La informática de la biodiversidad es la aplicación de técnicas informáticas a la información de la biodiversidad , como la taxonomía , la biogeografía o la ecología . Se define como la aplicación de tecnologías de la información a la gestión, exploración algorítmica, análisis e interpretación de datos primarios sobre la vida, particularmente a nivel de organización de especies. [1] Las técnicas informáticas modernas pueden generar nuevas formas de ver y analizar la información existente, así como predecir situaciones futuras (ver modelado de nicho ). La informática de la biodiversidad es un término que solo se acuñó alrededor de 1992, pero con conjuntos de datos en rápido aumento se ha vuelto útil en numerosos estudios y aplicaciones, como la construcción de bases de datos taxonómicas o sistemas de información geográfica . La informática de la biodiversidad contrasta con la " bioinformática ", que a menudo se utiliza como sinónimo del manejo informatizado de datos en el área especializada de la biología molecular .
La informática de la biodiversidad (diferente pero vinculada a la bioinformática) es la aplicación de métodos de tecnología de la información a los problemas de organización, acceso, visualización y análisis de datos primarios de biodiversidad. Los datos primarios de biodiversidad se componen de nombres, observaciones y registros de especímenes, y datos genéticos y morfológicos asociados a un espécimen. La informática de la biodiversidad también puede tener que lidiar con la gestión de información de taxones sin nombre, como la producida por el muestreo ambiental y la secuenciación de muestras de campo mixtas. El término informática de la biodiversidad también se utiliza para cubrir los problemas computacionales específicos de los nombres de entidades biológicas, como el desarrollo de algoritmos para hacer frente a representaciones variantes de identificadores, como nombres de especies y autoridades, y los múltiples esquemas de clasificación dentro de los cuales estas entidades pueden residen de acuerdo con las preferencias de los diferentes trabajadores en el campo, así como la sintaxis y la semántica mediante las cuales el contenido de las bases de datos taxonómicas puede ser consultable por máquinas e interoperable para propósitos informáticos de biodiversidad...
Se puede considerar que la informática sobre biodiversidad comenzó con la construcción de las primeras bases de datos taxonómicas computarizadas a principios de la década de 1970 y progresó mediante el desarrollo posterior de herramientas de búsqueda distribuida hacia finales de la década de 1990, incluido el Species Analyst de la Universidad de Kansas, la Red de Información sobre Biodiversidad de América del Norte (NABIN) , CONABIO en México, INBio en Costa Rica y otros, [2] el establecimiento del Fondo Mundial de Información sobre Biodiversidad en 2001 y el desarrollo paralelo de una variedad de modelos de nicho y otras herramientas para operar con datos digitalizados de biodiversidad de mediados de siglo. Década de 1980 en adelante (por ejemplo, ver [3] ). En septiembre de 2000, la revista estadounidense Science dedicó un número especial a "Bioinformatics for Biodiversity", [4] la revista Biodiversity Informatics comenzó a publicarse en 2004, y varias conferencias internacionales a lo largo de la década de 2000 han reunido a profesionales de la informática sobre biodiversidad, incluida la revista electrónica de Londres. Conferencia Biosphere en junio de 2009. Un suplemento de la revista BMC Bioinformatics (Volumen 10 Suppl 14 [5] ) publicado en noviembre de 2009 también trata sobre la informática de la biodiversidad.
Según correspondencia reproducida por Walter Berendsohn, [6] el término "Informática de la Biodiversidad" fue acuñado por John Whiting en 1992 para cubrir las actividades de una entidad conocida como el Consorcio Canadiense de Informática de la Biodiversidad, un grupo involucrado en fusionar información básica sobre la biodiversidad con la economía ambiental. e información geoespacial en forma de GPS y SIG . Posteriormente, parece haber perdido cualquier conexión obligada con el mundo GPS/GIS y estar asociado con la gestión computarizada de cualquier aspecto de la información sobre biodiversidad (por ejemplo, ver [7] ).
Uno de los principales objetivos de la informática de la biodiversidad es la creación de una lista maestra completa de especies actualmente reconocidas en el mundo . Este objetivo se ha logrado en gran medida gracias al proyecto Catalogue of Life , que incluye más de 2 millones de especies en su Lista de verificación anual de 2022. [8] Un esfuerzo similar para taxones fósiles, la Base de datos de Paleobiología [9] documenta más de 100.000 nombres de especies fósiles, de un número total desconocido.
La aplicación del sistema linneo de nomenclatura binomial para especies y uninomios para géneros y rangos superiores ha generado muchas ventajas, pero también problemas con los homónimos (el mismo nombre se usa para múltiples taxones, ya sea de manera inadvertida o legítima en múltiples reinos), sinónimos ( múltiples nombres para el mismo taxón), así como representaciones variantes del mismo nombre debido a diferencias ortográficas, errores ortográficos menores, variación en la forma de citar los nombres de los autores y las fechas, y más. Además, los nombres pueden cambiar a lo largo del tiempo debido a opiniones taxonómicas cambiantes (por ejemplo, la ubicación genérica correcta de una especie, o la elevación de una subespecie al rango de especie o viceversa), y también la circunscripción de un taxón puede cambiar según a conceptos taxonómicos de diferentes autores. Una solución propuesta a este problema es el uso de identificadores de ciencias biológicas ( LSID ) para fines de comunicación entre máquinas, aunque existen defensores y detractores de este enfoque.
