# 生物多様性情報の長期保管と長期利用 Long term exploitation of biological diversity data and assurance for the storage

抄録 ・自然央データの代表として生物多桻性情報をとりあげ、その基般となる標本情報の集積・利用上の課題を議論した。国立科学博物館においては、館内のデー夕管理には「標本・資料統合データベース」が、国内の自然史博物館のデータの集積を目的とし て「サイエンスミュージアムネット (S-Net)」がある。両者のシステム導入とデータの長期保管・長期利用における課題をスペック、仕様書、長期の維持と保証、データフォーマットとデータ移行の点から比較した。これらの観点に加え、今後は外部連携・セキュ リティなどが評価できる人材の育成や、システム構築のノウハウ共有が大切である。

Abstract: Biodiversity information represents natural history data. We discussed issues related to the accumulation and long-term use of basic information associated with specimens. The National Museum of Nature and Science has the "Collection Databases of Specimens and Materials" for in-house data management and the "Science Museum Net (S-Net)" for the accumulation of data from other domestic natural history museums. We compared these two systems in terms of implementation, issues involved in long-term storage and use of data, specifications, long-term maintenance and assurance of the systems, and data format and data transfer. In the future, it will be important to have trained personnel who can evaluate external collaboration, security, etc., and share know-how on system construction in addition to these perspectives.

キーワード：Infolib、サイエンスミュージアムネット（S-Net）、仕様、ダーウィンコア、データ集積、標本・資料統合データベース、 Musetheque、連携

Keywords: Infolib, Science museum net, specification, Darwin core, data accumulation, Collection databases of specimens and materials, Musetheque, engagement
## 1. はじめに

本稿では、自然史データの代表的なものとして生物多様性情報の長期保存・長期利用を取り上げる。生物多様性情報とは、端的に言えば生物名など、生物多様性に関わるさまざまなデータを指す。その根幹をなすのは、「いつ、どこに、どんな生物がいたか。そのデー 夕は何によって担保されるか（時間・空間・生物名$\cdot$証拠)」を表す複合的なデータで、オカレンス・デー 夕と呼ばれる。いつ、どこでという情報は、特定の時刻や長さをもった期間で表される。どんな生物が、という情報は、和名や学名で与えられる。最後の「証拠」 には、証拠標本 (標本番号) 、肉眼や機械により取得された写真等の情報、文献上の情報などが該当する。

生物多様性情報のデー夕は、多数集まってこそ価値を発揮する。たとえば、ある場所での植物 A の生育記録は、1つのデータポイント（オカレンス・データ） として意味がある。しかし、同じ時期に異なる場所から得られたもっと多くのオカレンスは分布を議論するデータとなるし、期間をもって得られたデータは、開花や結実など季節性の参考データとなる。このように、生物多様性情報は、生物分類学、季節性（フェノロ
ジー）研究、種の絶滅や固有種、侵入種などの保全生態学、種の分布モデル化など、さまざまな学問分野でますます利用されるようになってきている。さらに、 いわゆる人新世時代にもたらされた生物多様性への脅威や世界的な気候変動のために著しく関心が高まっている $[1-8]$ 。

では、デジタルデータとして蓄積された生物多様性情報を長期的に利用可能な形で公開・共有するにはどうしたらよいだろうか。「FAIR の原則」に従うことが重要である ${ }^{[9]}$ 。これは Findable (見つけられる)、 Accessible (アクセスできる)、Interoperable（相互運用可能)、Reusable (再利用可能) の頭文字を取ったもので、科学的データ公開にあたっての重要な方針を示している。データベースとして公開する場合、“Findable”、 “Accessible”を前提としているので、これらは大きな問題にはならないであろう。“Reusable” については、生物多様性情報の公開にあたっても、政府系組織を中心にいわゆるオープンライセンスの普及が進んできているため[10][11]、問題が解決しつつある。“Interoperable" については、非常に多数のデータを集めて利用するのであるから、デー夕は共通の形式であることが重要で

