Biodiversitet og formidling af viden om arter

Publiceret Januar 2005

Gennem de sidste 250 år er en kolossal mængde uvurderlig biologisk viden blevet lagret i naturhistoriske samlinger og litteratur (fig. 1 & boks 1). Denne viden er dog langtfra altid let tilgængelig for de forskere og andre der har brug for den i deres arbejde – det være sig i grundforskning, naturforvaltningsprojekter, natur- og miljøpolitiske beslutningsprocesser eller studerende og skolelever der ønsker at dygtiggøre sig. Behovet for hurtig udveksling af viden om arter og deres mangfoldighed – biodiversitetsdata – overstiger nu langt de trykte mediers formidlingskapacitet. Det er derfor helt centralt for en tidssvarende udveksling af biologisk viden at biodiversitetsdata bringes på elektronisk form – overføres fra trykte til digitale medier.

Hallen i det gamle Zoologiske Museum i Krystalgade, København
1. Hallen i det gamle Zoologiske Museum i Krystalgade, København. Det åbnede for publikum i 1870 og rummede enkelte genstande helt tilbage fra Ole Worms museum (1588-1654). Efter henved 100 år blev samlingerne fra det efterhånden alt for lille museum i Krystalgade flyttet til det nuværende Zoologisk Museum i Universitetsparken som åbnede i 1970. Samlingerne vokser stadig med nyindsamlede dyr, men i dag kan man for pattedyr og fugle ofte nøjes med blodprøver til DNA-analyse. (Zoologisk Museums arkiv)

Den elektroniske tilgang muliggør hurtig søgning efter data og åbner porten til helt nye måder at bruge og integrere mange slags biodiversitetsinformation fra hele verden. Biodiversitetsdata kan således kombineres med andre typer data, som fx klima- og økosystemdata, og give svar på vigtige spørgsmål inden for bl.a. grund- og sektorforskning, miljøpolitik og beskyttelse af arter og deres levesteder. Forudsætningen for dette kvantespring i biodiversitetsforskningen er digitalisering af data om alle kendte arter i alle verdens lande og formidling af disse data via internettet. Størstedelen af verdens biodiversitetsdata er dog endnu ikke elektronisk tilgængelige. Den globale organisation GBIF – Global Biodiversity Information Facility – arbejder på at fremme digitaliseringen af artsdata verden over og samler og koordinerer bestræbelserne på at oparbejde en global søgefacilitet der stiller disse data gratis til rådighed for alle via GBIF’s dataportal på internettet (www.gbif.net).

Det er et stort og komplekst arbejde at sammenkoble mange forskellige typer biologisk information og udvikle internetværktøjer for søgning og analyse af de store datamængder. Det videnskabelige felt der spænder over både biodiversitet og informationsteknologi (IT) kaldes biodiversitets-informatik.

Boks 1: Samlingerne på Zoologisk Museum i København
2005_1 biodiver_boks_01a.jpg
2005_1 biodiver_boks_01d.jpg
På Zoologisk Museum i København findes millioner af dyr. Nogle kan ses i udstillingerne, men langt de fleste opbevares i museets magasiner. Disse dyr er grundlag for forskning. De zoologiske museer har mange eksemplarer af hver art. Det giver mulighed for at undersøge om en art varierer i forhold til alder, køn, farvefaser og geografisk udbredelse, og om arten forandrer sig med tiden.

Zoologisk Museum har til huse i en stor bygning hvoraf udstillingerne kun udgør en mindre del. Museets magasiner er enorme og fylder hele bygningens kerne. Uden om magasinerne er der lange gange med kontorer og laboratorier hvor museets medarbejdere udfører forskning i samarbejde med andre naturhistoriske museer over hele verden. Tilsammen opbevarer de zoologiske og botaniske museer prøver fra mange af verdens knap to millioner kendte arter. Man opbevarer både skind, skeletter, hele dyr og organer i sprit, vævsprøver, udstoppede eksemplarer og for fuglenes vedkommende også æg og reder. Alle genstande i Zoologisk Museums samlinger er mærket med en etikette med oplysninger om artsnavn (hvis den er bestemt), findested og -tidspunkt, hvem der har indsamlet genstanden og evt. andre oplysninger; dette er biodiversitetsdata.Kun en brøkdel af disse data er endnu blevet digitaliserede dvs. at oplysningerne er indskrevet i regneark, databaser eller tekstfiler. Det er en kolossalt stor og resursekrævende opgave at digitalisere samlingers data.

