Les bases de données

pour quantifier et interpréter des motifs de biodiversité dans les hautes latitudes

www.scarmarbin.be

Bruno Danis, Institut Royal des Sciences Naturelles de Belgique

Plan

• la biodiversité Antarctique

• SCAR-MarBIN

• aspects techniques (pas trop quand même)

• applications

• perspectives

La biodiversité Antarctique

• Haute adaptation à un environnement extrême

• Haut niveau d’endémisme

• Essentiellement marine

• Estimations: autour de 20.000 espèces

• Sous-étudié (surtout le profond)

• Probablement très sensible aux changements climatiques

Biodiversité Antarctique

SCAR-MarBIN

SCAR-MarBIN

• ATS & CBD

• Année Polaire Internationale 2007/08

• Census of Antarctic Marine Life (CAML)

• Ocean Biogeographic Information System (OBIS)

• Global Biodiversity Information Network (GBIF)

• Financement: Politique Scientifique Belge

Marine Biodiversity Information Network

• Construire un réseau d’information

• Accès ouvert et gratuit aux données

• Exposer les données et métadonnées

• Rester à l’écoute de la communauté

• Adopter les meilleurs standards

• Servir la science, la conservation, la gestion

Philosophie

Riddle, M. Australian Antarctic Division

Résultats tangibles

all taxa

all species

valid species

0 3 750 7 500 11 250 15 000

• Le premier RAMS

• Panel de 60 éditeurs

• Nourrir WoRMS, CoL et EoL

• 16,176 taxa

• 9,234 espèces

www.scarmarbin.be

Résultats tangibles

1.000.000+ entrées130 sets de données

5,200+ taxaTéléchargeable

WebGISWebservices

www.scarmarbin.be

Nouvelle initiatives

• Bourses de digitalisation: 12 initiatives financées

• Antarctic Field Guides

• Données génétiques géoréférencées

• ArcOD: Arctic Ocean DiversityRose A. DZMB

(Un peu) de technique

Aspects techniques (V2.0)

•Objectifs

• Améliorer l’ergonomie

• Améliore l’interoperabilité

• Etendre les fonctionnalités

•Détails techniques… (accrochez vous!)

Améliorer l’ergonomie- principes -

•Le grand principe: KISS

• Le sous-principe: the less the merrier!

•Simplifier la navigation

• Diviser en sous-sites subsites by concern

• Réduire la granulométrie de la navigation

•Simplifier l’interface de recherche et le flux (AJAX)

• Rester basique

• Ressources

• centraliser la recherche avec un outil unique

• meilleur affichage des résultats

• Occurrences: ne pas effrayer l’utilisateur

Améliorer l’ergonomie- moteurs de recherche -

•Cartographie

• Chameleon -> OpenLayers

• Accès direct aux cartes via

• les détails sur un set de données

• les détails sur un taxon

•Utilisation de Tags transversaux pour la navigation dans les resources

Améliorer l’ergonomie- moteurs de recherche -

Améliorer l’interopérabilité

• (REST) Web services est la Voie...

• Occurrences

• standards OGC (WMS/WFS)

• Recherche

• Détails

• Ressources

• Recherche (XML + JSON)

• Détails pour chaque resources (XML +? JSON)

Expansion du système

• Nouvelles Bases de Données

• séquences DNA

• Experts

• Expéditions

• “Spatialization” d’AntOBIS

• Galeries

• YouTube

• Flickr

• Deep linking (BoL, wikipedia, BHL, yahoo image search)

•Moteur de recherche full text

•Sémantique de requête plus riche

• recherche par champs

• Meilleur support des booléens

• Plus d’options pour les wildcard

Expansion du système

ComparoV1 V2

Languages PHP4 (procedural part OOish) Java, Groovy (100% OO)

Design patterns - MVC-ORM-AOP-IoC…

Framework - (100% homebrew) Grails (Spring, Hibernate), YUI

Template engine - SiteMesh

Search engine SQL-based Full text (SOLR-lucene)

DB SQL server SQL server - PostGresql

GIS server mapserver Geoserver

Spatial DB - PostGIS

Mapping client chameleon openLayers

Web services SOAP (RAMS) RESTish (all resources)

OS Windows server FreeBSD

Open source Partly 100% (minus legacy DB)

Applications

Identifier les lacunes

Méthodologie

• Nettoyage de toute la base de donnée d’occurrences

• Données bathymétriques ajoutées à toutes les entrées benthiques (ETOPO2)

• comptage des espèces vs stations pour les phylums majeurs (nematoda, mollusca, cnidaria, echinodermata, chordata, arthropoda & annelida)

• comptage des espèces vs stations pour les groupes majeurs (poissons, oiseaux et mammifères, pélagique et benthiques)

• Analyse bathymétrique. Stations & espèces benthiques en fonction de la profondeur.