ある。その一方で、限られた分野では、その分野だけに通用する習慣があり、無理に標準化することに抵抗がある場合もあろう。そのため、デー夕の管理上は、分野や現場の実情にあった柔軟性も必要となる。

国立科学博物館（科博）は、約 400 万件の自然史理工系標本を有し、その情報をデジタル化して公開するととともに、日本各地の地方博物館や研究所・大学などからデータの提供を受け、それらを集積したデー タベースとして公開してきた。以下、本稿では、これらの活動を通じて得られた経験をもとに、データの長期保存・長期利用に関して議論する。

## 2. 科博で管理されている生物多様性情報

## 2.1 標本・資料統合データベース ${ ^{[12]}$}

標本・資料統合データベースは科博の 5 研究部 (動物 ・植物 ・地学 - 人類 - 理工学) に保存されている標本・資料データ、および附属自然教育園などの生物データ（生物季節・毎木調査）を統一のプラットフォームで管理・公開可能としたデータベースシステムで、2022 年 7 月 16 日現在 $2,391,352$ 件のデータが公開されており、その約 70 \%が生物標本に由来する (図1、左上の部分)。本システムは、富士通(株)社の Musetheque というパッケージソフトウェア（以下、 パッケージ）を利用して稼働している。Musetheque は多様な標本・資料を含む収蔵品とそのデー夕を柔軟かつ統合的に管理できるパッケージであり、データ公開機能も持っている。本パッケージは 2008 年に導入され、およそ 4 年に 1 回の大きな更新を続けながら維持されている。本システムは、研究者が日常の標本管理に使用することが前提とされたため、各分野から要求される、非常に多様な情報管理上の習慣に対応する必要があった。カバーしているデータベースの項目も標本群によって異なるため、当初の使用者のニーズの汲み取りと設計などは困難を極めた。また、機能はパッケージに強く依存するため、必要なニーズの実現が難しい場合もあった。

## 2.2 サイエンスミュージアムネット $(\text { S-Net )^{[13]}$}

本データベースシステムでは、2022 年7月 16 日現在、日本全国の 108 機関から提供を受けた 452 のデー タベース (データセット）に由来する 6,606,253 件のデータが維持されている（図19左下および右側）。本システムは、当初、統合データベースと同じく Musethequeを用いて構築された。S-Net は統一された形式でデータを収集しているため、統合データベースとくらべて、データベースの構造は均一・単純である。一方で、利用者は大量のデータを横断的に検索するため、提供元からのデータセットを統合し、非常に多くのデータを効率よく検索できるような、高度な検索機能と使いやすいユーザーインターフェースが求められた。多様な収蔵品の保存・管理という Musetheque の方向性はこれに対してミスマッチであり、パッケージによる機能の制約も問題であった。そのため、2018 年に、パッケージをより汎用なデジタルアーカイブ公開システムであるインフォコム社の InfoLibに切り替えた。あわせて、標本データ項目の追加、機関情報やデータセット情報を充実させたほか、検索インター フェース見直し、パーマネントリンクやウェブ API など、ユーザ体験やシステム連携に重要な機能の追加も行い、システムの機能自体を大きく刷新させた。 S-Net システムも 4 年に 1 回の大きな更新を続けながら維持されており、システム入れ替え後も 2022 年に大規模更新をして現在に至っている。

なお、標本・資料統合データベースから公開されている自然史標本データも、データ形式を変換して S-Net に提供されている。さらに、S-Net のデータは、世界的な生物多様性データ共有プラットホームである地球規模生物多様性情報機構（GBIF：Global Biodiversity Information Facility）に提供されており、GBIF に存在する 20 億を超える（2022 年 7 月 16 日現在）デー夕の一部となり、世界的なスケールでの利用に供されている[14]。また、全国の自然史標本データの「つなぎ役」 としてジャパンサーチにもデータを提供している[15]。

