28 de mai de 2013

Serviço Exsiccatae: imagens de espécimes online

Atualmente disponibilizando imagens de cerca de 200 mil espécimes botânicos, o serviço Exsiccatae permite a integração de imagens de plantas e fungos coletados no Brasil, mantidos em herbários do país e do exterior, aos dados disponíveis na rede INCT-Herbário Virtual da Flora e dos Fungos via speciesLink.


Lançado oficialmente em agosto de 2011 durante o 62o Congresso Nacional de Botânica, o serviço Exsiccatae é um produto do projeto "Ampliação, Integração e Disseminação Digital de Dados Repatriados da Flora Brasileira" coordenado pelo Herbário Virtual da Flora e dos Fungos (INCT-HVFF) e desenvolvido com apoio do CNPq como parte do Programa Reflora. O sistema integra um serviço de imagens de alta resolução com as informações textuais da rede speciesLink, de modo que cada espécime pode ter imagens associadas, seja da exsicata depositada no herbário ou de fotos em campo, enquanto ainda vivo, dentre outras possibilidades.

Flor do espécime HVASF008508 coletado em Custódia (PE), depositado no Herbário Vale do São Francisco e identificado como Herissantia crispa (Malvaceae).

O serviço está disponível para herbários nacionais e do exterior interessados em integrar imagens dos espécimes e foi desenvolvido a partir da experiência de implementação do Herbário Virtual A. de Saint-Hilaire, fruto de uma parceria entre o Museu Nacional de História Natural de Paris, o Instituto de Botânica de São Paulo e o Centro de Referência em Informação Ambiental, CRIA. O sistema permite a visualização online de quase 200 mil espécimes, incluindo milhares de imagens de tipos depositados em coleções nacionais e internacionais.

Exsicata depositada no New York Botanical Garden do espécime NY00023334, coletado em 1973 por J. F. Ramos no INPA em Manaus (AM). O espécime representa o tipo de Ischnosiphon crassispicus L. Andersson, identificado pelo próprio Andersson em 1984.

Perspectivas emergentes
A visualização das imagens das exsicatas oferece oportunidades dos curadores e pesquisadores consultarem espécimes à distância, abrindo uma perspectiva para inovação em estudos taxonômicos (i.e. cybertaxonomy ou e-taxonomy) e a implementação de novas estratégias de identificação de material em herbários brasileiros. Um exemplo recente é a contribuição da pesquisadora Daniela Zappi (Royal Botanic Gardens, Kew) que revisou e comentou remotamente a identificação de espécimes da família Cactaceae depositados em diversos herbários. Além disso, a inclusão de imagens adicionais, seja do material vivo em campo ou de estruturas microscópicas (p.ex. pólen ou esporos) amplia significativamente o leque de aplicações. Imagens dos espécimes vivos são particularmente importantes para mostrar flores e frutos das plantas, e também são imprescindíveis para os fungos, como os cogumelos e as orelhas-de-pau, que perdem a cor e a forma quando desidratados. Essas características são cruciais para o reconhecimento das espécies.






O Exsiccatae vem recebendo contribuições constantes dos provedores de dados e hoje já conta com cerca de 200 mil imagens de espécimes, das quais mais de 95% são de exsicatas. O acervo está em constante expansão e já conta com mais de 5 mil imagens de espécimes vivos e pouco mais de 1.000 imagens de pólen.

Imagens servidas pelo serviço Exsiccatae de acordo com o tipo de material que representam: voucher (exsicata), material vivo ou pólen.

Ferramentas online
O sistema oferece ferramentas de zoom, rotação, medidas em cm, correção de cores e download. As imagens das exsicatas possibilitam checar a etiqueta, permitindo que informações básicas sejam consultadas rapidamente e até mesmo erros de digitação corrigidos.

Visualização da exsicata NY00255129 coletada no Brasil por G. Gardner em 1836 e identificada por H. Kennedy em 19/12/1972 como Calathea barbata (Marantaceae). A linha em vermelho indica a medida realizada na interface do Exsiccatae.

