Морфобанк
 | |
| Разработчик(и) | Проект МорфоБанк |
|---|---|
| Первоначальный выпуск | 2001 |
| Операционная система | Веб-приложение |
| Тип | Эволюционные исследования, систематика |
| Веб-сайт | морфобанк |
MorphoBank — это веб-приложение для совместных эволюционных исследований, в частности филогенетической систематики или кладистики , фенотипа . Исторически сложилось так, что ученые, проводящие исследования в области филогенетической систематики, работали индивидуально или в небольших группах, используя традиционные однопользовательские программные приложения, такие как MacClade, [ 1 ] Мескитовый [ 2 ] и редактор данных Nexus. [ 3 ] Поскольку изучаемые гипотезы становились все более сложными, большие исследовательские группы собрались, чтобы решить проблему открытия Древа Жизни для примерно 4-100 миллионов живых видов ( Wilson 2003 , стр. 77–80) и многих тысяч вымерших видов. виды, известные по окаменелостям . Поскольку фенотип по своей сути является визуальным, и поскольку филогенетические исследования, основанные на фенотипах, продолжают увеличиваться в размерах, [ 4 ] становится важным, чтобы наблюдения были подкреплены маркированными изображениями. Традиционные настольные программные приложения, широко используемые в настоящее время, не обеспечивают надежной поддержки групповых исследований или обработки и хранения изображений. MorphoBank является особенно важным инструментом для растущей научной области феноменики .
Развитие МорфоБанка, начавшееся в 2001 году, финансировалось Управлением геологических наук, биологических наук, компьютерных и информационных наук и инженерии Национального научного фонда. Значимость научной работы над МорфоБанком была отмечена в газете New York Times ( здесь и здесь ), а также в других публикациях.
Преимущества
[ редактировать ]Группы ученых, изучающих филогенетику для построения Древа Жизни, составляют большие таблицы наблюдений за видами (называемые «матрицами»). Этим командам требуется одновременный доступ каждого члена команды к одной и защищенной копии данных команды во время научно-исследовательского проекта. Эта единственная копия данных также меняется с большой частотой на этапе сбора данных. Изображения, которые могут быть очень полезны для документирования утверждений о гомологии, должны отображаться, маркироваться и распространяться по мере разработки утверждений о гомологии. Этого невозможно добиться элегантно с помощью одного только пакета программного обеспечения для настольных компьютеров, поскольку в среде настольного компьютера каждый сотрудник работает над своей собственной частной копией данных проекта. Изменения, внесенные одним участником, не могут автоматически распространяться на других, что не позволяет сотрудникам видеть изменения данных друг друга до тех пор, пока они не будут вручную (и из-за затраченных усилий, часто только периодически) объединены в единый «истинный» набор данных. Во всех командах, кроме самых маленьких и самых дисциплинированных, контроль версий и согласование изменений, внесенных в несколько копий данных, быстро становятся существенным фактором, снижающим производительность.
MorphoBank — это попытка решить эти проблемы, используя повсеместное распространение Интернета и современные методы веб-приложений, включая Ajax , уровни веб-сервисов и многофункциональные веб-приложения , чтобы предоставить полнофункциональное, доступное через сеть рабочее пространство для совместной работы для филогенетических исследований. В частности, МорфоБанк позволяет легко:
- Делитесь всеми видами данных с географически разделенными членами команды, включая таксономию, данные о персонажах и образцах, медиа (включая изображения, видео и аудио), филогенетические матрицы (включая данные в широко используемых форматах NEXUS и TNT ) и другие данные, такие как документы и генетические последовательности.
- Маркируйте изображения с высоким разрешением с помощью веб-приложения для аннотаций изображений.
- Совместно редактируйте данные проекта, такие как филогенетические матрицы, с помощью встроенного веб-редактора матриц. Редактор позволяет привязывать размеченные изображения к отдельным ячейкам матрицы.
- Управляйте доступом к данным проекта. Доступ варьируется от полного доступа для членов команды до анонимного доступа только для чтения для потенциальных рецензентов.