図1科博およびデータ提供機関からのデータ収集とS-Netへの提供を示す概念図。個々のデータベースの共通部分 （着色された四角）をS-Netに提供している。

## 3. 課題

上述のシステム導入・維持で経験した課題を議論する。

1）スペック：上述のいずれのシステムにおいても、大量デー夕の適切な保存・管理が求められる。これに対応できる体制は館内にないため、外部調達が必要で

ある。ここで問題になるのは、ニーズとの不一致、 パッケージ機能の限界、極端なオーバースペックによるコスト増大などである。大規模データベース用のパッケージの選択肢は狭い一方で、複数パッケージを比較する情報はそしく、ニーズとマッチする適切な製品を最初の段階で選ぶのは非常に困難であった。また、 パッケージと業務との間のギャップを埋めるには、業務をパッケージに合わせる形に近づけつつも、必要に応じ追加開発を依頼することになる。さらに、館の方針にあわせ、使いながらデータベースの修正を繰り返すことも多い。これらの開発をべンダーに外注すると、高コストにならざるを得ない。事前算出はほぼ不可能な状態で十分な予算の確保はしばしば難しく、優先順位の高い希望以外は実現できないことが多い。

2）仕様書：導入にあたっては、かなり高額な買い物となるので、競争入札が必要な案件となる。そのため、導入する側は仕様書を策定する必要がある。しかし、事前のニーズ汲み取りはかなり難しく、仕様書を書いているのも研究者であって、発注に慣れた専門職ではない。民間企業だと、事前の相談も自由にでき、共同で開発・設計できるのだが、現状の体制ではそのようなことはできず、極めて手探りの状態で仕様書を作成也ざるをえない。これは研究者にとって非常に大きな負担である。さらに、時代とともに変化するセキュリティやデータ管理方針への対応といった非機能的要件については、本来は研究者ではなく専門職が要件を設定すべきである。費用対効果を高めるためにも、設計の適切性をきちんとチェックできるような体制も必要である。

3）長期の維持と保証：いったん特定のパッケージを導入すると、できることはそのパッケージに依存したものとなる。また、一般のソフトと同様に大型システムにも製品寿命があり、OS などの基幹ソフトウェアを含めた更新が定期的に必要となる。後継パッケー ジで機能の改善や追加が行われることで、業務の問題を解決できることも多いが、館のデータベースの運営方針、セキュリティやデータ管理方針の強化に対応できていないと、後継パッケージの利用ができなくなるおそれもある。また、後継パッケージが出るという保証はないため、システムに高度に依存していわゆるべンダーロックイン（特定のベンダーのパッケージに依存してしまい、他のパッケージへの乗り換えが困難になる状態）になっていると、サポートが打ち切られた場合にデータベースの運営が立ち行かなくなる可能性もある。さまざまな外的変化は、発注側にはどうにもならないことが多く、対応できることを祈るしかない。 4) データフォーマットとデータ移行：パッケージ
を切り替える際に最も重要なのは、データを新旧のシステム間で漏れなく移行できるかどうかである。 S-Netでは大量データを扱いやすいようデータ形式が統一されていたことで作業量を抑えられた。また、長期的なパッケージの利用にあたっては、汎用データベースのバックアップファイル（ダンプファイル）や $\mathrm{CSV}$ 等のテキストファイルなど、一般的に利用可能な形でのデータのエクスポートやインポートをする機能があることを確認しておくことが必要である。

な扮、生物多様性情報に関しては、ダーウインコア （Darwin Core, DwC）という国際的な語彙の規格があり、データの項目名やフォーマットが決められているため、S-Netのデータ形式もこれを元に設計されている[13]。もちろん、このフォーマットに従わないという自由もあるが、相互利用性を考えた場合、やはり 「長いものには巻かれ」た方が賢明といえる。このフォーマットが普及し定着するにも時間がかかったが、現在ではほぼかなりの普及率で受け入れられ、最初のデータからこの形式が意識されていることが多い。