Outras ferramentas importantes disponíveis a partir da interface de busca do speciesLink (no menu imagens) são a visualização das imagens como um catálogo e a comparação das imagens de diferentes exsicatas. O catálogo permite aos usuários checarem o material antes da manipulação física, reduzindo a necessidade de mexer em todas as exsicatas e acelerando o processo de compilação do material. Da mesma forma, a comparação virtual de exsicatas diferentes potencialmente pode reduzir o trabalho manual de bancada e reduzir o desgaste físico do material em boa parte dos casos.
Interface do Exsiccatae permite visualização das imagens como um catálogo.

Comparação das imagens de diferentes exsicatas de Cereus jamacaru (Cactaceae).

Serviço de imagens para herbários nacionais
Além da integração com a rede speciesLink, o Exsiccatae oferece um serviço web para os herbários nacionais usarem as imagens como preferirem. Atualmente, o Jardim Botânico do Rio de Janeiro (JBRJ) é usuário do serviço possibilitando a associação de vouchers aos nomes publicados na Lista de Espécies da Flora do Brasil.

Como contribuir com imagens
Incentivamos a participação de todos os herbários no sistema Exsiccatae. Para participar basta enviar um email para splink@cria.org.br e serão indicados todos os passos necessários.

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O sistema Exsiccatae está integrado ao INCT-HVFF e à rede speciesLink.

15 de mai de 2013

Herbário Virtual da Flora e dos Fungos

Com a missão de prover infraestrutura de dados à comunidade científica, ao poder público e à sociedade, o Herbário Virtual da Flora e dos Fungos está favorecendo a integração de informações sobre plantas e fungos no Brasil de forma aberta e livre.


O Brasil é um dos países mais diversos no planeta em espécies de plantas e fungos, abrigando cerca de 15 a 20% das espécies conhecidas e contendo ainda milhares de espécies novas a serem descobertas pela ciência. O desafio de se estudar essa biodiversidade e integrar o conhecimento gerado é imenso, mas está sendo abordado de forma pioneira pelo Herbário Virtual da Flora e dos Fungos (INCT-HVFF), que vem atuando na pesquisa, formação de recursos humanos e transferência de conhecimento para a sociedade. 

O gênero Ischnosiphon contém cerca de 35 espécies de ervas terrestres, distribuídas nos Neotrópicos (foto: Pedro Ivo Simões). 

De uma forma geral, o INCT-HVFF visa fomentar o compartilhamento livre e aberto de dados e informações de herbários em um formato útil; integrar informações dos acervos dos herbários do país e de acervos no exterior que possuem coletas realizadas em solo brasileiro; melhorar a qualidade dos acervos dos herbários brasileiros; disponibilizar dados sobre a ocorrência de espécies no Brasil, base fundamental para a tomada de decisão e formulação de políticas públicas sobre biodiversidade; ampliar a base de conhecimento sobre a diversidade da flora e dos fungos macroscópicos do Brasil; estimular a formulação de políticas públicas voltadas à sustentabilidade dos herbários, à formação de taxonomistas e aos estudos sobre biodiversidade; e fornecer subsídios para que a sustentabilidade ambiental se torne um critério tão importante quanto o desenvolvimento social e econômico na formulação e análise de políticas públicas. 

Mycena lacrimans, a única espécie de fungo bioluminescente conhecida na Amazônia 
(foto: Ricardo Braga-Neto).

Participação do CRIA no Herbário Virtual da Flora e dos Fungos
Dentre as principais ações focais, o Centro de Referência em Informação Ambiental (CRIA) é responsável pelo desenvolvimento e manutenção do sistema de informação online do INCT-HVFF por meio da rede speciesLink, pelo suporte aos 75 herbários nacionais participantes e 5 do exterior, e pela linha de pesquisa sobre o uso de dados de ocorrência de espécies para a formulação de políticas públicas. Os herbários participantes estão disponibilizando cerca de 4 milhões de registros sobre espécimes coletados no Brasil, com informações sobre mais de 35 mil espécies de plantas e de fungos. Aproximadamente 76% dos registros disponibilizados estão georreferenciados, seja com base em dados originais (cerca de 33%) ou derivados secundariamente pelo município (cerca de 43%).