Ujævn fordeling

Biodiversitet findes i hele verden, men er ikke jævnt fordelt over planeten. Det er skønnet at ca. 75% af alle arter findes i udviklingslandene. Derimod findes ca. 75% af den videnskabelige viden og biodiversitetsdata om disse arter i Europa og Nordamerika. GBIF har som en vigtig mission at formidle biodiversitetsdata vha. den bedste informations- og kommunikationsteknologi, således at alle lande kan udnytte og få glæde af disse data.

Ved at gøre biodiversitetsdata tilgængelige for alle bidrager GBIF til bedre uddannelse og folkelig forståelse for biodiversitet og artsrigdommens uhyre værdi og betydning. Et vigtigt element er aktivt at delagtiggøre udviklingslandene i den biologiske viden og hjælpe dem til at udnytte denne viden i praksis. Et delprogram i GBIF’s store arbejdsprogram handler om vejledning og undervisning samt iværksættelse af programmer som øger udviklings-landenes kapacitet på biodiversitets-informatikområdet.

Global og national

Hvordan er det overhovedet muligt for en global organisation som GBIF at opfylde sin mission? Hvorledes kan man få overblik over og formidle biodiversitetsdata fra så mange lande? Dette kan lade sig gøre fordi GBIF har afdelinger – knudepunkter – i en lang række lande og organisationer. De nationale knudepunkter har etableret sekretariater som i samarbejde med landets biodiversitetsforskere og andre arbejder på at kortlægge og formidle landets biodiversitetsresurser. Organisationerne integrerer GBIF’s mål og værktøjer i deres eksisterende arbejde. Det danske nationale knudepunkt er DanBIF – Danish Biodiversity Information Facility. GBIF har et sekretariat som udarbejder retningslinjer for og koordinerer arbejdet i knudepunkterne. GBIFs medlemmer udgøres for øjeblikket af 25 lande som er medlemmer med stemmeret, samt 17 lande og 28 organisationer som er associerede medlemmer – og medlemsskaren øges til stadighed. Medlemmer med stemmeret betaler årligt kontingent til GBIF i forhold til det enkelte lands økonomiske formåen (målt ud fra bruttonationalproduktet), og således kan også de fattige lande være med.

GBIF blev grundlagt i 2001 på baggrund af et koncept udviklet af OECD Megascience Forum Working Group on Biological Informatics. Fire lande bød ind på at huse GBIFs sekretariat – Australien, Danmark, Holland og Spanien – og GBIF’s medlemmer valgte Danmark. Danmarks ansøgning blev udfærdiget af et konsortium bestående af et bredt udsnit af danske sektor- og grundforskningsinstitutioner, industri, samt flere styrelser og ministerier. Konsortiet blev ledet af Zoologisk Museum, Københavns Universitet. GBIF’s sekretariat med 14 medarbejdere har til huse i et nybygget anneks til Zoologisk Museum som er en del af Statens Naturhistoriske Museum. Annekset blev doneret af Aage V. Jensens Fonde. På museet findes også DanBIF’s sekretariat.