## 4. おわりに

いままでの経験を通じて、パッケージの選択にあたっては、区切りの良いタイミングで振り返りを行い、 ニーズをできるだけ明確にするのが有効な手段であると考えられる。実際、S-Net システムはベンダーの変更によって、新たな制約や問題など今後に課題も残るものの、多くの問題が解決できた。一方、標本・資料統合データベースについては、ユーザからのニーズを踏まえたパッケージのバージョンアップによる利便性向上や機能追加もあり、当初のパッケージで大きな問題なく運営できている。

GBIF が 2012 年に行った有識者会議をもとにして作成した報告書「地球規模生物多様性情報概況（Global Biodiversity Informatics Outlook：GBIO）では、生物多様性情報を利用する基盤の課題の一つとして長期保存が挙げられている[16][17]。特に、運用終了したレガシーなシステムでのデー夕消失を避けるため、安定的かつ永続的なデータアーカイブを国や世界レベルで構築すること、組織においては安定的な識別子や長期的なアクセス担保への構築が提言されている。標本・資料統合データベースは組織内な取り組み、S-Net は、二次的ではあるが国の自然史標本データを集約・公開していると言う意味では、組織的なものと国のデー夕アーカイブの中間と位置づけられる。

今後、生物多様性情報を含む自然史情報は、画像動画・音声・遺伝子情報など関連情報とリンクするこ

図2 GBIOで図式化された生物多様性情報学の枠組み ([16]より引用、CC BY) 「永続的利用とアーカイブ」はもつとも基盤となる“文化”のカテゴリーに位置している。また、それぞれのピクトグラムの下に記された棒の数は、進展状況を示し、当該分野があまり進んでいないことを示している。

とが進められ、管理が複雑化することが予想される[18]。デジタルアーカイブという観点からも、画像をはじめとするマルチメディアデータの公開と共有は重要である。また、蓄積のスピードが極めて早く、 データ数が多いことも課題となる。これらの課題に対応するには、ハードウェア、ソフトウェア両面について、スペックの向上が必要となる。また、国も推奖するクラウドの利用は、機関にサーバを設置するいわゆるオンプレミス環境に比べて、機関内でのサーバの維持管理に関するコストダウンや、安定したデータやシステムのバックアップが期待できる点は大きな利点であろう。一方で、現時点ではオンプレミス環境と比較して高額になるため導入しづらいという課題がある。本稿で紹介した国立科学博物館が運営している生物多様性情報に関する 2 つの大規模データベースは、その性格の違いもあり、利用パッケージ等を工夫しながら現在まで運営してきた。現在、データベースは単なるデータ検索システムだけではなく、データの長期保存や外部連携などの機能面、クラウドを含むサーバ構成やセキュリティなどの非機能面を含め、多角的な検討の上で設計・実装することが求められる。そのため、 デジタルアーキビストのような専門的知識を持った人材の重要性は今後大きく増すと考える。組織を越えてシステム構築のノウハウを共有するような取り組みも今後検討する必要があるだろう。

## 註・参考文献

[1] Page, L.M.; MacFadden, B.J.; Fortes, J.A.; Soltis, P.S.; Riccardi, G.
Digitization of biodiversity collections reveals biggest data on biodiversity. BioScience 2015, 65, p.841-842.

[2] Willis, C.G.; Ellwood, E.R.; Primack, R.B.; Davis, C.C.; Pearson, K.D.; Gallinat, A.S.; Yost, J.M.; Nelson, G.; Mazer, S.J.; Rossington, N.L.; Sparks, T.H.; Soltis, P.S. Old Plants, New Tricks: Phenological Research Using Herbarium Specimens. Trends in Ecology \& Evolution 2017, 32, 7, p.531-546.