- Публикуйте данные завершенного проекта в Интернете в поддержку опубликованной статьи с постоянным URL-адресом.
- Найдите в Энциклопедии жизни изображения образцов таксонов.
- Храните данные КТ высокого разрешения
- Создавайте онтологии для обновления и заполнения ячеек матрицы.
Эти задачи сложны или невозможны в большинстве существующих программных приложений.
История
[ редактировать ]В 2001 году Национальный научный фонд (NSF) спонсировал семинар, [ 5 ] в Американском музее естественной истории в Нью-Йорке для разработки контуров веб-системы для совместного, мультимедийного исследовательского инструмента для морфологической филогенетики. Прототип приложения, представленный на семинаре, впоследствии был доработан с учетом отзывов участников семинара и стал версией МорфоБанка 1.0. Грант Национального управления океанических и атмосферных исследований США профинансировал дальнейшие изменения, результатом которых стала версия 2.0, выпущенная в 2005 году. Текущая поддержка со стороны NSF направлена на финансирование текущих усовершенствований функций MorphoBank. До конца октября 2021 года МорфоБанк размещался в Университете Стоуни-Брук и получал поддержку со стороны Американского музея естественной истории . Текущая версия — 3.0 . Обоснование использования программного обеспечения было описано в журнале Cladistics . [ 6 ] МорфоБанк также получил поддержку от NESCENT и Суперкомпьютерного центра Сан-Диего . С 2018 года МорфоБанк частично поддерживается Phoenix Bioinformatics , некоммерческой компанией, созданной для поддержки баз данных для фундаментальных наук. Переезд МорфоБанка на постоянной основе из Университета Стоуни-Брук в компанию Phoenix Bioinformatics завершился в конце октября 2021 года. [ 7 ]
Суперкомпьютерный центр Сан-Диего ранее предоставлял технические и хостинговые ресурсы проекту МорфоБанка.
Использование
[ редактировать ]В МорфоБанке размещаются продукты рецензируемых научных исследований фенотипов. Растущий объем систематических данных «рождается цифровым», и МорфоБанк хорошо подходит для обработки такого типа материалов. По состоянию на 24 августа 2007 года в МорфоБанке находилось 62 активных научных проекта, а также 6 завершенных (и опубликованных) проектов. К 2017 году более 2000 ученых и их студентов были зарегистрированными создателями контента (пользователи не обязаны регистрироваться, их еще больше) и имеет более 500 общедоступных проектов с примерно 80 000 изображений, являющихся продуктами научных исследований. Более 1500 активных исследовательских проектов [ 8 ] хостингом выступает МорфоБанк. Программное обеспечение использовалось для проведения филогенетических исследований таких групп, как млекопитающие, [ 9 ] от летучих мышей [ 10 ] к китам, [ 11 ] [ 12 ] двустворчатые моллюски, [ 13 ] паукообразные, [ 14 ] ископаемые растения [ 15 ] а также живые и вымершие амниоты. [ 16 ] Он также более широко использовался в эволюционных и палеонтологических исследованиях для размещения тщательно подобранных изображений, связанных с опубликованными исследованиями златоглазок. [ 17 ] гекконы, [ 18 ] [ 19 ] хищные птицы, [ 20 ] динозавры, [ 21 ] лягушки [ 22 ] и нематоды. [ 23 ] МорфоБанк все чаще используется совместно с Палеобиологической базой данных . [ 24 ]
Пример опубликованных проектов:
- Проект 1097: Blank CE, 2013 г. Происхождение и ранняя эволюция фотосинтезирующих эукариот в пресноводной среде – новая интерпретация протерозойской палеобиологии и биогеохимических процессов в свете эволюции признаков.
- Проект 2520: Карвальо, Т.П., Р.Э. Рейс и Дж.П. Фрил, 2017 г. Новый вид Hoplomyzon (Siluriformes: Aspredinidae) из бассейна Маракайбо, Венесуэла: остеологическое описание с использованием высокого разрешения.
