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两栖与爬行动物数据库:AmphibiaWeb 与 The Reptile Database

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两栖与爬行动物数据库:AmphibiaWeb 与 The Reptile Database

AmphibiaWeb收录超8700种两栖动物,采用社区驱动+公民科学模式;The Reptile Database收录约12300种爬行动物,以专家主导+完整同物异名追踪著称。两者是全球两爬保护研究的数据底座。

两栖与爬行动物数据库:AmphibiaWeb 与 The Reptile Database

生物医学高影响力方法深度解析 · 第 4 篇 | 必学必会 · 系列文章
两栖动物是地球上受威胁最严重的脊椎动物类群——超过 40% 的物种面临灭绝风险。AmphibiaWeb 和 The Reptile Database 分别是两栖类和爬行类最权威的在线分类学数据库。它们不仅提供物种名录,还整合了保护状态、分布地图、基因组数据等多维信息,是全球生物多样性研究和保护行动的核心基础设施。
图 1:全球两栖爬行动物多样性数据概览

一、AmphibiaWeb:两栖动物的数字方舟

1.1 诞生背景与使命

2000
AmphibiaWeb 上线
由加州大学伯克利分校的 David Wake 实验室发起。初衷是应对两栖动物全球衰退危机——自 1980 年代以来,壶菌病(chytridiomycosis)和栖息地丧失导致大量两栖物种急剧减少,超过 100 种可能已经灭绝。Wake 和 Vredenburg (2008) 在 PNAS 中称之为"第六次大灭绝的先锋类群"。
2005
Global Amphibian Assessment (GAA) 发布
IUCN 与 AmphibiaWeb 合作完成全球首次两栖动物全面评估,Stuart et al. (2004) 在 Science 发表《Status and Trends of Amphibian Declines and Extinctions Worldwide》。结论惊人:1,856 种(32.5%)受威胁,至少 9 种已灭绝,113 种"可能灭绝"。
2010s
分子系统学推动物种大爆发
DNA 条形码和系统基因组学发现了大量隐存种(cryptic species),两栖动物已知物种数从 ~5,000 跃升至 ~8,000+。AmphibiaWeb 每年新增约 150–200 种。
至今
超过 8,700 种,~41% 受威胁
AmphibiaWeb 现收录超过 8,700 种两栖动物,其中约 41% 被 IUCN 列为受威胁(VU/EN/CR),是脊椎动物中受威胁比例最高的类群。数据库包含 40,000+ 张照片、数千条鸣声录音、以及越来越丰富的基因组链接。

1.2 公民科学模式

AmphibiaWeb 的独特之处在于其混合编辑模型

  • 专家委员会:负责分类学决策和物种审核
  • 公民科学家:贡献照片、鸣声录音、分布记录
  • 自动数据聚合:从 GenBank、IUCN、GBIF 等拉取关联数据
  • 开放 API:允许研究者通过程序化接口批量获取数据

🔍 实际用例:Scheele et al. (2019). Science, 363(6434): 1459–1463. 利用 AmphibiaWeb 和 IUCN 数据,对全球两栖动物壶菌病的影响进行了迄今最大规模的元分析,发现壶菌病已导致至少 501 个物种的种群下降,其中 90 种已灭绝或野外灭绝。这篇 Science 论文依赖的物种分类框架即来自 AmphibiaWeb。

二、The Reptile Database:爬行动物分类的"金标准"

2.1 从 EMBL 到独立数据库

The Reptile Database 最初是欧洲分子生物学实验室(EMBL)的一个内部项目,由 Peter Uetz 于 1996 年创建。Uetz 本人既是分子生物学家(曾参与蛋白质相互作用数据库的构建),又是爬行动物分类学家。这种跨学科背景使得 The Reptile Database 从诞生之初就具有"数据工程"的基因。

