Brian J. Enquist Brad Boyle Michael Weiser

Brian J. EnquistBrad Boyle

Michael Weiser

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

Department of Ecology and Evolutionary BiologyUniversity of Arizona

Center for Applied Biodiversity ScienceConservation International

Washington D.C.

• Antecedentes• El proyecto SALVIAS• Como funciona SALVIAS?

• Base de datos de inventarios• Herramientas informaticas:

taxonomia, especimenes• Internet

salvias

www.salvias.net

Brian J. EnquistBrad BoyleMichael WeiserSrinivas Reddy Arizona Research Labs

Tom Lacher, TEAM CABS, CIOliver Phillips, UKPercy Nunez, PeruSandy Andelman, NCEASMissouri Botanic Garden

Que tan especial es mi lugar de estudio?Composiciion?

Endemismo?

Dominancia, diversidad?

Factores abioticos?

Necesitamos una base de datos comparativa a escala mundial

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 taxonomiaTener un nombre no es igual a tener un

nombre correcto

(1) Juntar en una sola base de datos, o conectar a travez del internet, una compilacion de datos de inventarios forestales

(2) “Herramientas ecoinformaticas” para facilitar la estandardizacion taxonomica de estos datos, y para juntarlos con otros fuentes de informacion

Asi creando un estandard global para la asesoria de la diversidad y dinamica poblacional de comunidades.

SALVIAS: metas de corto plazo

MBG, RAINFOR, TEAM, Vegbank etc.

(3) Hacer todo disponible a travez del internet

InventariosDiversidadDemografiaBiomasa

Datos fisiologicos y ambientalesProductividad primariaBiomasa, Carbono Clima

Esecimenes de herbarioGeografia DistribucionFenologia

Analizar los nexos entre: Patrones de diversidad y atributos funcionales de

bosques a escalas locales, regionales, hasta

globales

Datos de sateliteClimaDatos spectrales

Metas al largo plazoAssemble

SALVIAS Componentes

Herramientas geograficas

Especimenes Inventarios

Bases de datos externos de atributos ambientales

Bases de datos externos de atributos de especies

Herramientas taxonomicas

(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

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

(2) Herramientas EcoInformatics:Taxonomia

Proposito:

1. Corregir errores ortograficos y otros anomalias2. Compilar los datos hasta un formato estandardizado3. Distinguir entre nombres de morfoespecies y

binomiales estandarizados de la nomenclatura botanica

4. Buscar “nombre asociados” (incluso sinonimos, etc.)5. Aplicar diferentes conceptos taxonomicos para

resolver sinonomia (en plan, 2004)

SALVIAS-Taxonomia

Lista de especies Taxon-Taxon-““Scrubber”Scrubber”

Lista original + nombres asociados

Bases de datos externos(e.g., IPNI, TROPICOS)

Bases de datos locales(e.g., USDA checklist para Norteamerica,

Flora del Peru)

Syn/Tax DQSyn/Tax DQ

SALVIAS-Taxonomia

Lista de especies Taxon-Taxon-““Scrubber”Scrubber”

Lista original + nombres asociados

Bases de datos externos(e.g., IPNI, TROPICOS)

Bases de datos locales(e.g., USDA checklist para Norteamerica,

Flora del Peru)

Syn/Tax DQSyn/Tax DQ

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

TaxonScrubber examples

1. Species = Hyeronima cf. oblonga

Genus = HyeronimaSpecies = oblongaCfaff = cf.

TaxonScrubber examples

1. Species = Hyeronima cf. oblonga

Genus = HyeronimaSpecies = oblongaCfaff = cf.

3. Species = Myconia sp.2

Genus = MiconiaSpecies = sp.2IsMorpho = Yes

TaxonScrubber examples

1. Species = Hyeronima cf. oblonga

Genus = HyeronimaSpecies = oblongaCfaff = cf.

3. Species = Myconia sp.2

Genus = MiconiaSpecies = sp.2IsMorpho = Yes

3. Species = Ilex haberi? Hahn. subsp. hirsuta

Genus = IlexSpecies = haberiSp_auth = Hahn.Cfaff = cf.subsp_Rank = subspsubsp_Ep = hirsuta

SALVIAS-Taxonomia

Lista de especies Taxon-Taxon-““Scrubber”Scrubber”

Lista original + nombres asociados

Bases de datos externos(e.g., IPNI, TROPICOS)

Bases de datos locales(e.g., USDA checklist para Norteamerica,

Flora del Peru)

Syn/Tax DQSyn/Tax DQ

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)

syntax.dq (taxonomia)

Spec.dq

Acer glabrumAcer rubrumPinus ponderosa

Acer glabrumAcer glabrum Torr. Acer glabrum ssp. diffusum (Greene) E. Murr.Acer glabrum ssp. douglasii (Hook.) WesmaelAcer glabrum ssp. neomexicanum (Greene) E. Murr.Acer glabrum ssp. torreyi (Greene) E. Murr.8 others for Acer glabrumAcer rubrumAcer 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 WoodAcer rubrum var. trilobum Torr. & Gray ex K. Koch Rufacer rubrum (L.) SmallPinus ponderosaPinus 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. 

