对 Bob Allkin 的采访,主题是“名称游戏”:如何解开植物名称和用途之间的复杂关系?
数字植物学专题特刊

对 Bob Allkin 的采访,主题是“名称游戏”:如何解开植物名称和用途之间的复杂关系?

https://www.botany.one/interview-with-bob-allkin-about-name-games-how-to-untangle-the-web-of-plant-names-and-uses/

您认识会喜欢这个的人吗?

你叫什么名字?无论走到哪里,大家都叫你同一个名字吗?可能不是,植物也是如此。我们给植物起的名字会因我们与它们的关系、用途、生长地点以及特性而有所不同。植物的这种文化属性是我们与自然建立联系的一种简单方式,无论是通过采集特定的植物,还是仅仅观察花园里新冒出来的植物。然而,植物的俗名常常会误导人,或者与其他植物的俗名重叠。当你寻找“五月花”(mayflower)时,这可能会带来一些挑战。匍匐表皮),你的朋友想到的是“五月花号”(碎米荠)而你的另一个朋友则在想“五月花号”(山楂金樱子).

要有效地交流有关植物的信息,准确的命名至关重要。为了解与命名差异相关的一些问题,《植物学一号》采访了…… 鲍勃·奥尔金博士项目经理 植物利用信息学 英国皇家植物园(邱园)团队。为了清晰简洁,本次采访内容经过编辑。

“植物促进健康”团队成员,包括鲍勃·奥尔金(右二),在皇家植物园邱园的植物标本馆内。图片来源:鲍勃·奥尔金

您职业生涯的大部分时间都在英国皇家植物园(邱园)度过,从事分类学、生物多样性信息学和实用植物知识交叉领域的工作。能否请您简要介绍一下您的职业历程,以及您是如何涉足数字植物学领域的?

我想大多数人的职业生涯都是如此,我的选择很大程度上是偶然的,也是机缘巧合。我中学时完全没学过生物,但后来决定大学要学生物,而且很想研究海洋生物学。我报读了玛丽女王学院的课程,那里可以自由组合不同学科的课程。我之前从未接触过生物,担心自己跟不上进度,所以就把一些数学、计算机和化学课程融入到生物学习中,最终拿到了联合荣誉学位。大二和大三时,我专注于生物,但数学对我来说却很容易;这是我的强项,这也为我打开了在自然历史博物馆攻读博士学位的大门。我攻读博士学位期间面临的挑战是改进我们利用计算机构建识别工具的方式。

几个世纪以来,植物学家和动物学家编写了植物鉴定检索表,这些检索表实际上就是决策树,但这种信息组织方式非常糟糕。例如,如果第一个问题是“这种植物开的是白色还是红色的花?”,而你正在观察的植物并没有开花,那么这些检索表就完全不起作用了。这些系统的目标是促进计算机与试图识别植物或昆虫的人之间的交互,并使他们能够说:“嗯,我不知道花是什么颜色,但它的根是这样的,而且我在法国,那么我接下来应该看什么呢?”

我的研究更偏重数学和逻辑。它着重于研究如何构建一个好的诊断性特征或特征集,从而使这类识别系统有效运作。之后我去了墨西哥,那次旅行改变了我的人生,因为我学会了流利地说另一种语言,并意识到不同语言环境下的人们思维方式截然不同。我爱上了墨西哥,也爱上了整个拉丁美洲。我利用之前研究的工具,组建了一个小型团队,致力于开发…… 一个州(韦拉克鲁斯州)的植物数据集

我原本想为学生和植物标本馆工作人员提供一些工具,帮助他们至少将植物鉴定到科/属的级别。但在这个过程中,我意识到这有多么困难。这些工具的设计初衷是为了方便植物鉴定者,但却需要植物学专家花费大量精力将信息整理成这些格式。而且,数据存储格式非常糟糕,所以根本没人用。后来,我对数据结构产生了浓厚的兴趣。 

豌豆、扁豆和野豌豆都属于豆科植物中的豆族(Fabeae),该族以前被称为野豌豆族(Vicieae)。奥尔金早期对该族的研究有助于展示如何将植物学信息从化学、地理和形态学等方面进行整合。来源: Canva