2005 年后,该数据库独立运营,由 Uetz 和 Jiri Hosek 共同维护。与其他分类学数据库不同,它是一个单人主导+合作者网络的模式——这在数据库领域极其罕见但运作良好。

2.2 核心数据特征

特征详情
物种总数约 12,300(2024年),每年新增 ~200 种
类群覆盖蛇(~4,100)、蜥蜴(~7,200)、龟鳖(~360)、鳄鱼(27)、喙头蜥(1)
分类深度域→界→门→纲→目→亚目→科→亚科→属→种→亚种
同物异名完整记录了历史命名变更,包括无效名(junior synonyms)
文献溯源每条记录链回原始描述文献,部分提供 PDF 链接
交叉引用与 IUCN、GBIF、NCBI Taxonomy、Wikispecies 双向链接
更新频率季度更新,新物种描述通常在数周内收录
图 2:The Reptile Database 的爬行动物分类概览(种数)

三、两个数据库的实际使用

3.1 查询示例

# AmphibiaWeb — R 语言查询
library(rvest)
library(xml2)

# 查询某个物种的详细信息
url <- "https://amphibiaweb.org/cgi/amphib_query?rel-common_name=like&where-scientific_name=Dendrobates+tinctorius"
# 返回:分类、保护状态、分布、参考文献、照片

# The Reptile Database — Python 查询
import requests
from bs4 import BeautifulSoup

# 按学名搜索
url = "https://reptile-database.reptarium.cz/species"
params = {"genus": "Python", "species": "reticulatus"}
r = requests.get(url, params=params)

# 批量下载最新名录
# https://reptile-database.reptarium.cz/dumps/
# 提供 CSV 格式的完整分类数据集

# 使用 rphylopic 包在 R 中获取物种剪影
library(rphylopic)
# 基于 The Reptile Database 的分类 ID

3.2 在生态学研究中的应用

📊 典型工作流:

1. 从 AmphibiaWeb / Reptile Database 获取目标区域的物种名录

2. 从 IUCN Red List API 获取各物种的保护状态

3. 从 GBIF 获取分布数据点(occurrence records)

4. 用物种分布模型(SDM/MaxEnt)预测气候变化下的分布变化

5. 用系统发育树(如 VertLife project)做系统发育多样性分析

四、经典论文与资源

[1] Wake, D.B. & Vredenburg, V.T. (2008). Are we in the midst of the sixth mass extinction? A view from the world of amphibians. PNAS, 105(Supplement 1): 11466–11473.
[2] Stuart, S.N. et al. (2004). Status and trends of amphibian declines and extinctions worldwide. Science, 306(5702): 1783–1786. 全球两栖动物评估的奠基论文。
[3] Scheele, B.C. et al. (2019). Amphibian fungal panzootic causes catastrophic and ongoing loss of biodiversity. Science, 363(6434): 1459–1463.
[4] Uetz, P., Freed, P. & Hošek, J. (eds.) (2024). The Reptile Database. http://www.reptile-database.org/
[5] Uetz, P. & Stylianou, A. (2018). The original descriptions of reptiles and their subspecies. Zootaxa, 4375(2): 257–264. 对 7,000+ 个爬行动物原始描述的元分析。
[6] AmphibiaWeb (2024). https://amphibiaweb.org/. University of California, Berkeley.

五、总结

AmphibiaWeb 和 The Reptile Database 分别代表两种数据库模式:前者是"社区驱动+公民科学",后者是"专家主导+数据工程"。两者都证明了分类学数据库不只是一个"物种名单"——它们是全球保护行动的决策依据,是生态学研究的起点,也是回答"地球上到底有多少种生物"这个古老问题的最新尝试。

📌 一句话记住:AmphibiaWeb 关注"保护"(两栖动物危机最严重),The Reptile Database 关注"精确"(同物异名追踪最完整)。两者是两爬研究的"第一站"。

—— 系列第 4 篇完。下一篇:鸟类与鱼类数据库(Avibase + FishBase + Catalog of Fishes)

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