PlutoF

PlutoF on Tartu Ülikooli teadlaste loodud ja arendatav veebipõhine töölaud elurikkuse kirjeldamiseks, sellekohase andmestiku talletamiseks ja interpreteerimiseks.

PlutoF võimaldab kõigil registreeritud kasutajatel sisestada ja hallata elurikkuse andmeid alates üksikutest vaatlusandmetest koos vaatluskoha koordinaatide ja kirjeldusega kuni DNA-põhise molekulaarse süstemaatika ja taksonoomiani. Samuti saab hallata loodusteaduslike kogude andmeid, koostada ja läbi viia projekte ning andmeid ja analüüse avaldada.

Algselt seente elurikkuse andmestiku talletamiseks loodud töölaud ühendab täna endas ka loomade, lindude, taimede ja putukate andmeid ning töölaua universaalsus aitab kaasa ka loodusteadlaste valdkonnaülesele koostööle.

Algselt (2005) ehitati PlutoF-i töölaud kasutades PHP programmeerimiskeelt ja MySQL andmebaasimootorit. Töölaua praegune versioon (2015) on üles ehitatud kasutades Ember.js ja DRF raamistikke ning PostgreSQL+PostGIS andmebaasi. Töölaua arendamisega tegeleb Tartu Ülikooli loodusmuuseumi elurikkuse informaatika ja digiarhiivide töörühm.

Ülesehitus 

PlutoF töölaud koosneb moodulitest: projektid; kogud; seire ja looduskaitse; taksonoomia; ökoloogia.

Projektide moodul 
Moodul võimaldab luua, hallata, jagada ja publitseerida teadusprojekte. Iga projektiga saab siduda piiramatul hulgal vaatlusalasid ja seotud andmeid. Projekti võib muuta nähtavaks ainult koostajale, töörühma liikmetele või kõigile.

PlutoF-i töölaud ei ole ette nähtud kitsalt teadusringkonnale. Süsteem lubab igal loodusvaatlejal luua endale harrastusteadlase projekti, mille vahendusel enda kogutud andmeid talletada ja hallata. Tihti kasutavad teadlased harrastusteaduse projektide raames kogutud andmeid ka teadustöös. Harrastusteaduse projektide raames kogutud kureeritud vaatlusandmed on kättesaadavad kogu maailma teadlastele portaali Global Biodiversity Information Facility (GBIF) kaudu. Harrastusteaduse projektide raames kogutud andmete kasutamist teadlaste poolt peetakse vajalikuks ja levinuks.

Kogude moodul 
Loodusteaduslikel kogudel on võimalus luua digitaalseid arhiive ja korraldada nende tööd. Eraldi moodulid on etikettide trükkimiseks, laenude korraldamiseks, aruannete kokkupanekuks, andmestike avaldamiseks elurikkuse ülemaailmse teabevõrgustiku GBIF kaudu või mujal. Kogude andmestike võimalike tüüpide hulka kuuluvad näiteks nõelastatud putukad, herbaareksemplarid, mikroorganismide eluskultuurid ja keskkonnaproovid.

Seire ja looduskaitse moodul 
Seire- ja looduskaitseprojekte saab samuti luua ja hallata PlutoF-i kaudu. Ühes projektis saab siduda eri tüüpi vaatlusi taksoni esinemise kohta, seda ka DNA alusel. Samuti proove, eksemplare kogudest, viiteid jne. Siduda saab ka andmestikke kaitsealuste ja punase raamatu nimestiku liikide kohta.

Taksonoomia 
Klassifikatsioonimoodul võimaldab luua ja hallata eluslooduse klassifikatsioone. Töörühmadel on võimalik arendada konsensusepõhiseid klassifikatsioone ja teha need API kaudu avalikult ligipääsetavaks. Taksonite esinemise vaatlusi, ka DNA põhiseid, ja kogudes esinemise teateid saab siduda mitme klassifikatsiooniga korraga. Taksonite kirjeldusi saab laadida üles, toimetada ja publitseerida.

Ökoloogia 
Võimalik on hallata andmestikke mulla-, vee-, õhu-, kõdupuidu-, eluskoe- ja muudest proovidest. Proovide andmeid saab siduda DNA järjestustega analüüsidest, mis teostatud Sangeri ja/või mass-sekveneerimise (High Throughput Sequencing) meetoditel. Andmestikke saab täiendada seireandmetega ja muude andmetega samalt proovialalt. Süsteem võimaldab käsitleda ka katsete andmestikke.

Töölaud 
PlutoF-i töölaud jaguneb kolmeks suureks jaotuseks:

Projektid 
Projektide moodulis saab luua teadus- ja harrastusteaduse projekte. Võimalik on luua ülem-projekti sees alam-projekte, lisada isikuid, proovialasid, faile, kuupäevi ja kirjeldusi.

Taksoni esinemised 
Taksoni esinemise moodulis saab sisestada kõikvõimalikke taksoni esinemisega seotud andmeid. Andmebaasistatakse nii objekt kui ka kogu sellega seotud info. PlutoF-i töölaud võimaldab salvestada eksemplari koodi, asukoha kogus, kogujad ja määrajad, tüübi, kasvu- ja vaatluskoha, interaktsioonid teiste taksonitega, substraadi ja kommentaaride abil ka ökoloogia. Eristada saab ka objekti tüüpi – vaatlus, säilitatud eksemplar, kirjanduspõhine taksoni esinemine, eluseksemplar, geenijärjestus või keskkonnaproov. Iga objektiga saab siduda erinevaid faile, kirjandusviiteid, märksõnu ja välislinke.