Nye forskningsredskaber

Som udgangspunkt findes biodiversitetsdata i mange forskellige systemer, formater, programmer og databaser der ofte ikke kan “snakke sammen”. Det er GBIF’s vision at bidrage til biodiversitetsforskning ved at øge brugbarheden, tilgængeligheden og fuldstændigheden af videnskabelig biodiversitetsinformation på internettet. GBIF vil forbedre de forskellige databasers mulighed for at fungere sammen og således muliggøre samtidig søgning i mange parallelle biodiversitetsdatabaser samt integreret søgning inden for de forskellige niveauer af biologien (molekylært niveau, artsniveau og økosystemniveau). Det kræver en kolossal indsats mht. udvikling af IT-værktøjer både i GBIF’s sekretariat og i de enkelte landes nationale knudepunkter. Men når målet er nået, åbnes døren til ny forskning med inddragelse af langt større datamængder og nye måder at kombinere data på, i forhold til hvad man før har kunnet. GBIF er således et megavidenskabeligt projekt.

En bæredygtig udnyttelse af verdens biodiversitetsresurser i fremtiden afhænger af at naturresurserne forvaltes på en solid, videnskabelig basis som giver et godt beslutningsgrundlag for embedsmænd og politikere. At understøtte bedre forskning og velunderbygget beslutningstagen er nogle af de vigtigste anvendelsesområder for den viden som GBIF og DanBIF formidler.

Lettere adgang til data

Med let og ensartet adgang til biologiske data af alle slags, både vedr. individer/objekter og observationer, kan videnskabsfolk drive biodiversitetsforskning som ikke før har været mulig.

Ved at sammenstille museumsdata der giver oplysninger om findested vedr. en bestemt art med observationsdata fra fx amter og interesseorganisationer kan man opnå dokumentation for denne arts tilbagegang i Danmark. Yderligere kan de resulterende data vedr. artens udbredelse kombineres med andre biodiversitetsdata, fx på økosystemniveau, og herved give forskeren mulighed for at undersøge årsagerne til artens tilbagegang, fx ændringer i klima, miljø og vegetation. På tilsvarende måde kan man kombinere artsdata fra mange datakilder, uanset om artens navn er angivet på dansk eller latin, og fra disse data uddrage oplysninger vedr. individer og observationer i et bestemt område og en bestemt tidsperiode. Heraf kan man udlede viden om en arts rumlige og tidslige bestandsvariationer.

2005_1 fig_10_biodiver_002.jpg

Original
genus

Original
species

 Author

Type
status

Current
family

Reference

Images

Argyrodes

xiphias

Thorell,

1887

Type

Theridiidae

Thorell, T. Viaggio di L. Fea in Birmania e regioni vicine. II. Primo saggio sui ragni birmani. Ann. Mus. civ. stor. nat. Genova 25: 5-417.

1. dorsal habitus

2. dorsal habitus full of eggs

3. epigynum

4. epigynum2

5. head dorsal

6. lateral female

7. lateral male

8. palp lateral

9. palps ventral

10. ventral habitus male

2. Eksempel på data fra edderkoptypedatabasen, Zoologisk Museum, Københavns Universitet. Denne database omfatter typeeksemplarer, dvs. de bestemte eksemplarer som arterne oprindeligt er beskrevet ud fra. Databasen indeholder bl.a. data i form af fotos. Fotoet viser arten Argyrodes xiphias set fra ryggen. (J. B. Schmidt)

Et eksempel på en database, som allerede er tilgængelig for online søgning, er edderkoppesamlingen på Zoologisk Museum, København (fig. 2). Forudsat at en forsker ved hvor han skal lede, er databasen tilgængelig via museets hjemmeside. Men idet DanBIF har distribueret de samme data til GBIF, er disse data blevet søgbare for enhver, uden at man behøver at vide hvilken institutions hjemmeside man skal søge på. Ved at give adgang til data via de nationale GBIF-knudepunkter som fx DanBIF muliggør GBIF’s internetportal således at man kan finde og bruge data som tidligere har været spredt og svære at finde og udnytte.

