разных — четырех: царство → какой-то высший ранг → род → вид

Высший ранг может быть любым подходящим для группы организмов. Вот я решил добавить в упомянутую базу данные о раковинах моллюсков: брюхоногих из класса Gastropoda и двустворчатых из класса Bivalvia. Для них определяю в базе ранг класса, не вижу смысла разделять моллюсков на уровне семейства, поэтому получаю следующую структуру:

Царство животных → семейство рыб → род → вид
Царство животных → класс моллюсков → род → вид
Царство растений → класс микроводорослей → род → вид

Структура базы позволяет хранить такое фрагментарное дерево.

Ключевые положения

  1. Храню авторов таксонов, так как они помогают отличить валидные таксоны, синонимы и омонимы.
  2. Фамилии авторов следует унифицировать.
  3. Синоним — это ссылка на валидное название.
  4. Не обязательно запоминать все высшие таксоны вида.

На этом все. В следующий раз опишу логику функций для работы с ТБД.

Дополнительное чтение

Семь подходов для хранения деревьев в БД.

Аббревиатуры фамилий ботаников. Например, L. — Карл Линней (1707—1778).

В названиях таксонов используют массу сокращений. Например, f. sp. (сокр. от лат. forma specialis) в ботанике и микологии указывает на форму паразита, адаптированного к специфическому хозяину.

Наша статья о пользе таксономических баз данных на примере севастопольского Института морских биологических исследований РАН.

Омонимы в царстве растений, животных и бактерий.



Если вам вдруг непреодолимо захотелось меня поблагодарить, переведите мне 200 руб. на чашеку кофе.