Banco Morfo

MorphoBank es una aplicación web para la investigación evolutiva colaborativa, específicamente la sistemática filogenética o cladística , del fenotipo . Históricamente, los científicos que realizan investigaciones sobre sistemática filogenética han trabajado individualmente o en pequeños grupos empleando aplicaciones de software tradicionales de un solo usuario como MacClade, ^{[ 1 ]} Mesquite ^{[ 2 ]} y Nexus Data Editor. ^{[ 3 ]} A medida que las hipótesis en estudio se han vuelto más complejas, se han reunido grandes equipos de investigación para abordar el problema de descubrir el Árbol de la Vida para los estimados 4-100 millones de especies vivas ( Wilson 2003 , pp. 77-80) y los muchos miles más de especies extintas conocidas a partir de fósiles . Debido a que el fenotipo es fundamentalmente visual, y a medida que los estudios filogenéticos basados ​​en fenotipos han seguido aumentando en tamaño, ^{[ 4 ]} se vuelve importante que las observaciones estén respaldadas por imágenes etiquetadas. Las aplicaciones de software de escritorio tradicionales actualmente de uso generalizado no brindan un soporte sólido para la investigación basada en equipos ni para la manipulación y el almacenamiento de imágenes. MorphoBank es una herramienta particularmente importante para el creciente campo científico de la fenómica . 

El desarrollo de MorphoBank, que comenzó en 2001, ha sido financiado por las Direcciones de Geociencias, Ciencias Biológicas e Ingeniería Informática de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF). La importancia del trabajo científico en MorphoBank ha sido destacada en el New York Times ( aquí y aquí ), entre otras publicaciones.

Los equipos de científicos que estudian filogenética para construir el Árbol de la Vida recopilan grandes hojas de cálculo con observaciones sobre especies (conocidas como "matrices"). Estos equipos requieren que cada miembro tenga acceso simultáneo a una copia única y segura de los datos del equipo durante un proyecto de investigación científica. Esta copia única de los datos también cambia con mucha frecuencia durante la fase de recopilación de datos. Las imágenes, que pueden ser muy útiles para documentar las afirmaciones de homología , deben mostrarse, etiquetarse y compartirse a medida que se desarrollan dichas afirmaciones. Esto no se puede lograr de manera eficiente solo con un paquete de software de escritorio, ya que en un entorno de escritorio cada colaborador trabaja en su propia copia privada de los datos del proyecto. Los cambios realizados por un participante no se propagan automáticamente a los demás, lo que impide que los colaboradores vean las ediciones de datos de los demás hasta que se fusionan manualmente (y, debido al esfuerzo que implica, a menudo solo periódicamente) en un único conjunto de datos "verdadero". En casi todos los equipos, excepto en los más pequeños y disciplinados, el control de versiones de archivos y la conciliación de los cambios realizados en múltiples copias de los datos se convierten rápidamente en importantes obstáculos para la productividad.

MorphoBank es un intento de abordar estos problemas aprovechando la omnipresencia de la web y las técnicas modernas de aplicaciones web, incluyendo Ajax , capas de servicios web y aplicaciones web enriquecidas , para proporcionar un espacio de trabajo colaborativo completo y accesible a través de la red para la investigación filogenética. En particular, MorphoBank facilita:

• Comparta todo tipo de datos con los miembros del equipo que se encuentren geográficamente dispersos, incluidos datos taxonómicos, de caracteres y de especímenes, material multimedia (como imágenes, vídeo y audio), matrices filogenéticas (incluidos datos en los formatos ampliamente utilizados NEXUS y TNT ) y otros datos como documentos y secuencias genéticas.
• Etiqueta imágenes de alta resolución utilizando una aplicación web de anotación de imágenes.
• Edite de forma colaborativa datos de proyectos, como matrices filogenéticas, utilizando un editor de matrices web integrado. El editor permite vincular imágenes etiquetadas a celdas individuales de una matriz.
• Gestiona el acceso a los datos del proyecto. El acceso varía desde el acceso completo para los miembros del equipo hasta el acceso anónimo de solo lectura para los posibles revisores.
• Publique en la web los datos del proyecto finalizado como complemento de un artículo publicado, utilizando una URL permanente.
• Busque imágenes de ejemplos de taxones en la Enciclopedia de la Vida .
• Almacenar datos de tomografía computarizada de alta resolución
• Crear ontologías para actualizar y rellenar las celdas de la matriz.

Estas tareas son difíciles o imposibles en la mayoría de las aplicaciones de software existentes.