这使我得以在南安普顿大学从事博士后研究,在那里我们最初建立了一个 野豌豆属数据库 [现为豆科植物族],豆科植物包括豌豆、扁豆和野豌豆。我们利用现有软件证明,可以对所有450个物种进行化学、地理和形态方面的分析。野豌豆族项目随后发展成为一个涵盖整个豆科植物的国际联盟,最终成为 国际豆类数据库和信息服务在某种程度上,这是我第一次开始思考我们的用户是谁,以及他们需要我们提供什么。我当时感到很不满意,而且直到今天,我仍然对植物学家们不愿去弄清楚非植物学家真正感兴趣的信息是什么,以及他们希望如何表达这些信息感到不满。

构建数据库显然是一项艰巨的工作。我的第一篇研究论文是基于在墨西哥的工作,探讨的是数据的多种用途。你不会仅仅为了单一目的或单一受众而构建数据库,那样太愚蠢了。然而,我认为人们还没有完全理解或意识到,你想用这些数据做不同的事情,而这也会影响到你如何存储数据以及你可能使用的措辞。

我喜欢用编写一份我祖母能看懂的植物识别指南来举例。她家客厅里摆着一盆一品红。在她看来,这盆一品红开的是红色的花,但植物学家当然会说它开的不是红色的花,因为那些是苞片,真正的花很小,而且是白色的。对于植物的实际情况,有两种不同的描述。如果你想让这份识别指南发挥其应有的作用,你就需要意识到这一点,并思考如何存储这些信息。

我有幸曾在英国国际发展部 (DFID) 担任技术合作官员。我在巴西东北部工作了五年多,负责在当地社区开展一个项目,研究农村发展以及如何改善当地居民的生活。我被派往一些社区,我们的非政府组织合作伙伴在那里已经颇有名气,他们为农民举办研讨会。这些农民对植物非常了解,但很多都是文盲。因此,我们采用非常直观的方式进行沟通,并探索各种与他们互动的方法,例如使用鹅卵石或植物。当我们引导他们确定信息需求的优先顺序时,药用植物往往位列第一或第二。如果不是药用植物,那就是漫长旱季期间山羊的饲料。我意识到,我们的沟通方式存在问题。科学研究​​成果只有以当地民众能够理解的方式进行传播才能发挥作用,因此,我认为这才是我们应该重点关注的领域。归根结底,还是要看人性,要真正与人交谈,了解他们想做什么,而不是妄加揣测。 

鲍勃·奥尔金在累西腓生活和工作,但他在英国国际发展部的工作范围遍及巴西东北部截然不同的地貌和社区。对他而言,有用的植物知识绝非抽象概念——它关乎药用、饲料、果实以及人们需要了解的一切,包括哪些植物可以喂养山羊度过漫长的旱季。资料来源: Canva/卡廷加植物园 作者:奥塔维奥·诺盖拉(Otávio Nogueira),来自维基共享资源 (CC BY)/Andrew McRobb via Bob Allkin

您曾参与组织和规范植物信息的重大工作,包括有用植物、药用植物和全球植物数据库方面的工作。这些项目让您对当前植物数据基础设施的优势和劣势有了哪些认识?

科技新世界已经涌现出许多成功的应用。博士毕业后,我曾非常怀疑这些计算机辅助识别工具是否真的有效。我当时觉得它们行不通,不是因为物种多样性,而是因为数据匮乏。我设想的场景是,在开始识别之前,需要建立一个包含每种植物完整描述的大型数据矩阵。但现在,有了手机上的植物识别应用程序,我们只需拍张照片,就能获得非常出色的识别效果。因此,科技取得了巨大的成功,包括数据量的激增以及我们能够在全球范围内共享数据。 

诸如iNaturalist之类的识别和记录应用程序已经产生了大量数据,并使任何拥有智能手机的人都能更轻松地与自然世界互动。来源: 卡西·萨里iNaturalist 图片来自维基共享资源(CC BY-SA 3.0)

