Korzyści płynące z udziału osób identyfikujących obserwacje na platformie nauki obywatelskiej iNaturalist

This is a Polish language translation of the community pages manuscript published in PLOS Biology, available here: https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001843.

Translation done by Wojciech Adamowski @wojciech and Katarzyna Nowak @katzyna.

Wstęp

Wraz ze wzrostem liczby obserwacji umieszczanych na platformie nauki obywatelskiej iNaturalist, coraz ważniejsze staje się, aby te obserwacje były identyfikowane do najniższego możliwego poziomu taksonomicznego, co zwiększa ich wartość dla badań nad różnorodnością biologiczną. W tym tekście przedstawiamy korzyści płynące ze zwiększenia liczby osób identyfikujących obserwacje na platformie iNaturalist.

Wprowadzenie

W coraz bardziej przekształconym przez człowieka świecie aktualne dane dotyczące różnorodności biologicznej są niezbędne dla wykrywania i zrozumienia lokalnych i globalnych zmian oraz podejmowania decyzji [1]. W uznaniu tego faktu monitoring różnorodności biologicznej został uznany za priorytetowy cel Post-2020 Global Biodiversity Framework (Globalnej ramy różnorodności biologicznej na okres po 2020 r.) Konwencji o różnorodności biologicznej (którą Polska podpisała w 1992). W ostatnich dziesięcioleciach nastąpił ogromny wzrost ilości dostępnych danych dotyczących różnorodności biologicznej - obecnie w Global Biodiversity Information Facility znajduje się >2,1 mld rekordów dotyczących występowania gatunków, co oznacza 12-krotny wzrost od 2007 r. [2]. Ten wzrost ilości danych dotyczących różnorodności biologicznej wynika częściowo z rosnącej popularności nauki obywatelskiej i uczestnictwie społeczności.

Jedną z najbardziej udanych platform jest iNaturalist (www.inaturalist.org; [3]) - platforma obejmująca wiele grup organizmów, i będąca wspólną inicjatywą Kalifornijskiej Akademii Nauk i National Geographic Society. iNaturalist pozwala uczestnikom na umieszczanie obserwacji dowolnych organizmów (np. Rysunek 1) lub ich tropów, wraz z powiązanymi metadanymi czasoprzestrzennymi. Obserwacje są następnie identyfikowane i weryfikowane do wysokiej rozdzielczości taksonomicznej przez społeczność iNaturalist, w połączeniu z szybko poprawiającymi się sugestiami z maszynowego rozpoznawania obrazów. Obserwacja jest uznawana za “Research Grade” (nadająca się do badań), gdy spełnia kryteria jakości metadanych strony i ma dwie lub więcej sugerowanych identyfikacji, z których więcej niż dwie trzecie zgadzają się na poziomie gatunku (tj. 2/2, 2/3, 3/4, itd.; chociaż rekordy zidentyfikowane do poziomu niższego niż rodzina mogą również zostać uznane za Research Grade, jeśli nie jest możliwy dalszy postęp w identyfikacji). Podczas gdy ilość danych i współpracowników na iNaturalist wciąż rośnie, jednym z ograniczeń dla pełnego wykorzystania potencjału tych danych w badaniach naukowych jest niedobór uczestników z odpowiednią wiedzą (tj. osób z umiejętnościami niezbędnymi do dokonywania świadomych identyfikacji) - zwanych dalej “osobami identyfikującymi” - aktywnie uczestniczących w iNaturalist. Społeczność iNaturalist - według stanu w styczniu 2022 roku - liczy 2,5 miliona użytkowników, z których 92% tylko obserwuje, <1% tylko identyfikuje, a 7% zarówno obserwuje, jak i identyfikuje. Większe zaangażowanie osób znających się na identyfikacji różnych grup organizmów jest wyraźnie potrzebne. Tutaj przedstawiamy siedem powodów, dla których warto wnieść swój wkład do iNaturalist jako osoba identyfikująca (Tabela 1).

Tabela 1: Siedem powodów, dla których warto wnieść swój wkład do identyfikacji obserwacji na platformie iNaturalist

1. Twój wkład zwiększa wiedzę o różnorodności biologicznej

• Kiedy dodajesz identyfikację do obserwacji, może to natychmiast zwiększyć wartość tego rekordu poprzez uściślenie identyfikacji, np. do gatunku lub jeszcze niższego poziomu taksonomicznego.