Número total de registros online (verde), de registros georreferenciados com dados originais (azul) e de coleções e subcoleções provedoras de dados (linha vermelha) ao longo do tempo. 
Atualizado em 14/05/13.

Mais de 180 mil registros possuem imagens, dos quais mais de 95% são imagens de exsicatas depositadas nos herbários. Contudo, existe um número crescente de registros com imagens de material vivo, o que ajuda muito a obter mais informações sobre os espécimes em campo, uma informação particularmente importante para fungos macroscópicos, mas relevante também para flores e frutos. Atualmente existem cerca de 80 mil registros referentes a materiais tipo de espécies de plantas e fungos.

Exemplos de imagens de exsicatas disponíveis no Herbário Virtual. Da esquerda pra direita: Caesalpinia echinata, Bertholletia excelsa e Swetenia macrophylla.

A maior parte dos registros está concentrada nas regiões Sudeste e Nordeste do Brasil (32% dos dados referem-se a coletas realizadas na região Sudeste e 26% na região Nordeste), com 16% na região Sul, 15% na região Norte e 11% na região Centro-Oeste. A região Norte é a que possui menor densidade de coletas, 0,138 registros/km2, embora uma grande parte da biodiversidade esteja concentrada na Amazônia.

Distribuição geográfica dos herbários pertencentes ao INCT-HVFF. O tamanho do círculo é proporcional ao número de registros total do herbário (crédito: Flávia Pezzini).

O CRIA também desenvolve sistemas para auxiliar o trabalho de especialistas na definição das espécies e áreas prioritárias para a coleta. Um exemplo é o sistema Biogeografia da Flora e Fungos do Brasil. O objetivo principal é expandir o conhecimento sobre a biogeografia das plantas e fungos através de dados de ocorrência disponíveis em herbários, contando com a participação ativa de especialistas e com o uso de técnicas de modelagem de nicho ecológico usando a ferramenta openModeller. O sistema tem como meta ter pelo menos um modelo de distribuição potencial para cada espécie de plantas e fungos que ocorrem no Brasil. Espera-se que os resultados possam orientar novas coletas, indicando áreas de ocorrência potencial, além de compreender melhor as necessidades ambientais de cada espécie e contribuir para diversas questões envolvendo pesquisa e conservação.

Modelo preliminar da distribuição geográfica com base no nicho ecológico de Schizophyllum commune, um fungo amplamente distribuído. Ainda que seja uma espécie bem conhecida e coletada, a carência de registros georreferenciados limita a performance do modelo, indicando que novas coletas devam priorizar a obtenção desses dados com aparelhos de GPS.

O INCT-HVFF é coordenado pela Profa. Leonor Costa Maia da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE) e conta com a participação de representantes de várias instituições associadas de dentro e fora do país.

Neoregelia eleutheropetala, uma espécie de bromélia que ocorre na Amazônia (foto: Mario Terra).

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9 de mai de 2013

OpenModeller: modelagem de nicho ecológico

O openModeller é uma ferramenta versátil para gerar modelos de distribuição potencial de espécies com base no nicho ecológico. Desenvolvido pelo CRIA, ele está sendo utilizado pela comunidade científica no mundo todo.


Modelos de distribuição potencial de espécies com base no nicho ecológico têm sido cada vez mais utilizados em diversas situações aplicadas e acadêmicas, como a indicação de áreas prioritárias para conservação da biodiversidade, a avaliação do potencial de invasão de espécies exóticas, o estudo de impactos de mudanças climáticas na biodiversidade e o acompanhamento de vetores de doenças infecciosas. Basicamente, modelos de nicho ecológico costumam ser gerados a partir de um conjunto de locais onde se sabe que a espécie ocorre e de um conjunto de variáveis ambientais (p.ex. climáticas, topográficas) que afetam a distribuição da espécie. O procedimento de modelagem é feito por algoritmos e os resultados podem ser projetados numa região geográfica indicando áreas supostamente adequadas à sobrevivência da espécie.

