Europäisches Informationssystem über biologische Vielfalt "BioCASE"

Botanischer Garten der Freien Universität Berlin beteiligt sich an „BioCASE“.

Die gesamte Vielfalt und Variabilität organismischen Lebens bezeichnet man als Biodiversität. Sie beinhaltet die Mannigfaltigkeit von Genen, Individuen, Populationen, Arten, Gesellschaften und Ökosystemen. Der globale Zugang zu den Informationen über die Existenz, die Vielfalt, die Bedrohung und den Schutz des Lebens auf unserem Planeten ist von entscheidender Bedeutung für die zukünftige Entwicklung der Menschheit. Im Botanischen Garten und Botanischen Museum (BGBM) der Freien Universität Berlin hat unter Leitung von Prof. Dr. Walter Berendsohn, Abteilungsleiter der Arbeitsgruppe Biodiversitätsinformatik, das auf drei Jahre angelegte Projekt BioCASE (Biodiversity Collection Access Service for Europe) begonnen. Darin soll durch die digitale Verknüpfung von Informationen und Daten der biologischen Sammlungen Europas ein einheitliches Zugangssystem für die hier dokumentierte Vielfalt organismischen Lebens entwickelt werden. Die Biologischen Sammlungen umfassen sowohl Lebendsammlungen in botanischen und zoologischen Gärten und Kulturensammlungen (Bakterien, Pilze u.a.) als auch die konservierten Präparatesammlungen in Naturkundemuseen und Herbarien sowie die Datensammlungen von Observationen bestimmter Arten an einem bestimmten Ort (z.B. Beringungsdaten, Verbreitungskartierungen).

An dem Projekt, das von der Europäischen Kommission gefördert wird, arbeiten 35 Institutionen aus 30 europäischen Ländern und aus Israel mit. Zu den Projektteilnehmern gehören zoologische Institute und Museen, botanische Gärten, naturkundliche Museen, Universitäten, Akademien und andere biologische und ökologische Forschungsstellen aus allen Teilen Europas.

Durch die schnelle Zunahme der vorhandenen Informationen ist es einem Wissenschaftler, der sich früher noch durch Lesen von Literatur einen Überblick über ein biologisches Fachgebiet verschaffen konnte, heute nicht mehr möglich, ohne entsprechende Informationstechnologien die zunehmende Vielfalt zu überschauen und herauszufinden, wo Informationen zu diesem Gebiet zugänglich sind.

Die Biodiversitätsinformatik, eine neue, am BGBM besonders vorangetriebene wissenschaftliche Disziplin, beinhaltet die Anwendung von informatischen Analysemethoden und Informationstechnologien auf die vorhandenen biologischen Daten sowie deren Verknüpfung mit anderen, z.B. geographischen und ökologischen Daten. Die Daten werden digital erfasst und verwaltet, d.h. gespeichert, indiziert, abgefragt, analysiert, integriert, visualisiert und publiziert. Dadurch werden sie potentiellen Nutzern aus allen Bereichen der Wissenschaft, Industrie und Gesellschaft zugänglich.

Probleme ergeben sich dabei durch die generell hohe Komplexität biologischer Systeme und durch die heterogenen und dezentral in ganz Europa bereits digital oder anders erfassten Datenbestände. Zwar existieren über bestimmte biologische Fachgebiete bereits digitale Informationssysteme. So haben sich etwa die Hälfte aller anerkannten Zoos und Aquarien der Welt (576 Institutionen aus 54 Ländern) im „International Species Information System“ zusammengeschlossen. Darin sind Informationen zu über 1,4 Millionen lebenden Tieren und ihrer Vorfahren enthalten (ca. 8.000 Arten). Die Datenbank lässt sich über wissenschaftliche Namen (Gattung/Art) oder englische Trivialnamen abfragen.

Eine vergleichbare Zusammenarbeit gibt es bei den meisten anderen Sammlungen noch nicht. Es fehlen Standards bei der Informationserfassung, eine klare Strukturierung der Informationen und die Verknüpfung zwischen den bestehenden Datenbeständen. Somit ist ein globaler, einheitlicher Zugriff auf alle bisher vorhandenen Daten nicht möglich. Hier setzt das Projekt BioCASE an.

Das Projektziel ist die Erhöhung der Nutzbarkeit der biologischen Sammlungen für die Umweltwissenschaften, die biologische Systematik und allgemein die Biowissenschaften. Das soll durch die Entwicklung eines trag- und ausbaufähigen Informationsservices erreicht werden, der den Nutzern einen einheitlichen Zugriff zu allen europäischen Sammlungen bei gleichzeitigem Schutz der Urheberrechte ermöglicht.

Die Projektentwicklung und die Organisation der Daten basiert auf den folgenden Grundpfeilern.

