|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(Числа в начале абзацев - номера соответствующих кадров в демонстрации)
1. Это высказывание лишь кажется парадоксальным. Составляет определитель обычно хороший специалист по группе, в ходе работы он отшлифовывает свои знания и поэтому потом он не обращается к своему ключу. А при составлении мало кто может поставить себя на место неопытного пользователя и добиваться простоты и надежности ключа. Зачастую составитель добивается в ключе такого порядка таксонов, который соответствует его представлению о системе группы. А это уже автоматически предопределяет сложность и искусственность формулировок признаков. Я думаю, что у всех в этом зале были ситуации, когда при пользовании ключом его составитель поминался недобрыми словами. Чтобы обсуждать достижения биологической диагностики, которая вполне сложилась как самостоятельная отрасль науки в 70-х годах прошлого века, стоит рассмотреть различные варианты определителей жуков.
2. Подавляющее большинство отечественных определителей выглядит вот так. Это серийный вариант одновходового дихотомического ключа. Для пользователя он крайне неудобен тем, что теза и антитеза одного шага определения разнесены и часто находятся на разных страницах. Если одна рука держит жука, а другая управляет бинокуляром, то для подглядывания на разные страницы явно нужна третья рука. А если поясняющие рисунки еще находятся на третьей странице, то без ассистента вообще не обойтись. Нелепость, но большинство наших энтомологов и редакторов журналов и книг считают такой вид ключей стандартом. Но никто не знает - кем и когда он был установлен. Единственное объяснение, которое я слышал в ответ на мои недоуменные вопросы - таксоны с одним состоянием какого-то признака стоят в ключе рядом. Это смешное заблуждение - в следующем, нормальном варианте ключа, таксоны стоят точно также.
3, 4. Вот известный многотомный немецкий определитель жуков. Немцы практичны и для удобства пользователя (и редактора, который обязан следить за сопоставимостью тезы и антитезы) используется, конечно, вот такой скобочный вариант. Происхождение таких названий ключей не совсем понятно. Здесь скобок нет вовсе, а в предыдущем варианте - они необходимы. Но никуда не деться - такие названия уже закреплены в сотнях публикаций.
5, 6. Такой способ представления ключей используют не только немцы, но и практически все зарубежные энтомологи. Вот типичная американская публикация. Ключ, конечно, скобочный. Для удобства пользователя в скобках после номера каждого пункта определителя указан номер ступени, с которой на него пришли. Это очень облегчает возврат, если вы чувствуете, что пришли куда-то не туда. И здесь даже отъявленный ретроград не сможет сказать, что группы схожих таксонов тут не очевидны.
7. Слава богу, не все в России обременены нелепыми традициями. И есть из плохого правила исключения. Редакторы и авторы определителя насекомых Дальнего Востока позаботились о пользователях своего издания и избрали скобочный вариант.
8, 9. Еше дальше пошел в своей отличной книге мой американский коллега Стивен Лингафельтер. Он скрупулезно проиллюстрировал каждую пару теза-антитеза отличными фотографиями и рисунками. Благодаря использованию скобочного ключа (здесь опять в скобках дан адрес для шага назад) получились замечательные и удобные для использования пункты определителя.
10. А в австралийском определителе усачей использован уже не текстовой, а так называемый дендрограммный ключ. Естественно - тезы и антитезы здесь тоже рядом и их тексты раскиданы по поясняющим рисункам. Согласитесь - очень удобно для пользователя, тем более - начинающего, еще неуверенно ориентирующегося в морфологической терминологии.
11. До сих пор все примеры у меня относились к дихотомическим ключам, имеющим на каждом шаге тезу и антитезу. Но рамки строгой дихотомии нельзя назвать хорошей традицией. Иногда дихотомия искусственна. Например, положение головы у жуков четко делится на три типа - прогнатический, гипогнатический и опистогнатический. В дихотомическом ключе приходится делать две пары теза-антитеза (прогнатический или другой, а потом: гипогнатический или опистогнатический), хотя удобнее было бы сразу дать все три альтернативы. Преимущество скобочного ключа в этом отношении показано на этом примере, где абсолютно идентичные ключи даны в скобочном и серийном варианте. Тут уж бесспорно ясно, что скобочный вариант лучше и переход от дихотомии к политомии в нем происходит легко и естественно.
