Кибер-сороконожка: от Линнея к большим данным

Таксономические описания, введенные Линнеем в 1735 году, предназначены для того, чтобы ученые могли отличать один вид от другого. Теперь появился новый футуристический метод описания новых видов, который выходит далеко за рамки традиции. Новый подход сочетает несколько методов, включая методы молекулярной биологии нового поколения, штрих-кодирование ДНК (DNA barcoding), а также новые вычислительные и визуализирующие технологии, которые проверят модель для сбора, хранения и управления большими данными в биологии. Исследование только что опубликовано в Biodiversity Data Journal.

Хотя в 2012 году таксономистами было открыто 13 494 новых вида животных, биоразнообразие на планете продолжает сокращаться с беспрецедентной скоростью. Обеспокоенные высокими темпами исчезновения, ученые были вынуждены перейти к так называемому подходу «турбо-таксономии», когда требуется быстрое описание видов для управления охраной природы.

Признавая необходимость быстрых описаний, авторы нового исследования представляют другую «крайность» для таксономического описания: «новый вид будущего». Международная команда ученых из Болгарии, Хорватии, Китая, Великобритании, Дании, Франции, Италии, Греции и Германии проиллюстрировала целостный подход к описанию нового вида пещерной многоножки Eupolybothrus cavernicolus, недавно обнаруженного в отдаленном карстовом регионе Хорватии. Проект стал результатом сотрудничества между GigaScience, China National GeneBank, BGI-Shenzhen и Pensoft Publishers.

Eupolybothrus cavernicolus стал первым эукариотическим видом, для которого, помимо традиционного морфологического описания, ученые предоставили транскриптомный профиль, данные штрих-кодирования ДНК (DNA barcoding), подробную анатомическую микрокомпьютерную томографию (micro-CT) и видео живой особи, чтобы задокументировать важные черты ее поведения. Используя micro-CT-сканирование для нового вида, впервые создан высокодетализированный морфологический и анатомический набор данных — «кибертип» (cybertype), предоставляющий каждому виртуальный доступ к образцу.

«Эффективная коммуникация результатов секвенирования нового поколения требует следующего поколения публикации данных», — говорит профессор Любомир Пенев, управляющий директор Pensoft Publishers. «Недостаточно просто собрать «большие» данные. Настоящая проблема возникает в тот момент, когда данные должны быть управляемы, хранимы, обрабатываемы, проходить рецензирование, публиковаться и распространяться таким образом, чтобы допускать повторное использование в грядущем мире больших данных», — заключил профессор Пенев.

«Секвенирование нового поколения выходит за рамки простого составления генетического чертежа вида в такие области, как исследование биоразнообразия, где массовые сборы видов в исследованиях «метабаркодинга» (metabarcoding) сближают геномику, мониторинг экосистем и открытие видов. Этот пример пытается интегрировать данные из этих различных источников и, курируя их в базе данных GigaDB от BGI и GigaScience, сделать их совместимыми и гораздо более удобными для использования», — говорит доктор Скотт Эдмундс из BGI и исполнительный редактор GigaScience.