Panorama básico da modelagem de nicho ecológico.

openModeller oferece um ambiente computacional para a modelagem de nicho ecológico com a proposta de disponibilizar um framework que auxilie a construção de modelos por pesquisadores e tomadores de decisão. O openModeller é o único software desta categoria que apresenta arquitetura modular, possui código aberto, está disponível gratuitamente, permite a inclusão de vários algoritmos de modelagem (p.ex. Maxent, GARP), tem versões em diferentes plataformas (p.ex. Windows, Mac OSX e GNU/Linux), suporta vários formatos de dados e foi planejado de maneira que várias interfaces pudessem ser criadas valendo-se do mesmo conjunto básico de funcionalidades (p.ex. gráfica, linha de comando, Web e serviço Web).

Modelo da distribuição potencial de Godmania dardanoi (Bignoniaceae), uma planta supostamente com deficiência de dados e possivelmente ameaçada de extinção. O volume de dados disponíveis na rede speciesLink é suficiente para gerar um modelo preliminar que indica uma área de distribuição potencial restrita ao semiárido brasileiro, possibilitando uma reavaliação do status de ameaça com base no conhecimento disponível [fonte BioGeo].

Breve histórico
O openModeller surgiu a partir do projeto speciesLink com o objetivo de demonstrar uma possível aplicação para dados de amostras depositadas em coleções biológicas. Ele foi desenvolvido como Software Livre e gratuito (sob licença GPL), incentivando a participação de pesquisadores e instituições em seu desenvolvimento. Historicamente houve parcerias com várias instituições, como a Universidade do Kansas, a Universidade de Reading, o projeto Incofish e a Universidade do Colorado, além do Global Biodiversity Information Facility (GBIF) que há muitos anos utiliza o serviço de modelagem do openModeller em seu portal na Web.

Em 2006, o openModeller foi objeto de um projeto temático da FAPESP com 4 anos de duração. Além do Centro de Referência em Informação Ambiental (CRIA), participaram o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) e a Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Vários desenvolvimentos importantes foram viabilizados através deste projeto, que também gerou uma série de publicações. Em 2009 foi publicado o principal artigo sobre o openModeller na revista GeoInformatica (Muñoz et al. 2009). De acordo com o Google Scholar, o artigo já foi citado 62 vezes, tendo permanecido por muito tempo no topo da lista de artigos mais baixados na revista onde foi publicado.

Histórico de versões e downloads do openModeller (sem incluir a versão Desktop).

Desde a primeira versão do openModeller (lançada em 30 de abril de 2004), foram lançadas até hoje 22 versões, somando-se mais de 20 mil downloads de diversas partes do mundo. Se acrescentarmos os números da versão Desktop, o total de downloads ultrapassa 40 mil, feitos por pessoas de mais de 100 países. Outro exemplo da abrangência do uso do openModeller é a lista de discussão de usuários, que conta com mais de 200 especialistas de várias partes do mundo.

Iniciativas que têm utilizado o openModeller
Atualmente o desenvolvimento do openModeller prossegue através de vários projetos onde ele já está sendo utilizado. Um deles, financiado conjuntamente pelo CNPq e pela FACEPE no âmbito do Sistema Nacional sobre Biodiversidade, tem como foco a construção de uma base de dados de modelos de nicho ecológico para espécies da Flora do Brasil. Os outros projetos, EUBrazilOpenBio, BioVeL e i-Marine, envolvem parceiros da Comunidade Europeia, sendo o primeiro deles co-financiado pelo CNPq e Comissão Europeia e os demais financiados exclusivamente pela Comissão Europeia. O projeto EUBrazilOpenBio busca investigar, entre outras coisas, formas de usar o serviço de modelagem em nuvem. Como resultado já temos protótipos funcionando na Universidade Federal Fluminense e no Centro de Supercomputação de Barcelona. Por sua vez, o projeto BioVeL dedica-se ao tema de workflows científicos, sendo que uma das áreas-chave do projeto é a modelagem de nicho ecológico. Através do BioVeL, o openModeller também se tornou um dos principais estudos de caso da European Grid Infrastructure (EGI), que em breve irá oferecer um serviço de modelagem capaz de utilizar simultaneamente e sob demanda recursos computacionais de vários provedores que participam da EGI Federated Cloud.