[3] Hedrick, B.P.; Heberling, J.M.; Meineke, E.K.; Turner, K.G.; Grassa, C.J.; Park, D.S.; Kennedy, J.; Clarke, J.A.; Cook, J.A.; Blackburn, D.C.; Edwards, S.V.; Davis, C.C. Digitization and the Future of Natural History Collections. BioScience 2020, 70, 3, p.243-251.

[4] Andrew, C.; Diez, J.; James, T.Y.; Kåuserud, H. Fungarium specimens: a largely untapped source in global change biology and beyond. Phil. Trans. R. Soc. B. 2019, 374, 1763, 20170392.

[5] Heberling, J.M.; Prather, L.A.; Tonsor, S.J. The Changing Uses of Herbarium Data in an Era of Global Change: An Overview Using Automated Content Analysis. BioScience. 2019, 69, 10, p.812-822.

[6] Canteiro, C.; Barcelos, L.; Filardi, F.; Forzza, R.; Green, L.; Lanna, J.; Leitman, P.; Milliken, W.; Morim, M.P.; Patmore, K.; Phillips, S.; Walker, B.; Weech, M.H.; Lughadha, E.N. Enhancement of conservation knowledge through increased access to botanical information. Conserv. Biol. 2019, 33(3), p.523-533.

[7] 細矢剛. 博物館の生物多様性情報の利用〜世界の潮流と日本の現状〜.金属. 90(9), p.29-34.

[8] 細矢剛. 自然史情報のデジタルアーカイブと社会的問題への利用. デジタルアーカイブベーシックス3: 自然史・理工系研究データの活用井上透, 中村覚(編), pp.112-132.

[9] データ共有の基準としてのFAIR原則. https://biosciencedbc.jp/ about-us/report/fair-principle/ (参照 2022-07-17).

[10] 大澤剛士, 神保宇嗣, 岩崎亘典.「オープンデータ」という考え方と、生物多様性分野への適用に向けた課題. 日本生態学会誌. 2014, 64, p.153-162.

[11] 大澤剛士, 三橋弘宗, 細矢剛, 神保宇嗣, 渡辺恭平, 持田誠. GBIF日本ノードJBIFの歩みとこれから：日本における生物多様性情報の進むべき方向. 保全生態学研究. 2021, 26, p.345-359.

[12] 大野理恵, 細矢剛, 真鍋真. 科博の統合データベース：科学系博物館のデータベースの一例として. デジタルアーカイブ学会誌. 2020, 4(2), p.211-213. https://doi.org/10.24506/jsda.4.2_211 および http://db.kahaku.go.jp/webmuseum/ (参照 2022-07-17).

[13] 細矢剛, 神保宇嗣, 中江雅典, 海老原淳, 水沼登志恵. 自然史標本データベース「サイエンス・ミュージアムネット」の現状と課題. デジタルアーカイブ学会誌. 2018, 2(2), p.60-63. https://doi.org/10.24506/jsda.2.2_60 および https://science-net. kahaku.go.jp/ (参照 2022-07-17).

[14] 細矢剛. 地球規模生物多様性情報機構GBIFの働きと役割.日本生態学会誌. 2016, 66, p.209-214.

[15] 向井紀子, 高橋良平, 中川紗央里. ジャパンサーチの連携コンテンツの概況及び連携拡充に向けて. デジタルアーカイブ学会誌. 2020, 4(4), p.333-337. https://doi.org/10.24506/jsda.4.4_333

[16] 地球規模生物多様性情報概況（意訳・拡大版） https://www.gbif.jp/v2/pdf/2251ja.pdf (参照 2022-07-17).

[17] 大澤剛士, 細矢剛, 伊藤元己, 神保宇嗣, 山野博哉. 日本における生物多様性情報概況一生物多様性情報概況GBIO 9 和訳公開と国内動向一. 日本生態学会誌. 2016, 66, p.215-220.

[18] 長太伸章, 細矢剛. 博物館の生物標本の意義とさらなる活用. Milsil. 2019, 12(2), p.3-5.