“网络蜈蚣”：从林奈分类法到大数据

　　

物种灭亡的速度使新物种描述显得十分紧迫，缺乏有价值的数据支撑，何以能成为新命名的立足点呢？深圳华大基因研究院，GigaScience杂志，深圳国家基因库和Pensoft出版社在一项新的合作中提出了一种创新性整体解决方案来描述新物种，为物种命名创造了一种全新的“范例”（即网络模式）。该方法可以使人们在世界的任一角落下载物种的3D计算机图像，这些数据类型均符合现代生物学要求，包括转录组、DNA条形码、活体动物视频及传统形态描述。科研人员通过这一新方法对一种克罗地亚蜈蚣新物种——“网络蜈蚣”（Eupolybothrus cavernicolus）进行了描述。

1735年，林奈建立的“双名法”分类描述系统使科学家们得以区分不同物种。而今天一种超越传统、面向未来的新型物种描述方法诞生了。该方法结合了多种技术，包括新一代测序方法、条形码技术、新型电脑成像技术，使集生物大数据收集、存储和管理于一体的模型得以检测。这项研究发表于《生物多样性数据杂志》（Biodiversity Data Journal），其中相关数据储存于华大基因GigaScience杂志的GigaDB数据库中。

尽管分类学家仅在2012年就发现了13,095个新物种，但是全球生物多样性仍在以不可估计的速度持续下降。这种物种快速消失的速度迫使科学家们开始使用“增速分类法”（turbo taxonomy），该方法通过对物种进行快速描述来促进保护生物学的实施。

考虑到物种快速描述的必要性，本研究的作者提出一种“极为特别”的分类学方法来描述“未来新物种”。本项研究由GigaScience，深圳国家基因库，深圳华大基因研究院和Pensoft出版社联合发起，由来自保加利亚，克罗地亚，中国，英国，丹麦，法国，意大利，希腊和德国的科学家联合通过建立的新物种描述方法对一种新发现的来自偏远的克罗地亚喀斯特区域的穴居蜈蚣物种E. cavernicolus进行了描述。

E. cavernicolus成为首个除了拥有传统形态学描述之外，还拥有转录组图谱（由华大基因提供），DNA条形码，详细的解剖学X光显微层析图（micro-CT）以及记录行为特点的活体影像等信息的真核生物。为了对这个新物种进行micro-CT扫描，科学家们还首次建立了一个高分辨率形态解剖数据库。在“网络模式”下，每个人可以更好地查看物种信息。

“测序数据要想被有效利用就需要新一代数据发表模式。” Pensoft出版社的总经理 Lyubomir Penev教授说，“仅仅收集这些‘大数据’并不够。最重要也最具挑战性的是，如何将这些数据进行存储、管理、处理、同行评审，发表及传播，以使其在即将到来的大数据时代里可以被重复利用。”

随着高通量测序产生的“宏条形码”（metabarcoding）将基因组学，生物监测，物种发现等紧密结合起来，新一代测序技术将人们对物种的研究工作从绘制物种遗传图谱拓展到生物多样性等其他领域。本次研究工作就是试图将这些不同来源的数据整合起来，通过GigaDB数据库的综合管理使这些数据能够被结合使用。来自华大基因的GigaScience执行编辑Scott Edmunds博士指出：“最让我兴奋的一点是你不再需要钻洞穴，也不需要泡博物馆，只需轻轻按一下按钮就能免费获得这个物种包括基因图谱在内的所有多维生物学数据，并能看到活生生的三维‘网络蜈蚣’。”

“网络蜈蚣”相关视频：
1. “‘网络蜈蚣’：从林奈分类法到大数据”视频链接：http://t.cn/zRaIQNY 
2. “蜈蚣3D模型”视频链接：http://t.cn/zRaVUPD

参考资料：
Stoev P,  Komerički A, Akkari N, Liu S, Zhou X, Weigand AM, Hostens J, Hunter CI, Edmunds SC, Porco D, Zapparoli M, Georgiev T, Mietchen D, Roberts D, Faulwetter S, Smith V,  Penev L (2013) Eupolybothrus cavernicolus Komerički & Stoev sp. n. (Chilopoda: Lithobiomorpha: Lithobiidae): the first eukaryotic species description combining transcriptomic, DNA barcoding and micro-CT imaging data.  Biodiversity Data Journal 1: e1013. DOI: 10.3897/BDJ.1.e1013
Edmunds SC, Hunter CI, Smith V, Stoev P, Penev L (2013) Biodiversity research in the “big data” era: GigaScience and Pensoft work together to publish the most data-rich species description. GigaScience 2:14 doi:10.1186/2047-217X-2-14
Stoev P, Komerički A, Akkari N, Liu S, Zhou X, Weigand AM, Hostens J, Porco D, Penev L (2013): Transcriptomic, DNA barcoding, and micro-CT imaging data from an advanced taxonomic description of a novel centipede species (Eupolybothrus cavernicolus Komerički & Stoev, sp. n.). Gigascience Database. http://dx.doi.org/10.5524/100063