Studying ecosystems with DNA metabarcoding: lessons from aquatic biomonitoring
Notice bibliographique
Résumé
Abstract An ongoing challenge for ecological studies has been the collection of data with high precision and accuracy at a sufficient scale to detect effects relevant to management of critical global change processes. A major hurdle for many workflows has been the time-consuming and challenging process of sorting and identification of organisms, but the rapid development of DNA metabarcoding as a biodiversity observation tool provides a potential solution. As high-throughput sequencing becomes more rapid and cost-effective, a ‘big data’ revolution is anticipated, based on higher and more accurate taxonomic resolution, more efficient detection, and greater sample processing capacity. These advances have the potential to amplify the power of ecological studies to detect change and diagnose its cause, through a methodology termed ‘Biomonitoring 2.0’. Despite its promise, the unfamiliar terminology and pace of development in high-throughput sequencing technologies has contributed to a growing concern that an unproven technology is supplanting tried and tested approaches, lowering trust among potential users, and reducing uptake by ecologists and environmental management practitioners. While it is reasonable to exercise caution, we argue that any criticism of new methods must also acknowledge the shortcomings and lower capacity of current observation methods. Broader understanding of the statistical properties of metabarcoding data will help ecologists to design, test and review evidence for new hypotheses. We highlight the uncertainties and challenges underlying DNA metabarcoding and traditional methods for compositional analysis, focusing on issues of taxonomic resolution, sample similarity, taxon misidentification, sample contamination, and taxon abundance. Using the example of freshwater benthic ecosystems, one of the most widely-applied non-microbial applications of DNA metabarcoding to date, we explore the ability of this new technology to improve the quality and utility of ecological data, recognising that the issues raised have widespread applicability across all ecosystem types.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,021 | 0,044 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,004 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,004 |
| Communication savante | 0,004 | 0,007 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,005 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».