1. Organisation des Informationsflusses: Hier bilden sich in den einzelnen Ländern nationale Knotenpunkte, die als leicht erreichbare Kontaktstellen für die in diesen Ländern existierenden Sammlungen fungieren und die die Organisation der Erfassung von Informationsprofilen übernehmen. Dazu wird vom Projekt eine Software entwickelt werden, die die Erfassung und den Austausch der Daten mit dem Zentralsystem und die standardisierte Datenerfassung ermöglicht. Die nationalen Knotenpunkte liefern standardisierte Beschreibungen der Sammlungsinstitute und der Sammlungen selbst an das Zentralsystem. Diese werden dort weiterverarbeitet, z.B. durch Verknüpfung mit weiteren Informationen von anderen Knotenpunkten und durch eine Verschlagwortung. Die Daten werden dann über eine Abfrageschnittstelle auf dem WWW zur Verfügung gestellt und fließen mit erhöhter Qualität wieder zurück an die nationalen Schnittstellen. Neu entstandene nationale Knoten und Netzwerke sollen mit existierenden und fortgeschrittenen in Kontakt gebracht werden, um einen Technologietransfer zu erreichen.
2. Entwicklung des Thesaurus (des Wortschatzes): Hier sollen existierende Datenkataloge weiterentwickelt und erweiterbare Thesauri als Hilfe zum Informationszugang geschaffen werden, vor allem unter taxonomischen und geo-ökologischen Gesichtspunkten. Die Taxonomie ordnet mit Hilfe verbindlicher Regeln für die biologische Nomenklatur den Organismen, Arten, Gattungen, Familien etc. eindeutige Namen zu. Die als Folge der biologischen Evolution entstandene, natürliche hierarchische Ordnung aller Lebewesen bietet einen hervorragenden Schlüssel zur Klassifizierung der Organismen. Das Ziel der Entwicklung ist die adäquate Darstellung von fachübergreifenden, aufeinander aufbauenden sowie auch von ungenau und unvollständig vorliegenden Daten.
3. Nutzeroberfläche und Indizierung der Daten: Eine auf dem WWW basierende einheitliche Benutzeroberfläche wird den Zugang zu den stark dezentralisierten und uneinheitlichen Basisdaten ermöglichen. Dabei kommt der sich entwickelnde Thesaurus zum Einsatz, um eine effektive Verschlagwortung sowie eine datengestützte Benutzerführung zu ermöglichen. Alle Anwendungen fließen im Zugangsknoten zusammen und ermöglichen so die Verknüpfung aller eingegangenen Daten.
4. Berücksichtigung der Benutzerinteressen: Die im Projekt vereinigten Institutionen beschäftigen Hunderte von Forschern aus den vielfältigsten Fachgebieten. Ihre unterschiedlichen Interessen und Bedürfnisse fließen über eine eigenständige Nutzergruppe in das Datensystem ein. Diese Gruppe liefert während der gesamten Projektlaufzeit ein kontinuierliches Feedback. Dadurch wird die ständig Entwicklung und Verbesserung der Benutzeroberfläche im Hinblick auf die Bedürfnisse der Anwender ermöglicht.
5. Vermarktung und Urheberrechte: Es soll ein Vermarktungsmodel entwickelt werden, um den Informationsservice auch nach Beendigung des Projektes aufrechtzuerhalten. Gleichzeitig muss die Frage der Sicherung von Urheberrechten in Zusammenarbeit mit allen Teilnehmern geregelt werden.

Erwartete Innovationen: BioCASE realisiert die Zusammenfassung, Verknüpfung, und Standardisierung der in den biologischen Sammlungen Europas vorhandenen Datenbestände, fördert die globale Verbreitung der wissenschaftlichen Informationen zur Artenvielfalt der Erde und ermöglicht potentiellen Nutzern aus allen Bereichen der Gesellschaft den Zugang zu großen Mengen existierender und neu hinzukommender Biodiversitätsdaten. Dabei werden die bis heute vorhandenen Schwierigkeiten, wie unterschiedlicher Stand der IT-Entwicklung, Lücken in der fachübergreifenden Kommunikation, vereinzelte Lösungen und lokale Unterschiede zwischen den Sammlungen überwunden.

Durch das Projekt entsteht ein Europäisches Informationssystem, das den Zugang zu den weit verteilten Informationsquellen vereinheitlicht, und das durch eine ausbaufähige Nutzeroberfläche den unterschiedlichsten Anwendern zugänglich sein wird.

Heike Schröder und Walter Berendsohn

Weitere Informationen erteilt Ihnen gern:
Prof. Dr. Walter Berendsohn, ZE Botanischer Garten und Botanisches Museum Berlin-Dahlem der FU Berlin, Königin-Luise-Str. 6-8, 14191 Berlin, Tel.: 030/838-50143, E-Mail: wgb@zedat.fu-berlin.de