Ключ единого доступа

В филогенетике ключ единого доступа (также называемый дихотомическим ключом , последовательным ключом , аналитическим ключом , или ключ пути ) — идентификационный ключ , в котором последовательность и структура этапов идентификации фиксируются автором ключа. На каждом этапе процесса принятия решения предлагается несколько альтернатив, каждая из которых ведет к определенному результату или дальнейшему выбору. Альтернативы обычно называют «отведениями», а набор отведений в данной точке — «двойкой».

Ключи единого доступа тесно связаны с деревьями решений или самобалансирующими двоичными деревьями поиска . Однако для повышения удобства использования и надежности ключей многие ключи единого доступа включают в себя ретикуляцию , изменяющую древовидную структуру в ориентированный ациклический граф . Ключи единого доступа используются уже несколько сотен лет. Их можно напечатать в различных стилях (например, связанных, вложенных, с отступом, с графическим разветвлением ) или использовать в качестве интерактивных компьютерных клавиш. В последнем случае может отображаться либо более длинная часть ключа (необязательно с гиперссылкой), либо одновременно может отображаться только один вопрос.

Если ключ имеет несколько вариантов выбора, он описывается как полихотомический или политомический . Если весь ключ состоит ровно из двух вариантов в каждой точке ветвления, ключ называется дихотомическим . Большинство ключей единого доступа являются дихотомическими.

Диагностические («искусственные») и синоптические («естественные») ключи

Любой ключ единого доступа организует большой набор элементов в структуру, которая разбивает их на более мелкие, более доступные подмножества, при этом множество ключей приводит к наименьшей доступной классификационной единице ( виду или внутривидовому таксону, обычно в форме биномиальной номенклатуры ). Однако существует компромисс между ключами, которые направлены на обеспечение наиболее удобной и надежной идентификации ( диагностические ключи ), и ключами, которые призваны отразить научную классификацию организмов ( синоптические ключи ). Первый тип ключей ограничивает выбор характеристик наиболее надежными, удобными и доступными при определенных условиях. Для одной и той же группы организмов может быть предложено несколько диагностических ключей: диагностические ключи могут быть разработаны для полевого ( полевые справочники ) или лабораторного использования, для летнего или зимнего использования, и они могут использовать географическое распределение или предпочтения среды обитания организмов в качестве дополнительных характеристик. Они делают это за счет создания искусственных группировок в ключе.

Пример диагностического ключа показан ниже. Она не основана на таксономической классификации включенных видов — сравните с ботанической классификацией дубов .

Напротив, синоптические ключи соответствуют таксономической максимально точно классификации. Если классификация уже основана на филогенетических исследованиях, ключ представляет эволюционные отношения внутри группы. Чтобы добиться этого, эти ключи часто должны использовать более сложные характеристики, которые не всегда могут быть доступны в полевых условиях и для которых могут потребоваться такие инструменты, как ручная линза или микроскоп. Из-за конвергентной эволюции внешне схожие виды могут быть разделены на ранних этапах ключа, а внешне разные, но генетически близкие виды могут быть разделены гораздо позже. Синоптические ключи обычно встречаются в научных исследованиях таксономической группы («монографиях»).

Пример синоптического ключа (соответствующего диагностическому ключу, показанному ниже) показан ниже. У растений : характеристики цветков и плодов часто важны для первичной таксономической классификации

Пример диагностического дихотомического ключа для некоторых на востоке США, дубов основанного на листьев . характеристиках 1. Листья обычно без зубцов и долей: 2. 1. Листья обычно с зубцами или лопастями: 5. 2. Листья вечнозеленые: 3. 2. Листья не вечнозеленые: 4. 3. Взрослое растение большого дерева — дуба южного живого Quercus Virginiana. 3. Взрослое растение небольшого кустарника — Карликовый живой дуб Quercus minima. 4. Лист узкий, примерно в 4-6 раз длиннее широкого — Ивовый дуб Quercus phellos. 4. Лист широкий, примерно в 2-3 раза длиннее ширины — Дуб гонтовый Quercus imbricaria. 5. Лепестки или зубы с щетинками на кончиках: 6. 5. Лепестки или зубы округлые или тупоконечные, без щетинок: 7. 6. Листья преимущественно трехлопастные — Дуб дубовый Quercus marilandica. 6. Листья преимущественно 7-9-лопастные — Дуб красный северный Quercus Rubra. 7. Листья с 5-9 глубокими лопастями — Дуб белый Quercus alba. 7. Листья с 21-27 неглубокими лопастями — Дуб болотно-каштановый Quercus prinus. Этот ключ сначала различает дубы с цельными листьями с обычно гладкими краями ( живые дубы , ивовый дуб , галечный дуб ) и другие дубы с лопастными или зубчатыми листьями. Следующие шаги создавали все более мелкие группы (например, красный дуб , белый дуб ), пока вид не был исключен.