• Wysiłki związane z identyfikacją mogą być uszeregowane pod względem priorytetów w celu maksymalnego poszerzenia wiedzy (np. poprzez identyfikację gatunków w słabo zbadanych regionach świata, ukierunkowanie na konkretne grupy taksonomiczne, które są zagrożone, lub skupienie się na regionach świata o wysokim endemizmie).

2. Rośnie wartość rekordów oportunistycznych

• W wyniku szybkich postępów podejścia statystycznego i integracji danych ze zorganizowanym pobieraniem próbek, każda zidentyfikowana obserwacja może przyczynić się do lepszego zrozumienia rozmieszczenia gatunków i zmian ich liczebności.

• Fotografie z iNaturalist są coraz częściej wykorzystywane na wiele unikalnych i nowych sposobów wtórnych, często o charakterze oportunistycznym.

3. Możesz dostarczyć dane o gatunkach zagrożonych, słabo udokumentowanych naukowo lub inwazyjnych

• Od momentu powstania, użytkownicy iNaturalist udokumentowali wiele znaczących znalezisk, w tym ponowne odkrycia gatunków uważanych za wymarłe lub lokalnie wytępione, znaczne rozszerzenia zasięgów i nowe rekordy krajowe, wcześniej nieudokumentowane zachowania i związki z żywicielami, a nawet odkrycia i późniejsze opisy nowych gatunków.

• Aplikacja iNaturalist jest przydatna do monitorowania patognomonicznego rozprzestrzeniania się w nowych miejscach oraz do szybkiego wykrywania nowych wprowadzeń.

4. iNaturalist to gotowa, darmowa i łatwa w użyciu platforma do gromadzenia danych

• Komputer lub smartfon oraz połączenie z Internetem to jedyne wymagania, aby korzystać z iNaturalist, przy czym wszystkie aspekty platformy, w tym umieszczanie, identyfikacja i pobieranie danych, są całkowicie bezpłatne.

• Ważnym elementem infrastruktury iNaturalist jest maszynowe rozpoznawanie obrazów zapewniające automatyczne sugestie dotyczące identyfikacji.

• iNaturalist posiada dedykowane narzędzie “Identify” - identyfikuj (www.inaturalist.org/observations/identify), które jest dostosowane do szybkiego dokonywania i przeglądu identyfikacji.

5. Możesz brać udział w dynamicznych interakcjach w czasie rzeczywistym na całym świecie

• Zaangażowanie w iNaturalist skłania do dyskusji i współpracy ze wszystkimi rodzajami użytkowników w czasie rzeczywistym, co przynosi korzyści wszystkim zaangażowanym.

• Omawianie identyfikacji to sposób na doskonalenie i poszerzanie własnych umiejętności, w tym możliwość dla bardziej doświadczonych ekspertów, aby potwierdzić identyfikacje mniej doświadczonych ekspertów, a więc szkolenie następnej generacji identyfikujących przyrodników.

6. Możesz nawiązać kontakt z szerszą publicznością

• iNaturalist oferuje skuteczny i potężny mechanizm szerszego oddziaływania społecznego, ponieważ osoby identyfikujące mogą nawiązać kontakt z tysiącami osób na całym świecie, pomagając połączyć ludzi z ekosystemami, których są częścią.

• Angażowanie uczestników za pośrednictwem platformy może również poprawić jakość i ilość obserwacji, które są przydatne w nauce o różnorodności biologicznej.

7. Możesz się przy tym rozerwać

• Przeglądanie zdjęć nawet dobrze znanych gatunków i pomaganie nowym przyrodnikom w ich identyfikacji może być przyjemne i osobiście satysfakcjonujące.

• Istnieje oficjalny projekt “iNat Observation of the Day” (zobacz tutaj) prezentujący unikalne obserwacje.