Når en forsker har brug for at studere objekter i et naturhistorisk museum i et andet land, kan det ske enten ved at museet – om muligt – udlåner og sender de ønskede eksemplarer til forskeren, eller forskeren rejser til dette land og besøger museet. Men når forskeren via internettet har mulighed for at se fotos af en samlings typeeksemplarer, kan han bl.a. finde ud af om han overhovedet har fat i den rigtige art, inden han rejser til museet. Forskningsarbejdet kan også suppleres med information fra inter-nettet. Derved kan der spares megen tid og mange omkostninger.

2005_1 fig_11_biodiver_003.gif
3. DanBIF's logo rummer en organisk
struktur, der symboliserer
sammenhæng på flere niveauer - fra
molekylniveau til økosystemniveau.
Figuren kan tolkes som fx en
molekylstruktur, en klump celler eller
sammenhængende organismer, en
bikagecellestruktur eller en
økosystemstruktur med landområder
og et vandområde. Figuren
symboliserer også netværk.

Danbif – Danish Biodiversity Information Facility

Danmark var et af de første lande der tilsluttede sig GBIF og dannede et nationalt knudepunkt i 2001 (fig. 3). DanBIF finansieres af Statens Naturvidenskabelige Forskningsråd (SNF) og Det Naturvidenskabelige Fakultet, Københavns Universitet. SNF betaler desuden Danmarks årlige kontingent til GBIF. DanBIF har opbygget et netværk af biodiversitetsforskere fra en lang række danske forskningsinstitutioner der har forsynet DanBIF’s sekretariat med oplysninger om biologiske samlinger og databaser i Danmark. Disse samlinger og databaser indeholder information om både danske arter og udenlandske arter i danske samlinger.

Biologiske samlinger er en vigtig resurse for forskning. Erhvervelse, dyrkning, bevarelse/konservering og opbevaring af objekter og optegnelser er en integreret del af mange forskningsopgaver i biodiversitetsvidenskaben. Biologiske samlinger defineres bredt:

  • Samlinger af levende organismer: botaniske og zoologiske haver, kulturer af mikroorganismer, frøbanker og vævssamlinger.
  • Naturhistoriske samlinger, hovedsagelig i museer og på universiteter: herbarier, zoologiske samlinger, palæontologiske samlinger, specielle referencesamlinger (fx træsorter, parasitter, frø) og økologiske samlinger (fx vandprøver med mikroalger).
  • Datasamlinger hidrørende fra observation og kortlægning af flora og fauna og datasæt fra natur- og miljøovervågning hvor de enkelte data refererer til en dokumenteret iagttagelse af en identificeret organisme på et defineret sted.
  • Multimedie-samlinger (fx dyrelyde eller billeder af organismer).
  • Samlinger af materiale fra organismer (fx DNA).
2005_1 fig_12_biodiver_004.jpg
4. Valmue i Aarhus Universitets
Herbarium. (M. Jensen)

En del af denne biodiversitetsinformation findes i databaser. Nogle af disse er allerede formidlet til DanBIF fx Zoologisk Museums Fiskesamling og Aarhus Universitets Herbarium (fig. 4), og disse data er gjort globalt søgbare via GBIF’s dataportal. Ud over at formidle danske biodiversitetsdata fungerer DanBIF som et forum for biodiversitetsforskere. DanBIF bidra-ger til biodiversitetsforskningen ved bl.a. at afholde møder for danske forskere samt internationale konferencer om biodiversitetsrelaterede emner. Således har DanBIF afholdt konferencer om biodiversitetsinformatik og om molekylær biodiversitet.