Пример синоптического (таксономического) дихотомического ключа для некоторых на востоке США дубов , отражающего таксономическую классификацию. 1. Короткие фасоны; желуди созревают через 6 месяцев, сладкие или слегка горькие, внутри скорлупы желудей голые ( Quercus sect. Quercus , дубы белые ): 2 1. Столбики длинные, желуди созревают через 18 месяцев, очень горькие, внутри скорлупы желудей шерстистые ( Quercus sect. Lobatae , красные дубы ): 5 2. Листья вечнозеленые: 3. 2. Листья не вечнозеленые: 4. 3. Взрослое растение большого дерева — дуба южного живого Quercus Virginiana. 3. Взрослое растение небольшого кустарника — Карликовый живой дуб Quercus minima. 4. Листья с 5-9 глубокими лопастями — Дуб белый Quercus alba. 4. Листья с 21-27 неглубокими лопастями — Дуб болотно-каштановый Quercus prinus. 5. Листья обычно без зубцов и долей: 6. 5. Листья обычно с зубцами или лопастями: 7. 6. Лист узкий, примерно в 4-6 раз длиннее широкого — Ивовый дуб Quercus phellos. 6. Лист широкий, примерно в 2-3 раза длиннее ширины — Дуб гонтовый Quercus imbricaria. 7. Листья преимущественно трехлопастные — Дуб блэкджек Quercus marilandica. 7. Листья преимущественно 7-9-лопастные — Дуб красный северный Quercus Rubra.

Конструктивные варианты ключей единого доступа

Различие между дихотомическими (раздвоенными) и политомическими (многочленными) ключами является структурным, и программное обеспечение идентификационных ключей может поддерживать или не поддерживать политомические ключи. Это различие менее произвольно, чем может показаться. Разрешение переменного числа вариантов невыгодно во вложенном стиле отображения, где для каждого куплета в политомическом ключе необходимо сканировать весь ключ до конца, чтобы определить, может ли существовать более второго отведения или нет. Более того, если альтернативные ведущие утверждения сложны (включают более одной характеристики и, возможно, «и», «или» или «нет»), два альтернативных утверждения значительно легче понять, чем двустишия с большим количеством альтернатив. Однако последнее соображение можно легко учесть в политомическом ключе, где куплеты, основанные на одной характеристике, могут иметь более двух вариантов выбора, а сложные утверждения могут быть ограничены двумя альтернативными вариантами.

Еще одно структурное различие заключается в том, поддерживаются ли только ведущие утверждения или пары вопрос-ответ. В большинстве традиционных ключей единого доступа используется «ведущий стиль», где каждая опция состоит из утверждения, только одно из которых является правильным. В частности, в компьютерных ключах иногда вместо этого используется «стиль вопрос-ответ», когда вопрос предлагается с выбором ответов. Второй стиль хорошо известен по тестированию с множественным выбором и, следовательно, более интуитивен для новичков. Однако это создает проблемы, когда несколько характеристик необходимо объединить за один шаг (например, «Цветок красный и колючки присутствуют» или «Цветы от желтого до красновато-оранжевого цвета, колючки отсутствуют» ).

Стиль руководства 1. Цветы красные...2. Цветы белые... 3 Цветы синие... 4

Стиль вопрос-ответ 1. Какого цвета цветы? - красный... 2 - белый... 3 - синий... 4

Стили представления

Ключи единого доступа могут быть представлены в разных стилях. Двумя наиболее часто встречающимися стилями являются

• Вложенный стиль , при котором все куплеты сразу следуют за ними за счет разделения лидов внутри куплета.
  • Самый распространенный подтип вложенных ключей называется «ключ с отступом», где отступ увеличивается с каждым уровнем. При использовании большого ключа это может привести к появлению большого количества пробелов в печати и, следовательно, к тому, что останется мало места для основного текста и иллюстраций. Хотя «ключ с отступом» иногда используется как синоним вложенного ключа, сам по себе отступ не является существенной особенностью вложенного ключа. (Примеры вложенных ключей без гиперссылок с отступом можно найти на сайте www.env.gov.bc.ca. )
• Связанный стиль : отведения внутри куплета сразу следуют друг за другом, что упрощает политомических ключей получение . В конце каждого отведения какая-либо форма указателя (система нумерации, гиперссылки и т. д.) создает связь с куплетами, следующими за этим отведением.

Вложенный стиль дает превосходное представление о структуре ключа. С помощью короткого ключа и умеренных отступов можно легко проследить и даже отследить ошибочный путь идентификации. Вложенный стиль проблематичен при работе с политомическими ключами, где каждый ключ необходимо сканировать до конца, чтобы убедиться, что в куплете больше нет отводов. Он также с трудом поддерживает ретикуляцию (для чего требуется метод ссылки, аналогичный тому, который используется в связанном стиле).

Преимущества и недостатки

Большой объем знаний о надежных и эффективных процедурах идентификации может быть включен в хорошие ключи единого доступа. В начале ключа будут предпочтительнее характеристики, которые надежно и удобно наблюдать большую часть времени и для большинства видов (или таксонов) и которые дополнительно обеспечивают хорошо сбалансированный ключ (принципы, равномерно распределяющие количество видов). Однако на практике достичь этой цели для всех таксонов и во всех условиях сложно. Если информация для данного этапа идентификации недоступна, необходимо проследить несколько потенциальных версий, и идентификация становится все более сложной.

Хотя существует программное обеспечение, которое помогает пропускать вопросы с помощью клавиши единого доступа, более общим решением этой проблемы является создание и использование ключей множественного доступа , позволяющих свободный выбор этапов идентификации и легко адаптируемых к различным таксонам (например, очень мелким или очень большим), а также к различным обстоятельствам идентификации (например, в полевых условиях или лаборатории).

См. также

• Ключ множественного доступа

Внешние ссылки

• www.identificationkey.fr