Los organismos se pueden clasificar de multitud de formas (ver página principal Clasificación biológica ), lo que puede crear problemas de diseño para los sistemas informáticos de biodiversidad destinados a incorporar una clasificación única o múltiple para satisfacer las necesidades de los usuarios, o guiarlos hacia una única clasificación. sistema "preferido". Probablemente sea una pregunta abierta si alguna vez se podrá lograr un sistema de clasificación de consenso único; sin embargo, el Catalogue of Life ha encargado actividades en esta área [10] que ha sido reemplazada por un sistema publicado propuesto en 2015 por M. Ruggiero y sus colaboradores. [11]
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Los mapas de biodiversidad proporcionan una representación cartográfica de datos espaciales de biodiversidad. [12] Estos datos se pueden utilizar junto con las Listas de verificación de especies para ayudar con los esfuerzos de conservación de la biodiversidad . Los mapas de biodiversidad pueden ayudar a revelar patrones de distribución de especies y cambios de rango. Esto puede reflejar pérdida de biodiversidad, degradación del hábitat o cambios en la composición de las especies . Combinados con datos de desarrollo urbano , los mapas pueden informar la gestión de la tierra al modelar escenarios que podrían afectar la biodiversidad.
Los mapas de biodiversidad se pueden producir de diversas maneras: tradicionalmente los mapas de distribución se dibujaban a mano basándose en informes bibliográficos, pero cada vez se utilizan más datos a gran escala, por ejemplo de proyectos de ciencia ciudadana (por ejemplo, iNaturalist ) y colecciones de museos digitalizados (por ejemplo, VertNet). Las herramientas SIG como ArcGIS o paquetes R como dismo pueden ayudar específicamente en el modelado de distribución de especies (modelado de nicho ecológico) e incluso predecir los impactos del cambio ecológico en la biodiversidad. [13] GBIF , OBIS y UICN son grandes depósitos en la web de datos espacio-temporales de especies que generan muchos mapas de biodiversidad existentes.
La información "primaria" sobre biodiversidad puede considerarse los datos básicos sobre la presencia y diversidad de especies (o, de hecho, cualquier taxón reconocible), comúnmente en asociación con información sobre su distribución en el espacio, el tiempo o ambos. Dicha información puede ser en forma de especímenes retenidos e información asociada, por ejemplo reunida en las colecciones de historia natural de museos y herbarios , o como registros de observación, por ejemplo, de estudios formales de fauna o florística realizados por biólogos y estudiantes profesionales, o como observaciones de aficionados y otras observaciones planificadas o no planificadas, incluidas aquellas que cada vez más entran dentro del alcance de la ciencia ciudadana . Proporcionar acceso digital coherente y en línea a esta vasta colección de datos primarios dispares es una función central de la Informática de la Biodiversidad que está en el corazón de las redes de datos de biodiversidad regionales y globales, ejemplos de estos últimos incluyen OBIS y GBIF .
Como fuente secundaria de datos sobre biodiversidad, la literatura científica relevante puede ser analizada por humanos o (potencialmente) mediante algoritmos de recuperación de información especializados para extraer la información primaria relevante sobre biodiversidad que allí se reporta, a veces en forma agregada o resumida, pero frecuentemente como observaciones primarias en forma narrativa o tabular. Elementos de dicha actividad (como la extracción de identificadores taxonómicos clave, palabras clave/ términos de índice , etc.) se han practicado durante muchos años a un nivel superior en bases de datos académicas y motores de búsqueda seleccionados . Sin embargo, para obtener el valor máximo de la Informática de la Biodiversidad, lo ideal sería recuperar los datos reales de ocurrencia primaria y luego ponerlos a disposición en una forma estandarizada; por ejemplo, tanto el proyecto Plazi como el INOTAXA están transformando la literatura taxonómica en formatos XML que luego pueden ser leídos por aplicaciones cliente, el primero usando TaxonX-XML [15] y el segundo usando el formato taXMLit. La Biblioteca del Patrimonio de la Biodiversidad también está logrando avances significativos en su objetivo de digitalizar porciones sustanciales de la literatura taxonómica sin derechos de autor, que luego se somete a reconocimiento óptico de caracteres (OCR) para que pueda procesarse posteriormente utilizando herramientas informáticas de biodiversidad.
Al igual que otras disciplinas relacionadas con los datos, la Informática de la Biodiversidad se beneficia de la adopción de estándares y protocolos apropiados para respaldar la transmisión máquina-máquina y la interoperabilidad de la información dentro de su dominio particular. Ejemplos de estándares relevantes incluyen el esquema XML Darwin Core para datos de biodiversidad basados en especímenes y observaciones desarrollado a partir de 1998, además de extensiones del mismo, el esquema de transferencia de conceptos taxonómicos, [16] más estándares para datos descriptivos estructurados, [17] y acceso a Datos de Recolección Biológica (ABCD); [18] mientras que los protocolos de recuperación y transferencia de datos incluyen DiGIR (ahora prácticamente reemplazado) y TAPIR (Protocolo de acceso TDWG para recuperación de información). [19] Muchos de estos estándares y protocolos son mantenidos actualmente, y su desarrollo supervisado, por los Estándares de Información sobre Biodiversidad (TDWG) .
En la conferencia e-Biosphere de 2009 en el Reino Unido, [20] se adoptaron los siguientes temas, lo que es indicativo de una amplia gama de actividades actuales de Informática de Biodiversidad y cómo podrían clasificarse:
Un taller posterior a la conferencia de personas clave con importantes roles actuales en informática de la biodiversidad también resultó en una Resolución del Taller que destacó, entre otros aspectos, la necesidad de crear registros globales duraderos para los recursos que son básicos para la informática de la biodiversidad (por ejemplo, repositorios, colecciones ); completar la construcción de una infraestructura taxonómica sólida; y crear ontologías para datos de biodiversidad. [21]
Global:
Proyectos regionales/nacionales:
Se puede encontrar una lista de más de 600 actividades actuales relacionadas con la informática de la biodiversidad en la base de datos "Proyectos de información sobre biodiversidad del mundo" del TDWG. [22]
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