I DanBIF’s sekretariat er ansat tre personer som samarbejder tæt med DanBIF’s bestyrelse (fig. 6). Bestyrelsen udgøres af fem personer fra Københavns, Syddansk og Aarhus Universiteter. Sekretariatet og bestyrelsen samarbejder med DanBIF-netværket der for øjeblikket omfatter 29 personer, og DanBIF-kredsen med ca. 70 personer med en lidt løsere tilknytning til DanBIF. Netværksmedlemmerne bistår DanBIF-sekretariatet med deres kendskab til den danske forskerverden og samlinger og databaser og formidler datasæt til DanBIF. DanBIF-sekretariatet holder individuel kontakt til netværksmedlemmerne som via e-mail, DanBIF’s nyhedsbrev og DanBIF-internetportalen holdes informeret om sekretariatets aktiviteter og om GBIF’s udvikling og nyheder. Netværksmedlemmerne samles regelmæssigt til møder og konferencer organiseret af sekretariatet. DanBIF-kredsen udgøres af personer der er anbefalet af netværksmedlemmerne til at forsyne DanBIF med biodiversitetsdata og af andre interesserede. Både netværk og kreds vokser i takt med DanBIF’s bestræbelser på at få overblik over de danske biodiversitetsresurser og på at formidle data til global søgning via GBIF’s dataportal.

Det er DanBIF’s vigtigste mål:

  • at opfylde forpligtelserne beskrevet i GBIF’s samarbejdsaftale med GBIF-medlemmerne (det såkaldte Memorandum of Understanding) og i GBIF’s arbejdsdokument vedr. krav og anbefalinger for oprettelse og drift af nationale knudepunkter (Nodes Requirements and Recommendations),
  • at udvikle, iværksætte, drive og vedligeholde den nødvendige IT-mæssige infrastruktur for at være en del af GBIF-netværket,
  • at gøre danske biodiversitetsdata tilgængelige for global søgning via GBIF’s dataportal,
  • at opbygge et dansk, videnskabeligt netværk og tilvejebringe et forum, der fremmer udviklingen af tværgående forskningsprojekter inden for biodiversitet og biokompleksitet og
  • at tilvejebringe og aktivt bidrage til GBIF’s udvikling af let og ensartet adgang til danske og internationale biodiversitetsdata for forskere og andre.
2005_1 fig_13_biodiver_006.gif
6. DanBIF-bestyrelsens medlemmer er udnævnt af Statens Naturvidenskabelige Forskningsråd (SNF) efter indstilling fra de respektive universiteter. DanBIF-netværket omfatter repræsentanter fra danske grund- og sektorforskningsinstitutioner som beskæftiger sig med biodiversitetsforskning. Netværksmedlemmerne er anerkendt af SNF efter indstilling fra de respektive institutioner. På længere sigt vil også virksomheder og forvaltninger blive inddraget i netværket. DanBIFkredsen omfatter bl.a. personer og institutioner som er blevet anbefalet af netværksmedlemmerne som relevante dataleverandører til DanBIF.

Data og metadata

DanBIF-sekretariatet står for kortlægningen af de danske naturhistoriske samlinger og databaser over biodiversitet i Danmark. DanBIF udvikler IT-værktøjer der muliggør overblik over disse resurser. Oplysninger om samlinger og databaser fra DanBIF-netværket og DanBIF-kredsen lagres i DanBIF’s elektroniske katalog over biologiske samlinger – det såkaldte Collections Metadata Inventory. Målet er at opbygge et katalog over alle biologiske samlinger og databaser i Danmark med bl.a. status over hvor stor en del af samlingernes data der er lagret elektronisk, og hvilket programmel der er anvendt. Kataloget udgør et vigtigt grundlag for DanBIF’s arbejde med at gøre databaser tilgængelige for søgning via GBIF’s dataportal og at identificere særlige indsatsområder for digitalisering af samlinger. Sekretariatet arbejder på at udvikle et online søgbart katalog som vil være et stærkt redskab for kuratorer på de naturhistoriske museer, forskere og andre. Der er lang vej endnu før alt er digitaliseret. Men vha. kataloget kan man finde frem til hvor tingene findes, og hvem man kan kontakte hvis man vil vide mere og måske låne eksemplarer eller besøge samlingen.