En 2001, la National Science Foundation (NSF) patrocinó un taller, ^{[ 5 ]} en el American Museum of Natural History en Nueva York para desarrollar los esquemas de un sistema basado en la web para una herramienta de investigación colaborativa y rica en medios para filogenética morfológica. Un prototipo de aplicación presentado en el taller fue posteriormente perfeccionado con los comentarios del taller y se convirtió en MorphoBank versión 1.0. Una subvención de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de los Estados Unidos financió revisiones adicionales que dieron como resultado la versión 2.0, lanzada en 2005. El apoyo actual de la NSF está financiando las mejoras de las características actuales de MorphoBank. MorphoBank estuvo alojado en la Universidad de Stony Brook hasta finales de octubre de 2021 y recibió apoyo de respaldo del American Museum of Natural History . La versión actual es 3.0 . La justificación del software fue descrita en la revista Cladistics . ^{[ 6 ]} MorphoBank también ha recibido apoyo de NESCENT y del San Diego Supercomputer Center . Desde 2018, MorphoBank ha recibido apoyo parcial de Phoenix Bioinformatics , una empresa sin fines de lucro fundada para mantener bases de datos para las ciencias básicas. El traslado definitivo de MorphoBank de la Universidad de Stony Brook a Phoenix Bioinformatics se completó a finales de octubre de 2021. ^{[ 7 ]} En 2025, la arquitectura PHP original de MorphoBank fue reemplazada por nuevos sistemas de backend que utilizan Vue 3, Node.js/Express, MySQL/Aurora y Docker. ^{[ 8 ]} MorphoBank es de uso, publicación y lectura gratuitos. La mayoría de los proyectos tienen licencia CC0 , aunque existen otras opciones de licencia Creative Commons . Cuenta con el apoyo de universidades, bibliotecas y museos miembros. ^{[ 9 ]}

El Centro de Supercomputación de San Diego ya había proporcionado recursos técnicos y de alojamiento al proyecto MorphoBank.

MorphoBank alberga los productos de la investigación científica revisada por pares sobre fenotipos. Un volumen creciente de datos sistemáticos nace en formato digital y MorphoBank está bien preparado para manejar este tipo de material. El 24 de agosto de 2007, MorphoBank albergaba 62 proyectos de investigación activos, así como 6 proyectos completados (y publicados). Para 2017, más de 2000 científicos y sus estudiantes eran creadores de contenido registrados (los usuarios no necesitan registrarse y son aún más numerosos) y cuenta con más de 500 proyectos disponibles públicamente con aproximadamente 80 000 imágenes que son producto de la investigación científica. Más de 1500 proyectos de investigación activos ^{[ 10 ]} están alojados en MorphoBank. El software se ha utilizado para recopilar investigaciones filogenéticas sobre grupos como mamíferos, ^{[ 11 ]} desde murciélagos ^{[ 12 ]} hasta ballenas, ^{[ 13 ] [ 14 ]} moluscos bivalvos, ^{[ 15 ]} arácnidos, ^{[ 16 ]} plantas fósiles ^{[ 17 ]} y amniotas vivos y extintos. ^{[ 18 ]} También se ha utilizado de forma más amplia en la investigación evolutiva y paleontológica para alojar imágenes seleccionadas asociadas con investigaciones publicadas sobre insectos crisopas ^{[ 19 ]} geckos, ^{[ 20 ] [ 21 ]} aves rapaces, ^{[ 22 ]} dinosaurios, ^{[ 23 ]} ranas ^{[ 24 ]} y nematodos. ^{[ 25 ]} MorphoBank se utiliza cada vez más junto con la Base de Datos de Paleobiología . ^{[ 26 ]}

Ejemplos de proyectos publicados:

• Proyecto 1097: Blank CE, 2013 Origen y evolución temprana de los eucariotas fotosintéticos en ambientes de agua dulce: reinterpretación de la paleobiología proterozoica y los procesos biogeoquímicos a la luz de la evolución de los rasgos.
• Proyecto 2520: Carvalho, TP, RE Reis y JP Friel, 2017. Una nueva especie de Hoplomyzon (Siluriformes: Aspredinidae) de la cuenca de Maracaibo, Venezuela: descripción osteológica mediante microscopía de alta resolución.
• Proyecto 2651: Baron, MG, Norman, DB, Barrett, PM, 2017. Una nueva hipótesis sobre las relaciones entre los dinosaurios y la evolución temprana de los dinosaurios.

MorphoBank ha sido particularmente importante para la iniciativa Assembling the Tree of Life patrocinada por la National Science Foundation . MorphoBank es muy adecuado para este tipo de proyectos debido a sus herramientas para fusionar datos taxonómicos, de caracteres y basados ​​en matrices, así como a sus características colaborativas. ^{[ 27 ]} Los aspectos más destacados de esta investigación incluyen una matriz colaborativa sobre la evolución de los mamíferos publicada en Science que incluyó más de 4000 caracteres fenómicos puntuados para más de 80 especies, ^{[ 28 ]} una matriz sobre ballenas barbadas existentes que presenta casi 600 imágenes, ^{[ 29 ]} y más.

Wilson, EO (2003), "La enciclopedia de la vida", TREE , 18 (2): 77–80 , Bibcode : 2003TEcoE..18...77W , doi : 10.1016/S0169-5347(02)00040-X.

• Página principal de MorphoBank
• Modernizando el Árbol de la Vida , Science , 10 de junio de 2003, 300: 1692–1697. Artículo que analiza los esfuerzos de proyectos como MorphoBank para simplificar y acelerar la evaluación de la biodiversidad.
• "Morfología: La forma de las cosas por venir" , Paul D. Thacker , BioScience , junio de 2003, vol. 53, n.º 6, pág. 544. Un informe sobre iniciativas contemporáneas en investigación morfológica, incluido MorphoBank.