植物研究的大数据时代已经到来

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植物研究的大数据时代已经到来
、植物标本

12月31日,美国佛罗里达自然历史博物馆(Florida Museum of Natural History)的一群科学家在《自然•植物》杂志上发表论文提出“行动号召”,敦促人们利用大数据解决长期存在的、有关植物多样性和进化的问题,并用其预测植物在这个日益由人类主宰的星球上,将如何发展。

“从保护工作到预测和缓冲气候变化带来的影响,利用大数据在全球范围内解决有关生物多样性的主要问题都具有巨大的实际意义。”研究报告的作者之一Doug Soltis说如此说道。他是佛罗里达博物馆馆长,也是佛罗里达大学生物系的杰出教授。“如今我们看到的大数据资源之间的联系在十年前是不可想象的,利用这些工具和应用的时机已经成熟。”

几个世纪以来,自然历史博物馆收集了数十亿个标本及其相关数据,其中大部分现在可以在网上找到。此外,远程传感器和无人机等新技术的出现使科学家们能够监测动植物,并对数据进行实时传输。平民科学家也可以记录和报告他们通过数字工具(如iNaturalist)获得的观察结果,进而为科学界贡献生物数据。这些数据资源为科学家和自然资源保护者提供了有关地球生命的过去、现在和未来的丰富信息。不过随着数据库的发展,科学家们需要的计算工具不仅仅要能够分析数据,还要能将大量数据集联系在一起。

前佛罗里达博物馆博士后研究员、佛罗里达大学博士研究生Allen说:“我们正处于一个令人兴奋又恐惧的时代。空前数量的数据与全球生物多样性所面临的威胁——如栖息地丧失和气候变化——交织在了一起。”“了解塑造我们世界的过程——植物如何生长,它们现在在哪里,为什么生长——可以帮助我们了解它们如何应对未来的变化。”

为什么研究这些区域和全球变化如此重要?“没有植物我们就无法生存。”该研究报告的共同作者、博物馆研究员Ryan Folk说,“许多生物是在在开花植物的荫蔽下进化的。随着这些植物的传播和多样化,蚂蚁、甲虫、蕨类植物和其他生物也在传播和多样化。它们是我们今天在地球上看到的生物多样性的基础。

除了使用和扩充植物数据资源,论文的作者希望科学界能够解决使用生物大数据仍然存在的最困难的障碍之一,即使数据库能够顺利地相互协作。“这仍然是一个巨大的限制。”Allen说,“每个系统中的数据通常以完全不同的方式收集。将这些数据集无缝连接在一起是一个重大的挑战。
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