Katalogets datatype kaldes metadata. Det er oplysninger der overordnet beskriver samlinger og databaser. Metadata kan bl.a. være samlingens navn (fx Zoologisk Museums Fiskesamling), på hvilken institution samlingen findes (fx Zoologisk Museum, København), hvilke organismer samlingen rummer (fx fisk), samlingens størrelse (fx 70.000 eksemplarer), samlingens geografiske dækning (fx hele verden), oplysninger om samlingens tilknyttede videnskabelige eksperter, om dele af eller hele samlingens data findes på elektronisk form, publikationer på baggrund af samlingen og meget andet. Det er langtfra alle biologiske samlinger hvis data findes på elektronisk form, men DanBIF registrerer både samlinger med elektroniske data og samlinger uden.

Biodiversitetsdata er en dyre- eller plantearts navn og mange andre oplysninger om selve arten og eksemplarer af den i naturhistoriske samlinger, oplysninger om hvor arten findes, observationer af arten i naturen m.m.

Når DanBIF-sekretariatet har indhentet metadata om en biologisk samling kan man gå videre og se på selve samlingens biodiversitetsdata. Findes oplysningerne på elektronisk form i en database, et regneark, en tekstfil – eller findes de kun på papir. En del databaser indeholder data som DanBIF får lov til at formidle videre til GBIF således at de bliver globalt søgbare via GBIF’s dataportal. Den oprindelige dataholder – fx en kurator på et naturhistorisk museum – beholder ansvaret for databasen og opdateringen af den.

Umiddelbart kunne det lyde relativt enkelt at registrere metadata og biodiversitetsdata og formidle data til GBIF, men bag dette ligger der et stort IT-udviklingsarbejde. Dette udføres af DanBIF-sekretariatet i samarbejde med GBIF’s sekretariat. DanBIF-sekretariatet yder også IT-vejledning og assistance til alle de dataholdere der har brug for det. Sekretariatet tilbyder at huse databaser på DanBIF’s computere hvis en dataholder ønsker det.

Internationalt samarbejde 

Ud over den direkte forbindelse mellem DanBIF og GBIF samarbejder DanBIF også med andre nationale GBIF-knudepunkter og med en række internationale organisationer og projekter inden for biodiversitetsområdet.

Det drejer sig bl.a. om:

  • European Network for Biodiversity Information (ENBI) hvis mål er at etablere et stærkt europæisk netværk som følger GBIF’s prioriteter ved at mobilisere biodiversitetsinformation i Europa og ved at identificere og etablere basis for samarbejde på europæisk niveau. Det specifikke arbejdsprogram som ledes af DanBIF, tager sig af at gøre ikke-europæiske biodiversitetsdata i europæiske samlinger globalt tilgængelige,
  • Biological Collection Access Service for Europe (BioCASE) har som mål at etablere en internetbaseret informationsservice som giver forskere adgang til biologiske samlinger i Europa,
  • Species 2000europa er et underprojekt af det globale Species 2000 projekt som opbygger et komplet katalog over de levende organismer på Jorden,
  • Taxonomic Database Working Group (TDWG) har som mål at fremme en bredere og mere effektiv udbredelse af information om verdens arv af organismer og
  • Danida’s Programme for Enhancement of Research Capacity (ENRECA). Det specifikke projekt som DanBIF er involveret i vedrører biodiversitetsforskning og resurseopbygning i Tanzania og Uganda.

Yderligere oplysninger

Biological Collection Access Service for Europe (BioCASE), www.biocase.org

Danida’s Programme for Enhancement of Research Capacity (ENRECA), www.cdr.dk/ResENRECA

Danish Biodiversity Information Facility, www.danbif.dk

European Network for Biodiversity Information (ENBI), www.enbi.info

GBIF’s dataportal på internettet, www.gbif.net

Global Biodiversity Information Facility, www.gbif.org

Species 2000europa, www.sp2000europa.org

Taxonomic Database Working Group (TDWG), www.tdwg.org

Artiklen er tidligere offentliggjort i Naturens Verden, Årgang 88, nr. 2, 2005. Gengives med tilladelse.