- Проект 2651: Барон М.Г., Норман Д.Б., Барретт П.М., 2017 г. Новая гипотеза взаимоотношений динозавров и ранней эволюции динозавров
МорфоБанк сыграл особую роль в реализации инициативы «Сборка Древа Жизни» , спонсируемой Национальным научным фондом . МорфоБанк хорошо подходит для таких проектов благодаря своим инструментам для объединения таксономических, характерных и матричных данных, а также функциям совместной работы. [ 25 ] Основные моменты этого исследования включают совместную матрицу эволюции млекопитающих, опубликованную в журнале Science , которая включала более 4000 феномических признаков, оцененных для более чем 80 видов, [ 26 ] матрица по современным усатым китам, содержащая около 600 изображений, [ 27 ] и многое другое.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ MacClade , компьютерная программа для филогенетического анализа, Дэвид Р. Мэддисон и Уэйн П. Мэддисон .
- ^ Мескит , Модульная система эволюционного анализа, Уэйн П. Мэддисон.
- ^ Редактор данных Nexus Программа для редактирования файлов данных формата NEXUS, страница Родерика DM
- ^ Лэнг, Адам М.; Шэрон Дойл; Мария Евгения Леоне Голд; Стерлинг Дж. Несбитт; Морин А. О'Лири; Алан Х. Тернер; Эрик В. Уилберг; Карен Э. Пул (2017). «Гигантские таксон-признаковые матрицы: будущее морфологической систематики» . Кладистика . 34 (3): 333–335. дои : 10.1111/cla.12197 . ПМИД 34645074 . S2CID 91087899 .
- ^ Отчет о семинаре MorphoBank. Архивировано 6 октября 2007 г. в Wayback Machine , 10–11 ноября 2001 г.
- ^ О'Лири, Морин; Кауфман, Сет (октябрь 2011 г.). «МорфоБанк: филофеномика в «облаке» » . Кладистика . 27 (5): 529–537. дои : 10.1111/j.1096-0031.2011.00355.x . ПМИД 34875801 . S2CID 76652345 .
- ^ Дунайев, Дэниел (11 марта 2020 г.). «Сила 3: Морин О'Лири из СБУ составляет планы финансирования МорфоБанка | TBR News Media» . Проверено 31 августа 2021 г.
- ^ «Учет | МорфоБанк» . morphobank.org . Проверено 31 августа 2021 г.
- ^ О'Лири, Массачусетс; Дж. И. Блох; Джей Джей Флинн; Ти Джей Годен; А. Джалломбардо; НП Джаннини; С.Л. Гольдбер; Б.П. Краатц; З.-Х. Ло; Дж. Мэн; Х. Ни; М.Дж. Новачек; Ф.А. Перини; З. Рэндалл; Г.В. Ружье; Э. Дж. Саргис; МТ Силкокс; Н. Б. Симмонс; М. Сполдинг; премьер-министр Веласко; М. Векслер; Дж. Р. Уибл; А. Л. Сирранелло (2013). «Предок плацентарных млекопитающих и пост-K-Pg-излучение плаценты». Наука . 339 (6120): 662–667. Бибкод : 2013Sci...339..662O . дои : 10.1126/science.1229237 . hdl : 11336/7302 . ПМИД 23393258 . S2CID 206544776 .
- ^ «Проект 265 MorphoBank, Филогенетические связи Icaronycteris, Archaeonycteris, Hassianycteris и Palaeochiropteryx с существующими линиями летучих мышей, с комментариями об эволюции эхолокации и стратегии поиска пищи у Microchiroptera» .
- ^ «Проект 470 МорфоБанка. Сравнительная остеология петротимпанического комплекса (области уха) современных усатых китов (Cetacea: Mysticeti). Матрица данных» .
- ^ «Проект 578 МорфоБанка, Карликовый кит Caperea Marginata — последний из цетотериев» .
- ^ «Проект 790 МорфоБанка. Исследование древа жизни двустворчатых моллюсков — матрица BivAToL (100+ таксонов)» .