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3 de mai de 2013

Rede speciesLink: disponibilizando informações sobre a biodiversidade

A rede speciesLink é uma iniciativa pioneira que integra informações primárias sobre a biodiversidade, tornando-as disponíveis de forma livre e aberta na internet.


O Brasil é um dos países com maior biodiversidade no mundo, mas boa parte das informações científicas que está disponível em museus, herbários e coleções microbiológicas se encontrava dispersa e fragmentada, limitando a compreensão sobre a identidade e distribuição dos táxons. A rede speciesLink foi idealizada e implementada pelo CRIA há mais de 10 anos para suprir essa carência e vem permitindo a integração de dados de diferentes provedores e a aceleração na geração de conhecimento.

O projeto foi iniciado em 2001 financiado pela FAPESP e contava com participação de apenas 12 coleções. Hoje a rede speciesLink disponibiliza quase 6 milhões de registros online, sendo que mais de 4,5 milhões estão georreferenciados. A rede conta com cerca de 300 coleções provedoras de dados, sendo 166 coleções zoológicas, 107 herbários de plantas e fungos, 21 coleções de microrganismos e uma coleção fóssil, dentre outras mais abrangentes, que constantemente atualizam seus dados e enriquece a rede.


Ao longo desses anos, o sistema tem sido constantemente aperfeiçoado e novas ferramentas desenvolvidas, visando auxiliar os curadores na melhoria da qualidade dos dados disponibilizados, além de permitir aos usuários maior flexibilidade na busca e diferentes formas de visualização das informações, dentre outras inovações. Para qualquer consulta feita é possível gerar tabelas, mapas e gráficos, organizados por famílias, estados ou coleção. No caso de herbários, existem mais de 200 mil imagens das exsicatas associadas aos dados textuais.


Para consultar os dados disponíveis na rede speciesLink clique aqui e abra o formulário de busca. A interface é intuitiva e tem grande flexibilidade, oferecendo opções taxonômicas, geográficas e gerenciais. É possível consultar dados de espécies que estejam em listas vermelhas, espécimes que possuem coordenadas geográficas, que tenham imagens ou sejam tipos, dentre muitas opções. Não se esqueça de consultar as dicas de uso disponíveis no canto superior direito!

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Como participar da rede speciesLink?

Instituições de suporte
MCTI, CNPq, FINEP, FAPESP, FAPES, CRIA, INPA, SEMA e JRS Biodiversity Foundation.

2 de mai de 2013

CRIA participa de workshop na Costa Rica

Organizado pelo I3B, Iberoamerican Infrastructure for Biodiversity Information, o workshop teve foco na conservação e manejo da biodiversidade.


O workshop ‘Información sobre Biodiversidad para la Conservación Medioambiental’ foi realizado entre 15 e 18 de abril de 2013 na Estação Biológica La Selva na Costa Rica e contou com a participação de 25 pessoas, a maior parte de países latino-americanos. O objetivo principal foi fortalecer a capacidade regional no uso de tecnologia de informação para apoiar a tomada de decisões para o manejo da biodiversidade. Além disso, pretendeu-se contribuir para melhorar as plataformas globais de dados sobre a biodiversidade, como o GBIF, já existentes na América Latina.


A participação do CRIA se deu pela presença de Alexandre Marino que atua no desenvolvimento da rede speciesLink, uma iniciativa brasileira que integra informação sobre biodiversidade tornando-a disponível de forma livre e aberta na internet.

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Crédito das imagens: Marco Gaiani.