读博期间,我有幸借到一台调制解调器。那是一个大木盒子,把电话线头放进去,夹紧后就能把信息发送到另一台电脑。而现在我们身处数字世界,信息共享变得轻而易举,技术无疑取得了巨大的进步。然而,我们仍然面临的挑战是,科学家和科研管理人员对数据的重要性及其长期保存能力的认识不足。我亲眼目睹过许多有价值的数据库项目兴衰更替。人们投入大量精力构建数据库,直到资金耗尽,五年后,数据库就彻底消失了。我跟邱园的一些同事说,我可以走进植物标本馆,阅读馆长1880年写的信件,了解他当时的想法,但我却无法访问十年前一位同事建立的数据库,因为那项技术已经过时了。他们对数据进行了编码,只有他们自己知道这些代码是什么。每当一个项目构建数据库时,我们都必须确保了解其未来发展方向。我们应该整合元数据,因为我们不能像对待标本那样对待数据。我坚信,如果我们不更好地保护数据,就是在辜负世界。 

标本和信件在一百多年后依然可以解读。数字植物学的挑战在于,如何使当今的数据库同样经久耐用、易于理解并得到妥善维护。来源: Canva

您目前最令人兴奋的项目之一是即将推出的项目。 植物与健康 门户网站。您能告诉我们它是什么,为什么创建它,以及它试图解决什么问题吗? 

植物与健康 它远不止是一个网站。网站只是该项目的成果之一。例如,我们基于同一数据集提供数据服务,并以不同的方式呈现信息。它建立在之前的一个项目之上,该项目是我们在邱园从零开始创建的,是一个已经运行了14年的植物名称补充服务。我们之所以能够在邱园完成这项工作,是因为它依托于邱园的分类学和命名学资源: 国际植物名称索引(IPNI);的 世界维管植物名录(WCVP); 真菌指数;和 菌种这些绝对是我们工作的核心! 

它们是邱园所有数据管理工作的核心,从数字化项目到提供对我们保存在古代草药集中的信息的访问,这些信息都通过全球资源共享,例如: 世界植物在线 or 全球生物多样性信息机构 (GBIF)。这些核心数据,即科学名称及其同义词,以及它们在层级结构中的位置,对于其他学科的研究人员来说同样重要,但他们却不知道这些资源的存在。他们不了解IPNI和WCVP之间的区别。他们会去IPNI查找同义词信息,但IPNI并不能提供,因为它并非为此而设计的。他们不知道如何正确使用科学命名法。我所说的其他学科,指的是生态学家、林业工作者、农村发展专家和卫生保健专业人员。

药用植物名称服务帮助用户理清错综复杂的学名、俗名和草药名称,将植物健康信息与更清晰的植物学特征联系起来。来源: MPNS/皇家植物园(邱园)理事会(CC-BY)

药用植物名称服务 (MPNS),现在 植物与健康我们的目标用户非常明确,是从事植物和真菌天然产品相关工作的医疗保健专业人员。我们并非这些物种的百科全书,而是一个查询工具和他人数据的索引。 

我们收集了这些出版物中使用的科学名称,以及常用名、药物名称和药学名称,这些名称通常以拉丁文写成,出自药典。草药名称可能完全模棱两可;例如,如果您搜索“人参”,您会发现许多草药产品的名称中都包含“人参”,而这些名称的来源不止一种。 26种不同的植物 不同的植物化学成分和用途各不相同,这令消费者、监管机构和研究人员都感到非常困惑。在科学文献中,你会看到很多已发表的化学研究,但由于研究人员没有正确使用科学命名法,所以很难确定他们实际研究的是哪种植物。而这正是我们存在的意义。

我们致力于弥合植物学知识与医学应用之间的鸿沟。通过“植物健康”项目,我们的职责范围更加广泛。我们还将食品补充剂、营养保健品、新型食品、个人护理产品以及与更广泛受众相关的真菌纳入其中。去年, MPNS 我们首次突破了一百万独立用户。我们是邱园访问量第二高的网站,所以这感觉像是一项了不起的成就。 

其影响体现在加强研究和监管方面。如果您搜索…… MPNS门户网站 对于“人参”,你会发现 26种替代植物您可以探索任何一种植物,并通过 PubMed 检索所有已发表的关于该植物的文献,只需使用其 25 个不同的科学同义词即可。您需要了解所有同义词才能找到它们所包含的全部数据。MPNS 为您实现了这一点。通过“植物促进健康”门户网站,您可以从 PubChem、PubMed 或许多其他与我们合作的数据集和合作伙伴处提取数据。我们可以呈现来自各种不同来源的信息,而无需自行存储所有数据。我们提供的是信息的访问权限。

“人参”一词可以指代20多种植物。来源: 韩国 图片来自 Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0)

网上关于药用植物、草药疗法和植物性保健产品的信息浩如烟海,但质量却参差不齐。那么,如何才能确保这些信息的有效性呢? 植物与健康 方法论、证据和可靠性?