Jak osoby identyfikujące mogą przyczynić się do badań nad bioróżnorodnością

Jako osoba identyfikująca na platformie iNaturalist, możesz identyfikować obserwacje, które zostały dokonane w dowolnym miejscu na świecie, a Twoje wysiłki związane z identyfikacją mogą być traktowane priorytetowo w celu maksymalnego poszerzenia wiedzy. Na przykład, prawidłowa identyfikacja słabo zbadanych bezkręgowców z tropików jest prawdopodobnie bardziej wartościowa niż identyfikacja pospolitych ptaków w Stanach Zjednoczonych. Wcześniejsze błędne identyfikacje mogą być w przejrzysty sposób poprawione na platformie iNaturalist, a osoba, która dokonała obserwacji, oraz wszyscy potencjalni przyszli identyfikujący, mogą dowiedzieć się o właściwej identyfikacji tego organizmu. Nawet jeśli obserwacja nie jest możliwa do zidentyfikowania do poziomu gatunku, ekspercka identyfikacja do rodziny lub rodzaju, w połączeniu z nauczeniem obserwatora, czego powinien szukać i na co zwracać uwagę następnym razem, jest często przydatna do poprawy jakości danych w przyszłości.

Oprócz wykorzystania zapisów oportunistycznych do ilościowego określenia różnorodności biologicznej w przestrzeni lub czasie, zdjęcia z iNaturalist są również wykorzystywane na wiele unikalnych i nowatorskich sposobów wtórnych, często o charakterze oportunistycznym. Na przykład, oportunistyczne rekordy zostały wykorzystane do badania czasu zrzucania sierści zimowej u kozłów śnieżnych [4]. Użyteczność fotografii do tych celów jest najwyższa, gdy obserwacja została zidentyfikowana do najniższego możliwego poziomu taksonomicznego, co można osiągnąć przez zwiększenie liczby osób identyfikujących. Osoby identyfikujące mogą dodatkowo wzbogacić obserwacje o adnotację iNaturalist (np. fenologia roślin=kwitnienie), pola obserwacji (np. gatunek żywiciela) i dodawanie obserwacji do projektów (np. pszczoły koncentrujące nektar; [5]).

Od momentu powstania, użytkownicy iNaturalist udokumentowali wiele znaczących rekordów, w tym ponowne odkrycie gatunków uważanych za wymarłe lub lokalnie wytępione (np. [6]), znaczne rozszerzenie zasięgu i nowe rekordy krajowe (np. [7]) oraz wcześniej nieudokumentowane zachowania i związki z żywicielami (np. [8]). Obserwacje przesłane do projektu Australasian Fishes wniosły ponad 600 nowych odkryć nieopisanych gatunków, rozszerzeń zasięgu oraz nieudokumentowanych zachowań i interakcji między gatunkami (np. [9]), podczas gdy projekt First Known Photographs of Living Specimens ma ponad 3600 rekordów reprezentujących pierwsze, i często jedyne, fotograficzne zapisy tych taksonów [10]. Nowe obserwacje zidentyfikowane natychmiast mogą być szczególnie ważne z punktu widzenia bezpieczeństwa biologicznego. Nauka obywatelska może umożliwić wczesne wykrywanie gatunków inwazyjnych [11] i rzeczywiście rośnie liczba zapisów dotyczących gatunków inwazyjnych, które zostały po raz pierwszy wykryte za pośrednictwem iNaturalist. W dniu 31 lipca 2020 roku, zdjęcie uszkodzeń spowodowanych żerowaniem na liściu wiązu (Ulmus sp.) zostało przesłane do iNaturalist (zobacz tutaj) przez użytkownika Alain Hogue (@alainhogue). W ciągu ośmiu godzin Charley Eiseman (@ceiseman), północnoamerykański ekspert zajmujący się owadami minującymi oraz śladami żerowania innych owadów roślinożernych, zasugerował, że obserwacja może stanowić pierwszy północnoamerykański rekord mączlika wiązowego (Aproceros leucopoda), inwazyjnego gatunku błonkówki poza jego rodzimym zasięgiem we wschodniej Azji. Obserwacja ta zapoczątkowała wizyty na miejscu kanadyjskiej Agencji Kontroli Żywności i kanadyjskich służb leśnych, gdzie zebrano okazy, a dodatkowe wyszukiwanie obserwacji Ulmus z Kanady i USA ujawniło więcej rekordów [12].

Stałym wątkiem wielu z tych “specjalnych” rekordów jest to, że do czasu zobaczenia i zidentyfikowania przez eksperta, są one po prostu kolejnym rekordem wśród milionów przesłanych na platformę iNaturalist. W rzeczywistości, istnieją zapewne tysiące zmian lub rozszerzeń zasięgów, nowych rekordów krajowych, ponownych odkryć lub nowo wprowadzonych gatunków, które zostały przesłane do iNaturalist, ale pozostały niezauważone z powodu niskiej liczby lub nawet braku ekspertów i osób identyfikujących dla poszczególnych taksonów lub regionów.

