全球 223 万多个物种,都在这张史上最全「生物地图」

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2021-12-15 18:32

地球上究竟存在多少生命?它们何时出现又如何进化?当它们消失在这个世界上,有没有一座遗址证明它们来过?OneZoom 或许有办法解答这些终极追问。

OneZoom 是一张在线交互式「生物地图」,涵盖了几乎所有已知的物种,以及它们的进化过程和相互关系。

▲ 图片来自:besjournals

它看起来就是一棵大树,每片叶子代表一个不同的物种,一共有 2235322 片,承载当下活着的或曾经活过的生命,树枝展示了它们如何从数十亿年前的共同祖先进化而来。

虽然这可能是迄今为止最全面的「生命之树」,但仍有很多东西无法在这里找到,比如 COVID-19 病毒和恐龙。开发团队不知道将病毒放置在哪里,并且有些人质疑病毒是否算作生物。

使用它的方法也很简单,直接在网页上实现交互,像使用地理地图一样探索,控制触摸屏或鼠标实现放大、缩小或四处移动,既可以了解学名、图像、灭绝风险等信息,还可以链接到维基百科、生命百科全书等在线资源。

叶片颜色参考了国际自然保护联盟(IUCN)的目录,红叶代表已知面临灭绝威胁的物种;绿叶代表的物种目前安全,但也可能受到威胁;大多数叶子是灰色的,这意味着不知道它们受到的威胁有多大。色盲用户可以在设置菜单中选择更友好的配色方案。

▲ 叶片颜色的含义. 图片来自:onezoom

与此同时,每片叶子都有一个流行度指数,这取决于维基百科的页面大小和浏览量——过去 2 年的平均每月访问次数乘以当前页面大小并取平方根。所有物种的流行指数仍在不断变化。流行度指数有可能为保护工作提供信息,特别在需要提高或降低公众兴趣的时候。

▲ 最受欢迎的前 20 个物种,智人第一. 图片来自:besjournals

百万片「树叶」的动态可视化,是如何在单个网页实现的呢?这需要克服数据合成、数据处理和计算机图形等许多挑战。

简单来说,开发团队使用的是自动化数据处理,综合来自各种可用来源的数据,将这些数据分部分提供给客户端可视化引擎,以高度压缩的形式在本地存储整个树拓扑,然后在用户探索时动态填充元数据,例如文本和图像。

他们也参考了数学上的分形几何,利用「分形可视化」技术,使信息浓缩成一页并且易于探索,树枝的宽度和叶子的大小也由此决定。当最小的叶片以可读大小显示,地图延展开来将跨越整个太阳系。

▲ 各种分类. 图片来自:onezoom

更完整的技术手段,可参阅该团队 12 月 13 日发表在 《生态学和进化方法》的论文。总而言之,我们可以在线流畅探索完整的生命树,即使在较旧的移动设备上也是这样。事实上,这就是「OneZoom」名称的来历,我们只需「zoom in」(放大)或者「zoom out」(缩小)。

▲ 开发团队. 图片来自:onezoom

OneZoom 项目始于 2011 年,由伦敦帝国理工学院的生物多样性研究员 James RosinDELL 博士与牛津大学进化生物学家 Yan Wong 博士领衔开发,他们的初衷是:

将科学准确的信息连接在一起,并以易于导航的视觉化方式呈现,满足研究、教学和科学传播的需求,帮助每个人了解生物多样性以及保护它的必要性。

▲ 图片来自:onezoom

目前 OneZoom 已吸引了近 150 万在线用户,为教师和学生提供教育工具,为科学家提供软件,为博物馆提供互动展览,并得到了一项长期可持续发展计划的支持。大学老师 Lori Tolley-Jordan 表示:

它将压倒性的「无聊」文本变成学生可以看到关联的「啊哈」时刻。

此外,OneZoom 视图的灵活性,也使得第三方项目能够重新设计树的样式,满足个性化需求。

其中有一个 「一棵树一星球」项目,是艺术家 Naziha Mestaoui 与佛罗里达自然历史博物馆合作的数字艺术作品。若我们参与其中,我们的心跳节奏会被应用程序记录下来,并代表智人这一个物种,和其他物种共同演奏音乐旋律。

▲ one tree one planet. 图片来自:onezoom

「一棵树一星球」希望借助 OneZoom 表达,「音乐是根据我们与地球上每个生物共享的 DNA 序列制作的,生命之树是连接所有生物的巨大关系网络,我们都是相关的」。

为了让每个人都可以轻松访问,OneZoom 属于免费、无广告的公益资源。但可持续的运营需要资金支持,他们想出了一种赞助方式,邀请用户花钱为叶片——也就是某个物种——署上自己的名字。

▲ 申请页面. 图片来自:onezoom

大多数叶片的署名权,需要捐赠 5 英镑、10 英镑或 20 英镑换取,大约 0.3% 的叶片需要最贵的 150 英镑,也有一些特别的叶片没有定价,有意者需通过邮件协商,比如「智人」这片。

▲ 不同价格. 图片来自:onezoom

你可以为自己租下一片叶子,或将其当做一份独特的礼物送给他人。不过,捐赠并不直接有助于特定物种的保护。每个叶片只允许一个名字,但同一个名字可以赞助多个叶片,一次署名的期限为 4 年。

OneZoom 还在不断改进中。团队承认还有很多未知的事情,比如对某些物种分裂的顺序没有足够的了解,这部分被着色为稍浅的阴影;他们也希望每个叶片都具有额外的音频、视频或基于文本的内容,呈现更多引人入胜的视听效果。

OneZoom 的大部分源代码都是公开可见的,感兴趣的开发人员和科学家可以根据需要做出改进。

▲ 指路:
官网:https://www.onezoom.org/
论文:https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/2041-210X.13766

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