我认为这很大程度上取决于观察者的视角。我自己也不清楚我们如何才能认定科学真理。我对坚持科学证据越来越反感。但这并不意味着我不认为证据重要。我是一名科学家。我相信我们必须有证据证明它确实有效,以及它是如何起作用的。 

为了解释我的意思,在1900年, 巴西药典 最初,巴西药典收录了约100种植物的草药。几十年来,这个数字持续下降,到20世纪80年代只剩下大约8种。原因是药剂师对证据的要求越来越高。他们认为,如果缺乏足够的科学证据,就不应该将某种植物收录。从那时起,巴西药典收录的植物种类开始增加,主要以中国和欧洲的植物为主,因为这些植物在中国和欧洲的研究实验室中得到了充分的研究。 

在巴西,中药在商店里随处可见,并有巴西药典收录,因为这些产品背后有充分的研究支持。然而,缺乏研究的传统药物却不会被收录到巴西药典中。这可能导致人们出于好意分发药用植物,结果却发现它们有毒而非有效。我们可以做一些非常简单的事情来改善这些植物的使用方式。我曾在巴西与一位杰出的化学家弗朗西斯科·若泽·德·阿布雷乌·马托斯(Francisco José de Abreu Matos)共事,他发起了一个名为“活药房”(Living Pharmacies)的项目。 维瓦药房他们测试植物的功效和安全性,并推广有益植物的使用。他们教人们如何种植这些植物,如何用它们制作肥皂或茶。这样,社区居民不仅可以自己使用这些产品,还可以通过出售它们来赚钱。在我们到达之前,他们就已经开始做这些事情了,但我们能够扩展和加强一些应用于该项目的科学知识。所以我认为,科学可以做一些非常简单的事情,而无需过于纠结于化学。

Francisco José de Abreu Matos 教授和 Vanessa Sequeira,来源:Bob Allkin

对我们而言,构建数据库的初衷在于明确表明我们并非真理的来源。我们在设计门户网站时面临的挑战之一是如何向用户传达这一点。他们或许期望我们提供真理,但我们所能做的只是报告权威文献和法规中存储的信息。如果某项法规中存在拼写错误的植物学名,我们都会将其记录下来。我的植物学家同事对此感到不满,因为这个名称是错误的,但它已被用于法规,并将继续被使用。我们必须将其收录,以便引导用户找到正确的名称。我们还会引用一些文献,例如有的文献指出某种植物有毒,而有的文献则指出该植物无毒。将相互矛盾的观点呈现给用户,让他们自行判断。

我们使用地图工具对信息进行索引,以便于研究。如果您想了解某种植物的根部如何用于治疗疟疾,您可以搜索我们的数据库,但并非所有我们收录的书籍、参考资料或法规都使用了“疟疾”或“根”这样的词语。我们为用户提供的是简化的术语结构,以及原始出版物中的确切措辞。如果一份出版物称某种植物有毒,而其他出版物则称其无毒,我们会将两种证据并列呈现,因为毒性问题实际上非常复杂。我们只是想展示现有信息,让用户自行探索并得出结论,我们不会删除俗名,因为它们是语言的一部分,是人们文化的一部分;你绝对不能告诉别人他们的俗名是错误的。我祖母所说的蓝铃花,在苏格兰就不是蓝铃花。

用户应该向全球植物数据库反馈哪些信息?

这确实取决于您的用途和数据库的范围。 寻求反馈 我们会分析数据库中存在的问题,以及哪些资源对用户所在行业至关重要,而我们的数据库中又缺少这些资源。我们与合作伙伴紧密合作,验证并丰富他们的工作。例如,一位在英国攻读博士学位的印尼学生收集了一个庞大的数据集,其中包含27,000个印尼药用植物的不同学名。我们的任务是帮助她梳理这些学名。通过删除重复项、拼写错误和同义词,我们最终得到了一份包含约6,500个物种的列表。这样,她就可以将保护工作集中在这6,500个物种上,而无需反复查找同一种植物的不同名称。我们也会为所有使用我们服务的用户提供同样的帮助。这是我们的服务的主要成果之一。 植物与健康 增强的数据集、增强的决策、增强的研究,以及各种不同的合作伙伴活动,都让人感觉很好。 

小型和地方性植物标本馆往往与全球数据库所依赖的植物、人群和景观最为接近。全球数字资源应该如何更好地支持、认可和借鉴国家和地方的植物标本馆藏?