Laboratooriumid

1. Failide repositoorium 
Iga kasutaja saab lisada ja hallata faile. Lisada saab näiteks fotosid ja tekstifaile ning neid projektide, vaatlusalade ja objektidega siduda. Võimalik on kuvada failide metaandmed ning määrata CC-süsteemi kasutuslitsentse.

2. Kogude labor 
Selles moodulis saab hallata loodusteaduslike kogudega, näiteks herbaariumi või muuseumi kogudega seotud andmestikku. Võimalik on hallata transaktsioone, näiteks laenud ja deposiidid. Lisada saab hinnangut eksemplaride või kogude seisundile, määrata ja muuta hooldustingimusi ning talletada pildipanka.

3. Publitseerimislabor 
Publitseerimislabor võimaldab otsida ja hallata DOI-ga varustatud andmekogusid ning küsida DOI-d enda andmetele. Võimalik on lisada, otsida ja hallata kirjandusviiteid, sarju ja märksõnu, samuti koostada märksõnadest kogumikke.

4. Taksonoomia labor 
Taksonoomia moodulis saab kuvada, lisada ja muuta taksoninimesid ja taksonikirjeldusi. Samuti saab vaadata ja toimetada UNITE andmebaasi kantud seente DNA-põhiseid liigihüpoteese, esindusjärjestusi, ühendklastreid, statistikat ja taksonoomiat.

5. Analüüside labor 
Moodul võimaldab geenijärjestuste analüüsi eri programmide abil, näiteks ITSx (http://microbiology.se/software/itsx/), ATOSH ja massBLASTer.

6. Molekulaarlabor 
Moodul võimaldab luua ja muuta laboris teostatavaid eksperimente nagu DNA eraldamine, PCR reaktsiooni läbiviimine ja DNA sekveneerimine.

7. Geoinfosüsteemide labor 
Moodul võimaldab lisada, muuta ja hallata proovi- ja püsialasid.

8. Vormid 
Moodul võimaldab lisada vorme, mille abil andmete sisestamist hõlbustada. Vorme saab luua mitmesuguste andmetüüpide jaoks, näiteks erinevad mallid erinevate projektide, kogude või proovialade kohta käivate andmete jaoks.

Nime saamislugu 
PlutoF-i töölaua doktoritööna teinud Kessy Abarenkov on töölaua nime saamist kirjeldanud järgnevalt:

"Töölaua nime valik kattus ajaga, kus Pluuto oli just planeetide nimistust välja heidetud ning kogu maailma ajakirjandus seda teemat aktiivselt kajastas. Kuna mul hakkas endisest planeedist kahju, otsustasin töölaua tema järgi nimetada. F oli tähestiku esimene täht, mis Plutoga sobis, ilma et Disney autoriõigusi oleks rikutud."

Andmehulk 
PlutoF-i töölaual hallatavaid andmeid majutatakse Eesti teaduse teekaardi "Loodusteaduslikud arhiivid ja infovõrgustik" (NATARC) infrastruktuuris, mida hallatakse Tartu Ülikoolis.

Mahukamad andmekirjed PlutoF-is on järgmised (seisuga 27.06.2017): 
 teadusprojektid – 38 887
 harrastusteaduse projektid – 37
 loodusvaatlused – 1 600 391
 kogude eksemplarid – 1 176 881
 geenijärjestused – 796 159
 kirjanduspõhised vaatlused – 119 751
 eluseksemplarid – 8382
 keskkonnaproovid – 13 401

PlutoF-is esineb taksoni esinemise kirje 49 943 liigi kohta, sealhulgas 28 151 Eestis esineva liigi kohta.

Kasutajaskond 
Portaali PlutoF kasutajaskonda kuuluvad: 
 muuseumid ja asutused (nii Eesti kui ka välismaised, sh erakogud) loodusteaduslike kogude andmete haldamiseks (vt Natarc.ut.ee);
 harrastusteadlased loodusvaatluste sisestamiseks (nt Eesti ornitoloogiaühing, Eesti mükoloogiaühing, Loodusheli);
 teadlased (taksonoomid, ökoloogid) ja kogukonnad teadusprojektide läbiviimiseks (UNITE andmebaas, ToxGen);
 seireprojektide läbiviijad (nt LOORA, Eesti Taimeatlas, Kumari kartoteegi digiteerimine)

PlutoF-i kasutamise statistika aastate lõikes:

PlutoF-i sisselogimised riigiti 2016. aastal:

PlutoF-i pilvesüsteemi kasutajaks on registreerunud üle 2000 kasutaja, kellest ligikaudu kolmandik on välisriikidest. Iga päev logib PlutoF-i süsteemi ligi 100 kasutajat, kes töötavad süsteemis keskmiselt 32 minutit. Välisriikidest on enim kasutajaid USA-st (keskmiselt 25 kasutajat päevas) ning Suurbritanniast ja Rootsist (keskmiselt 3 kasutajat päevas). Välisriikide teadlased kasutavad PlutoF-i peamiselt geenijärjestuste määramiseks ja andmebaaside majutamiseks. Eesti teadlased, õpetajad/õpilased, loodusvaatlejad jt kasutavad PlutoF-i pilve enda andmebaaside arendamiseks.

Viited

Välislingid 
 PlutoF
 Suuremad PlutoF-i portaaliga seotud projektid 
 PlutoF-i kasutusjuhend
 Kessy Abarenkov: "PlutoF – cloud database and computing services supporting biological research" doktoritöö

Andmebaasihaldurid