(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)

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….

SALVIAS – Especimenes

Lista original + nombres asociados

SpecDQSpecDQ

Lista final de especimenes + coordenadas

Bases de datos externos

Bases de datoslocales

Geo-Geo-ScrubberScrubber

SALVIAS – Especimenes

Lista original + nombres asociados

SpecDQSpecDQ

Lista final de especimenes + coordenadas

Bases de datos externos

Bases de datoslocales

Geo-Geo-ScrubberScrubber

spec.dq- Especimenes

Spec.dq

Acer glabrumAcer glabrum Torr. Acer glabrum ssp. diffusum (Greene) E. Murr.Acer glabrum ssp. douglasii (Hook.) WesmaelAcer glabrum ssp. neomexicanum (Greene) E. Murr.Acer glabrum ssp. torreyi (Greene) E. Murr.8 others for Acer glabrumAcer rubrumAcer 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 WoodAcer rubrum var. trilobum Torr. & Gray ex K. Koch Rufacer rubrum (L.) SmallPinus ponderosaPinus 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. 

Tropicos,1658761,UMO 172582,ACERACEAE,Acerglabrum,,United States,Colorado,39.03,-108.47Tropicos,1658841,UMO 70442,ACERACEAE,Acerglabrum,,United States,Colorado,,Tropicos,1658917,UMO 61129,ACERACEAE,Acerglabrum,,United States,Utah,40.12,-111.63Tropicos,166751,MO,ACERACEAE,Acerglabrum,,Canada,British Columbia,53.05,-127.82Tropicos,1658484,UMO 136758,ACERACEAE,Acerglabrum,,Canada,British Columbia,48.68,-123.47Tropicos,1658629,UMO 107908,ACERACEAE,Acerglabrum,,Canada,British Columbia,,Tropicos,1658710,UMO 108643,ACERACEAE,Acerglabrum,,Canada,British Columbia,,Tropicos,1658486,UMO 61130,ACERACEAE,Acerglabrum,,United States,Idaho,47.33,-115.97Tropicos,1658564,UMO 108633,ACERACEAE,Acerglabrum,,United States,Oregon,,Tropicos,1746814,,ACERACEAE,Acerglabrum,,United States,Washington,48.53,-122.62Tropicos,1266619,,ACERACEAE,Acerglabrum,,United States,New Mexico,36.09,-105.43Tropicos,166641,MO,ACERACEAE,Acerglabrum,,United States,California,,Tropicos,166660,MO,ACERACEAE,Acerglabrum,,United States,California,39.98,-120.87Tropicos,166723,MO,ACERACEAE,Acerglabrum,,United States,California,39.65,-121.57Tropicos,166739,MO,ACERACEAE,Acerglabrum,,United States,California,41.27,-122.38Tropicos,166741,MO,ACERACEAE,Acerglabrum,,United States,California,39.65,-121.57Tropicos,1657224,UMO 132596,ACERACEAE,acer,glabrum,Canada,British Columbia,,Tropicos,1658303,UMO 26173,ACERACEAE,acer,glabrum,Canada,British Columbia,,Tropicos,1658382,UMO 26174,ACERACEAE,acer,glabrum,Canada,British Columbia,,Tropicos,166718,MO,ACERACEAE,acer,glabrum,United States,Arizona,35.01,-109.38Tropicos,166675,MO,ACERACEAE,acer,glabrum,United States,Colorado,39.45,-105.17Tropicos,166716,MO,ACERACEAE,acer,glabrum,United States,Colorado,40.67,-105.47Tropicos,1656769,UMO 69619,ACERACEAE,acer,glabrum,United States,Colorado,38.7,-107.07Tropicos,1657518,UMO 62866,ACERACEAE,acer,glabrum,United States,Colorado,38.7,-107.07Tropicos,1657595,UMO 61131,ACERACEAE,acer,glabrum,United States,Colorado,40.08,-105.35Tropicos,1657673,UMO 61132,ACERACEAE,acer,glabrum,United States,Colorado,39.85,-105.52Tropicos,1657806,UMO 61133,ACERACEAE,acer,glabrum,United States,Colorado,39.85,-105.52Tropicos,1658185,UMO 26175,ACERACEAE,acer,glabrum,United States,Colorado,40.08,-105.35Tropicos,1657145,UMO 151214,ACERACEAE,acer,glabrum,United States,Idaho,42.69,-112.82Tropicos,1657326,UMO 118080,ACERACEAE,acer,glabrum,United States,Idaho,42.32,-113.56And ~200 more for Acer glabrum