Podsumowanie

Platforma iNaturalist rewolucjonizuje nasze rozumienie różnorodności biologicznej w wielu skalach przestrzennych i czasowych oraz w całym społeczeństwie. Chociaż skupiamy się na osobach poświęcających swój wolny czas na identyfikację obserwacji na platformie iNaturalist, zdajemy sobie sprawę, że instytucjonalne wsparcie dla ekspertów, którzy poświęcają czas na identyfikację obserwacji, jest dodatkową możliwością, która przyniosłaby podobne korzyści. W tym samym duchu, istnieją bariery w powszechnym stosowaniu iNaturalist na całym świecie (tj. dostęp do Internetu lub smartfonów), które będą musiały być w pełni pokonane, aby zmaksymalizować wartość platformy iNaturalist dla badań nad różnorodnością biologiczną w przyszłości. Niemniej jednak, w najbliższym czasie mamy nadzieję, że rozważycie możliwość wniesienia swojej wiedzy do iNaturalist - poświęcenie 30 minut dziennie, tygodniowo lub miesięcznie może wnieść znaczący wkład w poprawę naszego zrozumienia różnorodności biologicznej. Podsumowując, oferujemy otwarte zaproszenie dla wszystkich osób zainteresowanych identyfikacją obserwacji, aby skontaktowały się z nami na platformie iNaturalist w celu uzyskania niezbędnych porad lub wskazówek (zobacz Tabela S1).

Literatura

[1] Stephenson PJ, Stengel C. An inventory of biodiversity data sources for conservation monitoring. PLoS One. 2020;10: e0242923.

[2] Heberling JM, Miller JT, Noesgaard D, Weingart SB, Schigel D. Data integration enables global biodiversity synthesis. Proc Natl Acad Sci U S A. 2021;118: e2018093118.

[3] Seltzer C, Making Biodiversity Data Social, Shareable, and Scalable: Reflections on iNaturalist & citizen science. Biodivers. Inf. Sci. Stand. 2019; e10197.

[4] Nowak K, Berger J, Panikowski A, Reid DG, Jacob AL, Newman G, et al. Using community photography to investigate phenology: A case study of coat molt in the mountain goat (Oreamnos americanus) with missing data. Ecol Evol. 2020;10: 13488-13499.

[5] Portman ZM, Ascher JS, Cariveau DP. Nectar concentrating behavior by bees (Hymenoptera: Anthophila). Apidologie. 2021;52: 1-26.

[6] Jones CD, Glon MG, Cedar K, Paiero SM, Pratt PD, Preney TJ. First record of Paintedhand Mudbug (Lacunicambarus polychromatus) in Ontario and Canada and the significance of iNaturalist in making new discoveries. Can Field-Nat. 2019;133: 160-166.

[7] De Roux JM, Noguera-Urbano EA, Ramírez-Chaves HE. The vulnerable Colombian weasel Mustela felipei (Carnivora): new record from Colombia and a review of its distribution in protected areas. Therya. 2019;10: 207-210.

[8] Putman BJ, Williams R, Li E, Pauly GB. The power of community science to quantify ecological interactions in cities. Sci Rep. 2021;11: 1-8.

[9] Booth DJ, Sear J. Coral expansion in Sydney and associated coral-reef fishes. Coral Reefs. 2018;37: 995.

[10] Mesaglio T, Soh A, Kurniawidjaja S, Sexton C. ‘First Known Photographs of Living Specimens’: the power of iNaturalist for recording rare tropical butterflies. J Insect Conserv. 2021;25: 905-911.

[11] Larson ER, Graham BM, Achury R, Coon JJ, Daniels MK, Gambrell DK, et al. From eDNA to citizen science: emerging tools for the early detection of invasive species. Front Ecol Environ. 2020;18: 194-202.

[12] Martel V, Morin O, Monckton SK, Eiseman CS, Béliveau C, Cusson M, et al. Elm zigzag sawfly, Aproceros leucopoda (Hymenoptera: Argidae), recorded for the first time in North America through community science. Can Entomol. 2021;154: 1-18.