Как вы контролируете количество и местонахождение растений и животных Земли в любой момент времени? Это сложная проблема размером с планету, но международная группа исследователей опубликовала предложение о том, как это сделать.
Поскольку дикая природа сталкивается с угрозами, связанными с потерей среды обитания, инвазивными видами, болезнями и изменением климата, политикам нужна четкая и точная информация для принятия обоснованных решений по сохранению. Но сбор огромных объемов данных о биоразнообразии во всем мире и превращение этой информации в официальные документы и визуализацию данных, которые помогают лицам, принимающим решения, делать осознанный выбор, остаются постоянными проблемами.
Но биологи и эксперты по большим данным приближаются к решениям, рассматривая климатическое сообщество как образец того, как собирать и преобразовывать глобальные наборы данных для ученых и политиков. Сегодня команда опубликовала схему измерения и отслеживания популяций растений и животных в пространстве и времени, одного из ключевых компонентов для оценки здоровья биосферы планеты.
«В наших знаниях о биоразнообразии так много пробелов, что мы не можем должным образом принимать решения из-за ограниченности данных», - сказал соавтор исследования Роберт Гуральник, младший куратор отдела информатики биоразнообразия во Флориде. Музей естественной истории. «Этот документ действительно бросает перчатку с точки зрения того, что мы можем сделать - не через 10 или 20 лет, а что мы можем начать делать сегодня, чтобы предоставлять данные на национальном и международном уровне лицам, принимающим решения, которые могут помочь предотвратить потери. дикой природы."
Подобно тому, как человек может контролировать частоту сердечных сокращений с помощью Fitbit или измерять свое кровяное давление в аптеке, ученые работают над определением «жизненных сил» растений и животных, основных аспектов для измерения и оценки вида. или здоровье экосистемы.«Популяции видов» - это одна из шести «жизненно важных» или «необходимых переменных биоразнообразия», определенных Группой по наблюдению за биоразнообразием Земли, или GEO BON, международным сотрудничеством для синхронизации программ наблюдения за дикой природой на глобальном уровне.
«Люди - сложные существа с множеством частей и процессов. Вы не можете просто измерить свое кровяное давление и сказать, что вы здоровы», - сказал Гуральник. «Именно так устроена планета. Нам нужно измерять множество вещей. Это поможет нам генерировать статистику здоровья планеты, которая охватывает сложность ее систем».
Гуральник, сопредседатель рабочей группы по данным GEO BON, описал модель команды для измерения популяций видов как «гиперкуб», трехмерное средство записи присутствия вида в заданный момент времени и пространства.
«Куб помогает нам сохранять все централизованно в общей структуре», - сказал он.«Вы можете «повернуть» куб, чтобы посмотреть на пространственные закономерности того, где встречаются растения и животные, или «повернуть» его, чтобы выявить изменения видов во времени. Вам нужна вся эта информация в одной структуре, чтобы иметь возможность генерировать вид полномасштабные ресурсы данных, необходимые нам для принятия решений."
Отслеживая основные переменные биоразнообразия, такие как популяции видов, GEO BON может оценивать прогресс в достижении целей национальной и международной политики, включая Цели устойчивого развития Организации Объединенных Наций на период до 2030 года и задачи Конвенции о биологическом разнообразии на период до 2020 года.
Наша цель - использовать эти данные для создания своего рода табеля успеваемости по биоразнообразию, который политики могут использовать, чтобы понять, как мы поживаем и достигаем ли мы целей по сохранению дикой природы и поддержанию здоровья человека. и благополучия», - сказал Гуральник.
Однако проблема заключается в том, что не все данные создаются одинаково. Одно наблюдение кардинала на заднем дворе в Далласе в 1978 году представляет собой точку данных с более низким разрешением, чем модели миграции певчих птиц, полученные с помощью спутников дистанционного зондирования НАСА. Но все данные имеют ценность, сказал Гуральник.
«Мы должны убедиться, что данные достоверны с научной точки зрения, не забывая при этом о некоторых встроенных неопределенностях», - сказал он. «Но чем больше люди привыкают к таким вещам, как спагетти-карты предполагаемых путей ураганов, тем больше мы можем использовать ту же визуальную логику, чтобы показать неопределенности в траекториях изменения биоразнообразия таким образом, который будет полезен».
Музеи часто хранят единственные доступные записи для многих видов, сказал Гуральник, поэтому масштабные усилия по оцифровке коллекций, такие как iDigBio, проект, финансируемый Национальным научным фондом, базирующийся в Университете Флориды, имеют решающее значение.
«Музеи играют решающую роль, помогая нам понять и нанести на карту распространение организмов», - сказал он. «Музейные записи содержат название вида, место и время, но в них есть вся другая информация, которая делает их важными и полезными - гены, геномы, физические характеристики и так далее. Каждая часть информации, которую мы приносим на стол, должна быть использована должным образом. Вот о чем эта статья."
Исследование возглавил Уолтер Джетц из Йельского университета, а вторым автором выступила Мелоди МакГеок из Университета Монаш в Австралии.