关于语言和本土知识,有一些显而易见的问题。巴西到处都是对当地植物了如指掌的优秀分类学家,我们为什么要专注于巴西植物呢?邱园又能为此带来什么呢?问题不在于全球推广,而在于学科的转变。我在巴西东北部工作时,英国国际发展部(DFID)会定期检查我们的工作,确保我们正确使用纳税人的钱。一位定期来访的顾问是位非常友善的IT和知识管理专家,他送了我一件印有“弥合差距”(Mind the Gap)字样的T恤。我完全明白他的意思。项目启动后,大家都说:“鲍勃,你打算怎么协调巴西和英国之间的沟通?这可真是个难题。”但实际上根本没有困难!英国的分类学家和巴西的分类学家说着同样的语言,有着相同的认知体系,使用着相同的术语进行交流。英国和巴西的农村发展专家之间交流非常顺畅,没有任何问题。但如果你试图让分类学家与农村发展专家沟通,让他们彼此理解并就重要事项达成共识,问题就出现了。 

这关乎我们如何从植物学和保护的小圈子中走出,去接触那些真正从事植物相关工作的人们,了解他们的看法,尤其是他们可能需要哪些信息。我认为我们有时仍然缺乏这种好奇心,不去了解其他人是如何对待植物的,或者他们为什么需要植物。我们过于关注那些真正重要的事情,我认为这不利于我们进行信息管理。

就像火车与站台边缘之间的缝隙一样,我们需要意识到科学家和实践者之间存在的沟通鸿沟,并努力弥合这一鸿沟。来源: 奥克西曼 图片来自维基共享资源(CC BY-SA 3.0)

展望未来,应用植物数据的未来最令您兴奋的是什么?

我认为关键在于日益增强的互操作性及其带来的全球跨学科数据互联的可能性。真正的机遇就在这里。对于像邱园这样提供植物和真菌默认术语的机构来说,我们有很多绝佳的机会可以加入到那些需要讨论植物和真菌的网络之中,尽管这些网络的目的截然不同,而他们甚至都不知道邱园的存在。这确实涉及到技术,但我并不指望人工智能能带来什么惊世骇俗的新成果。真正令人兴奋的是我们所有人都能成为全球信息网络的一部分。

你遇到的下一个名字

下次你泡人参茶的时候,不妨停下来想一想。你知道你喝的究竟是哪种人参茶吗?

同样的问题也适用于洋甘菊茶、薰衣草精油、助眠配方、草药补充剂或护肤品中的植物成分。一个熟悉的植物名称可能指向一个物种、几个可能的物种、植物的某个部位、某种产品、当地的传统,或者一个随着时间推移而改变的名称。

正因如此,数字植物学才超越了技术层面。它不仅仅是将植物标本上传到网络,更重要的是帮助植物知识在科学、医学、保护、贸易、政策、农业、园艺和日常生活等领域更安全地传播。在某个地方,无论是数据库、标本抽屉、野外笔记、法规、产品标签,还是某人的记忆中,都可能已经存在着能够解决特定问题的植物知识。接下来的任务就是将这些知识连接起来。


特约撰稿人简介

玛格达(她/她的)是一位英国/波兰生态学家,目前居住在英国伦敦。她接受过野外生态学家的培训,于2023年转型从事植物标本数字化和管理工作。这使她先后在皇家植物园邱园和南伦敦植物研究所工作,并将于今年秋季加入都柏林圣三一学院。


封面图片:弗朗西斯科·何塞·德·阿布雷乌·马托斯教授和瓦妮莎·塞奎拉在巴西市场查看植物材料。图片来源:鲍勃·奥尔金

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作者

Magda Upton

玛格达(她/她的代词)曾接受过野外生态学家的培训,但于2023年转行至英国皇家植物园邱园从事植物标本馆的数字化和管理工作。她将于今年秋季加入都柏林圣三一学院。

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