Toutes les espèces

Toutes les espèces

Nematoda

Annelida

Cnidaria

Echinodermata

Mollusca

Chordata

Arthropoda

• La couverture spatiale & taxonomique avrie fortement en fonction du groupe considéré

• Certains taxa majeurs sont “manquants”: Eponges, Isopodes, Pycnogonides, Bryozoaires, Decapodes, Crinoides & Brachiopodes

• Zones sous- ou non-échantillonnées: W. Weddell Sea, Amundsen Sea, deep sea

Résumé

Benthos

Benthos

Pelagos

Oiseaux et Mammifères

Poissons

• Distorsion vers les zones peu profondes, les stations de recherche et les trajectoires de navires de recherche

• Ensemble du jeu de données: les observations d’oiseaux et de mammifères dominent l’analyse de l’effort d’échantillonnage

• Les données benthiques déterminent les schémas d’ensemble de la richesse spécifique

• Co-occurrence entre les “hotspots” de données benthiques et la présence de stations

• Les observations de poisson et les données CPR déterminent les schémas observés pour les données pélagiques

Conclusions

• La distorsion due à la variabilité de l’effort d’échantillonnage est responsable d’un grand nombre de patterns observés

• Distorsion massive due à un sous-échantillonnage du profond

• Certaines zones et taxa, bien représentés, sont utilisables pour des analyses ultérieures

Conclusions

2,8 espèces d’isopodes sont décrites chaque année

600+ ont été découvertes durant ANDEEP

214 années pour tout décrire!

De Broyer C & Danis B, submitted

Identifier les lacunes

Cybertaxonomie

• Guides de terrain

• Clés d’identification interactives

• Identification semi-automatique

• Publications électroniques

Modéliser

Temperature Depth & Rugosity Distance FromShallows

Benthicclassifica3on

Pelagicclassifica3on

Confronter

Vers une nouvelle biogéographie?

• test historical bioregionalisation work (Hedgpeth)

• 5 classes, 29 regions

• SO bioregions differ upon considered class

• species endemism rate ca 50%

• single Antarctic province

• clear distinction between sub-ANT islands influenced by SA vs NZ

From Arntz et al 1997

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20

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Endemism over-estimated

From Arntz et al 1997

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From Linse et al 2006, Barnes & Griffiths 2007, Munilla In press

Gas

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Endemism over-estimated

Bivalvia

Cyclostomata

Cheilostomata

External influences

Gastropoda

From Griffiths et al in press(Spearman rank correlation coefficient and a Pearson correlation between the ranks)

Bivalvia

Cyclostomata

Cheilostomata

External influences

Gastropoda

From Griffiths et al in press(Spearman rank correlation coefficient and a Pearson correlation between the ranks)

Bivalvia

Cyclostomata

Cheilostomata

External influences

Gastropoda

From Griffiths et al in press(Spearman rank correlation coefficient and a Pearson correlation between the ranks)

Bivalvia

Cyclostomata

Cheilostomata

External influences

Gastropoda

From Griffiths et al in press(Spearman rank correlation coefficient and a Pearson correlation between the ranks)

Large-scale patterns

Cheilostomata Cyclostomata Bivalvia

Pycnogona GastropodaFrom Griffiths et al in press

Comparer

ComparaisonAntarc3quevsArc3que

EncommunentreAntarc3queetArc3que

Intégrer

Deep Sea generaAntarctic genera

Pareledone

Veledona

Thaumeledone

Graneledone

Adelieledone

Megaleledone

Adelieledone

OctopusGeoPhyloBuilderrela3onshipsinGoogleEarth

Influencer

CCAMLR• Convention for the Conservation of

Antarctic Marine Living Resources

• fait partie du système du Traité Antarctique

• “to conserve marine life of the Southern Ocean”

• s’applique à toutes les ressources marine vivantes entre le continent et le front polaire

a

REPORT OF EXPERTS WORKSHOP (HOBART, SEPTEMBER 2006)

BIOREGIONALISATIONOF THE SOUTHERN OCEAN

“Bio”regionalisation

• nécessaire afin d’entreprendre la désignation d’un système d’AMPs

• données physiques et environnementales

• concentration de chlorophylle

• il fallait un peu de “bio” quand même...

Mettre du ‘bio’ dans la bioregionalisation

• utiliser la biodiversité afin de rendre les processus de bioregionalisation et la désignation d’AMP cohérents?

• connaît-on réellement la biodiversité Antarctique?

• Travail principalement sur les shelfs

• avons-nous suffisamment de connaissances?

Innover

Le futur (proche)

Expansion/évolution des capacités

Exploration des données

Intégration des données génétiques

Outils d’aide à l’identification

Implication de la communauté

Implication des citoyens

PerspectivesHéritage tangible de CAML et de l’APIRAMS/World Register of Marine SpeciesEtat de l’environnement marin Antarctique Nouvelle biorégionalisation de l’Océan australLe lien entre plusieurs disciplines

Rose A. DZMB

Désignation d’AMPsEtat 0 pour une comparaison futureConsolidation de la communauté du SCARConservation adaptative, basée sur des données réellesFinancement internationalANTA’BIF: Antarctic Biodiversity Information Facility

Merci pour votre attention

Strugnell J. British Antarctic Survey