12. В своем давнем определителе усачей Пермской области я применил, конечно, скобочный вариант и отказался от строгой дихотомии, начав ключ с трех альтернатив. Затем я стремился к лаконичным и однозначным формулировкам, исключив конструкции типа "а если не так, то тогда...". Это привело к тому, что одни и те же виды (или группы видов) пришлось включить в ключ несколько раз. Это удлинило ключ, но упростило пользование им. И, наконец, в ключе я применил еще один необычный прием - так называемые ретикуляции. Пример виден здесь. Пара видов рода Pachyta "всплыла" в ключе аж 3 раза. Но теза-антитеза для различения этих видов дана только один раз - под номером 5. А в двух других местах (пункты 14 и 35) дана просто ссылка на пункт 5. Такие пункты (к ним относится еще и 7-ой) снабжены в конце в скобках перечислением всех ступеней, с которых сюда можно придти.
13. Предыдущие примеры показали, что деление ключей на дихотомические и политомические - второстепенно, переход от первых ко вторым ничего кардинально не меняет. Совсем другое дело - число входов в ключ. Все предыдущие примеры были одновходовыми - начать новое определение можно было только с самого начала - с одной тезы-антитезы или одного набора альтернатив. Если ключ начинается с подсчета числа члеников задних лапок, а они у определяемого экземпляра утеряны, то определение на этом заканчивается. Или нужно пойти в ключе по всем возможным путям. Огромное преимущество для пользователей имеют многовходовые ключи, где признак для первого и любого очередного шага диагноза выбирает сам пользователь из нескольких вариантов. Простейшей формой многовходовых ключей являются таблицы, вроде изображенной здесь и предназначенной для различения четырех близких триб жуков усачей.
14. Многовходовую таблицу для значительного числа таксонов и признаков трудно: и представить на бумаге, и использовать для определения. В докомпьютерную эпоху выходом были только перфокарты. Даже на картах такого маленького формата, кодируя наличие состояния признака глубокой вырезкой, можно было поместить от 20 до 50 признаков, что достаточно для различения нескольких сотен таксонов. Использование перфокарт не исключено и сейчас. Оно оправдано при отсутствии компьютера - например, в полевых условиях при длительном нахождении вдали от жилья.
15. Но подлинный расцвет биологической диагностики и возможности создания максимально удобных для пользователей определителей пришли лишь с появлением компьютеров. Здесь перечислены основные сферы применения компьютеров при создании определителей. Каждый из этих пунктов заслуживает отдельного доклада и останавливаться на них у меня нет возможности. Все эти сферы развивались в ЗИН. Для каждой функции разработаны специальные программы (кроме меня в этом направлении работали М.Б.Дианов, А.А.Голиков и сторонние программисты) и созданы базы данных - не только по жукам, но и по другим группам организмов; например, по офиурам (И.С.Смирнов) и медузам (С.Д.Степаньянц). Я далее остановлюсь только на диалоговых компьютерных программах, которые в ЗИН создавались целым коллективом сотрудников. В итоге у нас были разработаны одни из лучших в мире диагностические программы для персональных компьютеров и сети Интернет.
16. Для примера я взял программу SuperKey, с которой каждый может познакомиться на сервере ЗИН. Программа разработана по инициативе Александра Георгиевича Кирейчука, на средства полученного им гранта. Главный программист - А.А.Иночкин (Москва). В программе использованы мои идеи и компьютерные разработки главы компьютерного отдела ЗИН Михаила Борисовича Дианова. Работа программы начинается с выбора нужного определителя. Пока их всего два - 130 видов наиболее заметных жуков европейской части России и определитель офиур.
17. Следующую возможность в полном объеме невозможно реализовать в текстовом ключе. Здесь пользователь выбирает исходное множество (можно сразу начать с уже известного надсемейства или семейства) и нужный ему уровень диагноза (можно удовольствоваться родом, а не видом). Отличие от хорошо структурированного текстового определителя в том, что здесь в любом случае используется вся база данных ключа: работает весь набор признаков отнесенных только к видам. А все обобщения делает программа. Выйти на диагноз семейства можно по таким непригодным для систематика признакам, как длина тела и пятна на надкрыльях.
18. Еще одно удобство для пользователя - выбор типа признаков. Допустим, что он не хочет ничего считать или измерять. Тогда он может заранее указать, что мерные и счетные признаки ему предъявлять не нужно и тогда будут использоваться только признаки формы, скульптуры или окраски.
19. И вот абсолютное преимущество компьютерного многовходового ключа - выбор для использования доступного и понятного пользователю признака. Проиллюстрирован и сам признак и его состояния.