- ^ «Проект 44 МорфоБанка, Новый род цифофтальмид с Пиренейского полуострова с филогенетическим анализом Sironidae (Arachnida: Opiliones: Cyphophthalmi) и базой данных внешней морфологии SEM» .
- ^ «Проект 277 МорфоБанка. Матрица морфологических признаков Humuriaceae» .
- ^ «Проект 46 МорфоБанка, Интеграция наборов морфологических данных для филогенетического анализа амниоты: важность покровных признаков и увеличение таксономической выборки» .
- ^ «Проект 146 МорфоБанка. Новый род и вид зеленых златоглазок из Бразилии (Neuroptera: Chrysopidae: Leucochrysini)» .
- ^ «Проект 348 МорфоБанка, Таксономический пересмотр рептилий Кабо-Верде II» .
- ^ «Проект МорфоБанка 1006, Два недавно обнаруженных вида Hemidactylus (Squamata, Gekkonidae) с Аравийского полуострова и Синая, Египет» .
- ^ «Проект 268 МорфоБанка, Функциональная морфология хищников: межпальцевые изменения в размере когтей связаны с техникой удержания добычи и иммобилизации» .
- ^ «Проект 494 МорфоБанка. Онтогенетическая остеогистология тенонтозавра тиллетти» .
- ^ «Проект 701 МорфоБанка, Филогенетический сигнал и разнообразие висцеральной пигментации в восьми семействах бесхвостых» .
- ^ «Проект 774 МорфоБанка, Открыты загадочные виды: случай нематоды Spauligodon atlanticus» .
- ^ Хопкинс, Мелани Дж. (19 сентября 2019 г.). «Использование базы данных палеобиологии и Морфобанка для облегчения совместных исследований и архивирования данных» . Препринты PeerJ . doi : 10.7287/peerj.preprints.27971v1 . 7:e27971v1.
- ^ Суперматричный подход к систематике , Алан де Кейроз и Джон Гейтси, Тенденции в экологии и эволюции , Том 22, № 1, 2006.
- ^ О'Лири, Массачусетс; Дж. И. Блох; Джей Джей Флинн; Ти Джей Годен; А. Джалломбардо; НП Джаннини; С.Л. Гольдбер; Б.П. Краатц; З.-Х. Ло; Дж. Мэн; Х. Ни; М.Дж. Новачек; Ф.А. Перини; З. Рэндалл; Г.В. Ружье; Э. Дж. Саргис; МТ Силкокс; Н. Б. Симмонс; М. Сполдинг; премьер-министр Веласко; М. Векслер; Дж. Р. Уибл; А. Л. Сирранелло (2013). «Предок плацентарных млекопитающих и пост-K-Pg-излучение плаценты». Наука . 339 (6120): 662–667. Бибкод : 2013Sci...339..662O . дои : 10.1126/science.1229237 . hdl : 11336/7302 . ПМИД 23393258 . S2CID 206544776 .
- ^ Экдейл, Э.Г.; А. Берта; Т. А. Демере (2011). «Сравнительная остеология петротимпанического комплекса (области уха) современных усатых китов (Cetacea: Mysticeti)» . ПЛОС ОДИН . 6 (6): e21311. Бибкод : 2011PLoSO...621311E . дои : 10.1371/journal.pone.0021311 . ПМК 3120854 . ПМИД 21731700 .
Цитаты
[ редактировать ]Уилсон, Э.О. (2003), «Энциклопедия жизни», TREE , 18 : 77–80 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Домашняя страница МорфоБанка
- Модернизация Древа Жизни , Science , 10 июня 2003 г., 300: 1692–1697. Статья, в которой обсуждаются усилия проектов, в том числе МорфоБанка, по упрощению и ускорению оценки биоразнообразия.
- «Морфология: форма будущего» , Пол Д. Такер, BioScience , июнь 2003 г., Vol. 53 № 6, 544. Отчет о современных инициативах в области морфологических исследований, в том числе МорфоБанка.