Salvias. Outline

Acer saccharum

Hace posible la estimación de distribuciones, a base de muestras de herbario

0.1 ha parcela de Gentry (Cuivre River State Park, MO)26 especies

Mapas y análises

(3) Acceso a travéz del internet

www.salvias.net

Protección de derechosintelectuales

Control de aceso directo por el dueno de los datos

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

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

Bajar datostaxonómicos y dedistribución

Resultados preliminares….

Resultados preliminares….

(2) Patrones latitudinales de distribuciones geográficas de especies:

(1) Patrones globales de diversidad y estructura en comunidades de plantas leñosas

(3) Evaluación comparativa de niveles de endemismo en comunidades locales:

Enquist and Niklas (2001) Nature 410 655-660

(1) Patrones globales de diversidad y estructura en comunidades de plantas leñosas

Enquist et al. (2002) Nature

Estructura taxonómica y filogenética en comunidades de arboles . . . .

Determinando la escala espacial de comunidades

…evidencia de estructura en la composición taxonómica de comunidades locales

Enquist et al. (2002) Nature

(2) Patrones latitudinales de distribuciones geográficas de especies:

Evidencia directa en contra a la Ley de Rapoport

The results

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40

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70

-60 -40 -20 0 20 40 60

n>1000Weiser et al. In Prep

Centro latitudinal de distribucion

Dis

trib

uci

on

lati

tud

inal

No. de muestras:

Distribuciones latitudinales de especies de árboles

The results

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-60 -40 -20 0 20 40 60

n>1000Weiser et al. In Prep

Centro latitudinal de distribucion

Dis

trib

uci

on

lati

tud

inal

Especies de distribuciones muy extensas

No. de muestras:

Distribuciones latitudinales de especies de árboles

The results

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-60 -40 -20 0 20 40 60

n>1000500<n<999 Weiser et al. In Prep

Centro latitudinal de distribucion

Dis

trib

uci

on

lati

tud

inal

No. de muestras:

Distribuciones latitudinales de especies de árboles

The results

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-60 -40 -20 0 20 40 60

n>1000500<n<999100<n<499

Weiser et al. In Prep

Centro latitudinal de distribucion

Dis

trib

uci

on

lati

tud

inal

No. de muestras:

Distribuciones latitudinales de especies de árboles

The results

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70

-60 -40 -20 0 20 40 60

n>1000500<n<999100<n<499

11<n<99

Weiser et al. In Prep

Centro latitudinal de distribucion

Dis

trib

uci

on

lati

tud

inal

No. de muestras:

Distribuciones latitudinales de especies de árboles

The results

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-60 -40 -20 0 20 40 60

n>1000500<n<999100<n<499

11<n<990>n>11

Centro latitudinal de distribucion

Dis

trib

uci

on

lati

tud

inal

Especies de distribuciones sumamente restringidas

Weiser et al. In Prep

Distribuciones latitudinales de especies de árbolesNo. de muestras:

(3) Evaluación comparativa de niveles de endemismo en comunidades locales:

Cuales deberían ser la áreas prioritarias para la conservación desde una perspectiva

global?

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-60 -40 -20 0 20 40 60

Latitude

En

de

mic

sp

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pe

r 0

.1 h

a

Top 5%

Boyle et al. In Prep

Global Comparison: Endemic Species Richness

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Latitude

En

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Mata Atlantica, Brazil

Boyle et al. In Prep

Endemic Species Richness and Latitude

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Latitude

En

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New Caledonia

Boyle et al. In Prep

Endemic Species Richness and Latitude

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Latitude

End

emic

spe

cies

per

0.1

ha

Província biogeográfica del Chocó

Boyle et al. In Prep

Endemic Species Richness and Latitude

Conclusiones

Conclusiones

• Manejo, estandardización, y divulgación de datos de parcelas

Conclusiones

• Manejo, estandardización, y divulgación de datos de parcelas

• Un estandar global para la asesoría de la diversidad local, la abundancia, etc.

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

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

www.salvias.net