20. После первого же шага диагноза (сообщения программе о состоянии первого признака у определяемого объекта) внизу экрана появляются уменьшенные изображения таксонов. Причем не в произвольном порядке, а ранжированные по убыванию их вероятности для определяемого экземпляра. Цифры у каждого таксона - число совпавших и несовпавших признаков. С каждым шагом эти оценки меняются и картинки снова ранжируются. В данном примере ясно, что для окончания диагноза (выбора между первыми двумя жуками) достаточно выбрать признак "тип усиков" или "наличие головотрубки".
21. На любом шаге можно выбрать любую картинку внизу и рассмотреть этот вид. Справа - его характеристики по всем признакам. Зеленым помечены уже использованные и совпавшие с введенными в ходе диагноза сведениями. Красным - несовпавшие. Здесь легко можно разобраться и исправить ошибку, если она была допущена. Определение можно считать надежным, если единственный таксон имеет нуль ошибок. А вот теперь, когда, я надеюсь, всем понравился SuperKey, пора ответить на вопрос - почему же тут только определитель на 130 видов жуков и нет полных определителей усачей, блестянок, листоедов, жужелиц, златок, долгоносиков и других интенсивно изучаемых и достаточно изученных семейств жуков. Ответ очень простой - чем удобнее и усовершенствованнее ключ для пользователя, тем труднее он для составителя. В основе показанного многовходового ключа лежит матрица 104 состояний 24 признаков для 130 таксонов. Иными словами составитель должен был ответить при составлении на 13520 вопросов. А кроме того подобрать 130 изображений видов и 128 рисунков для всех признаков и их состояний. Эти данные я собирал в конце 1980-х годов несколько лет, так как я сам не рисую и не фотографирую, а такого изобилия фотографий, как сейчас в Интернете, тогда не было, как и не было общедоступного Интернета. Теория диагностики легко отвечает на вопрос - а сколько надо пар тез-антитез, чтобы составить аналог - текстовой одновходовый дихотомический определитель на 130 видов, - 129 пар. В зависимости от уравновешенности структуры ключа, составителю надо иметь в виду от 912 до 8514 элементарных данных о таксонах. Возьмем середину - 2 с лишним тысячи. Получается, что одновходовый определитель такого объема в 6 раз менее трудоемок, чем многовходовый. Вот здесь, на мой взгляд, и кроется ответ на поставленный в заглавии вопрос.
22. Для конкретного ученого этот вопрос стоит так - что лучше: составить определитель и сделать ревизию рода и описать десяток новых видов; или за такое же время только составить определитель. Большой самоотверженностью надо обладать, чтобы выбрать второй вариант. Настоящие компьютерные определители для реальной группы жуков отважились сделать только Джон Лоуренс (все семейства жуков) и Игорь Константинович Лопатин (все виды листоедов европейской части СССР). Честь им и хвала! Определители эти записаны на компакт-диски и доступны для всех желающих. Кто не знает - почитайте на нашем жучином сайте.
В свете сказанного я не решаюсь агитировать систематиков высокого уровня за переход на многовходовые определители. И в качестве практического выхода моего доклада предлагаю только ряд советов по одновходовым ключам. И особенно заклинаю отказаться от неудобного серийного варианта. Почитайте западные монографии и статьи - ведь не полные профаны там публикуют определители - и откажитесь от нелепой традиции.
23. А напоследок - еще пара парадоксальных высказываний, теперь уже известных авторов. Избежать первого парадокса легко - надо не теорию подкреплять практикой, а использовать на практике достижения теории. Так поступил А.Г.Кирейчук и его проект SuperKey вполне получился. А со вторым парадоксом бороться невозможно. Я буду удовлетворен, если хоть несколько слушателей возьмут хоть что-то из сказанного на вооружение.
24. Спасибо за внимание!
Использованные в докладе цитаты
--------------------------------------------------------------
Ключи составляются теми, кому они не нужны,
для тех, кто не сможет ими пользоваться
Из энтомологического фольклора
--------------------------------------------------------------
Теория - это когда ничего не получается, но известно почему.
Практика - это когда что-то получается, и неизвестно почему.
Когда теория подкрепляется практикой,
ничего не получается, и неизвестно почему.
Один из законов Мерфи
в изложении Бернара Вербера
--------------------------------------------------------------
Любые предложения люди понимают иначе,
чем тот, кто их вносит.
Тот, кто понял их правильно,
не примет их к руководству.
Третий закон Чизхолма
с дополнением Лобанова
--------------------------------------------------------------