Aplicación de Biomarcadores en Pesquerías
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Aplicación de Biomarcadores en Pesquerías. Curso U. Gandía, España
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Aplicación de Biomarcadores en Pesquerías
- 1. Nuevas Técnicas en Pesquerías: Aplicación de Biomarcadores a Peces J.A. Balbuena ICBiBE, Universitat de València 14/07/2005
- 2. Estructura de esta presentación: 1. Contexto legal y social 2. Tipos de biomarcadores 3. El proyecto CODTRACE 4. Nociones sobre aprendizaje artificial 5. Un ejemplo 6. Conclusiones 7. Ideas para debatir
- 3. Contexto legal y social
- 4. Desde 2003, la UE posee una nueva Política Pesquera Común que pretende • Corregir los errores pasados, • Ser más estricta y gestionar a más largo plazo, • Mayor integración con otras políticas (medio ambiente y seguridad alimentaria).
- 5. La nueva PPC es más ambiciosa y quiere ser mucho más estricta en su ejecución. Problema: • Incremento en los intentos de evasión “Solución”: • Ejecución justa, efectiva, coherente y racional.
- 6. determinar el origen geográfico de las capturas Islandia ? Trazabilidad
- 7. ¿Islandia? ¡¿Mar del Norte?! ¡¿Mar Báltico?! Trazabilidad
- 8. ¿Por qué es útil establecer el origen de las capturas? 1. Ejecución de políticas pesqueras (PPC) • Mejora la gestión de cuotas • Combate la pesca ilegal, no declarada y no reglamentada (más de 30% de capturas totales)
- 10. ¿Por qué es útil establecer el origen de las capturas? Espinosa propone denominación origen para mejillón gallego 10/07/2005 | Marítima lavozdegalicia.es 2. Incrementa la confianza y seguridad de los consumidores (PPC) Eco-etiquetados:Eco-etiquetados: • Pesca DuraderaPesca Duradera • Marine Stewardship CouncilMarine Stewardship Council Caracterización geográfica de productosCaracterización geográfica de productos del mardel mar
- 12. El Reto: Actualmente NO EXISTE un estándar para determinar el origen geográfico de capturas pesqueras Biomarcadores candidatos: Genéticos y bioquímicos Merísticos y Morfométricos Químicos Simbiontes
- 13. Ejemplos de Marcadores Genéticos • Microsatélites • mtDNA • Alozimas
- 14. etc. Ejemplos de Marcadores Morfométricos • Landmarks • Morfología del otolito
- 15. Ejemplo de Marcadores Químicos • Microquímica del otolito
- 16. Ejemplos de Marcadores Simbiontes • Comunidades parásitas • Comunidades bacterianas
- 17. Islandia Mar del Norte Mar BálticoIslandia Mar del Norte Mar Báltico Trazabilidad con parásitos
- 18. Biomarcadores: solos o en combinación? Genéticos Fenotípicos Ecológicos Un enfoque multidisciplinar es quizás lo ideal Especialmente desde punto vista legalEspecialmente desde punto vista legal Linajes, antes que origen geográfico Más directos, pero difícil control
- 20. The European Commission Community Research Establishing traceability for cod (Gadus morhua) in European waters: determining location of spawning and harvest (2001-2004)
- 21. El bacalao es una especie emblemática para el sector pesquero europeo
- 22. ¿Por cuánto tiempo? PRESS RELEASE International Council for the Exploration of the Sea 20 October 2003 ICES ADVISES ZERO CATCHES OF COD AND OTHER FISH STOCKS
- 23. Marine Research Institute – Islandia (Coordinador) University College Dublin Comunidades bacterianas Bioquímica del otolito Microsatélites Morfometría, mtDNA y alozimas Morfología del otolito Comunidades parásitas Legislación UE
- 24. Funcionamiento de CODTRACE (1) 1. Toma de muestras >1.200 analizados, 3 muestreos 2002-2003 2. Base de datos Bacalao Par1 Par2 MS1 MS2 Land1 OtQ1 OtM1 Procedencia 1 0 1 0 1 12,3 23,4 1,879 Báltico 2 0 1 0 1 10,0 30,6 1,900 Báltico 3 0 0 0 0 11,3 34,5 -0,897 Islandia 4 3 4 0 0 15,6 45,6 -987 Islandia 5 12 5 1 0 17,8 67,8 -0,344 Céltico 6 0 23 1 1 19,0 89,0 1,203 Céltico 7 3 33 1 0 20,0 20,3 -1,879 Norte 8 1 23 1 1 21,0 45,6 0,234 Norte ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... > 100 biomarcadores => compleja
- 25. Funcionamiento de CODTRACE (2) 3. Optimización de Técnicas Estadísticas Predictivas 4. Resultados
- 26. Resultados de CODTRACE (preliminares) • 100% clasificación correcta (> 1,200 individuos) • Morfometría y comunidades parásitas y bacterianas son las variables más útiles.
- 27. Algunas nociones sobre aprendizaje artificial
- 28. Bacalao Par1 Par2 MS1 MS2 Land1 OtQ1 OtM1 Procedencia 1 0 1 0 1 12,3 23,4 1,879 Báltico 2 0 1 0 1 10,0 30,6 1,900 Báltico 3 0 0 0 0 11,3 34,5 -0,897 Islandia 4 3 4 0 0 15,6 45,6 -987 Islandia 5 12 5 1 0 17,8 67,8 -0,344 Céltico 6 0 23 1 1 19,0 89,0 1,203 Céltico 7 3 33 1 0 20,0 20,3 -1,879 Norte 8 1 23 1 1 21,0 45,6 0,234 Norte ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... El proceso de optimización (aprendizaje) Comparación Calibración Datos entrada X Resultados conocidos YDatos Pronóstico Y^ Error Y-Y ^ a f(X)
- 30. Partición de la base de datos X Y 1 n Partición al azar X Y 1 n aprendizaje comprobación
- 33. BALTIC SEA N= 60 NORTH SEA N= 28 IRISH SEA N=60 148 especímenes – 3 localidades geográficas148 especímenes – 3 localidades geográficas
- 34. Las Comunidades parásitas son ricas 32 especies: 25 helmintos, 6 crustáceos, 1 hirudíneo Unos 19.000 especímenes Sólo 1 bacalao sin parásitos
- 35. Las diferencias entre localidades pueden apreciarse usando un ACP Axis 1 210-1-2-3 Axis2 8 6 4 2 0 -2 -4 North Sea Baltic Sea Irish Sea
- 36. ...y estas diferencias son atribuibles a determinadas especies Axis 1 1.0.50.0-.5-1.0 Axis2 0.9 0.7 0.5 0.3 0.1 -0.1 -0.3 -0.5 LBRANC CELONG CCURTUS CORYNO SPIROID ANIS1 PDECIP HYSTE CONTRAC ASIMP CUCUL ASCARO SPLEUR TRYPANOR ABOTGADI STEPHAN OPECH HEMIUR GONOC DVAR BUCEPH1 EGADI North Sea Irish Sea Baltic Sea E. gadiE. gadi D. varicusD. varicus H. aduncumH. aduncum Hemiurus sp.Hemiurus sp. Corynosoma sp.Corynosoma sp. A. simplexA. simplex
- 37. Mediante prueba y error seleccionamos las especies que diferencian mejor LBRANC CELONG CCURTUS CORYNO SPIROID ANIS1 PDECIP HYSTE CONTRAC ASIMP CUCUL ASCARO SPLEUR TRYPANOR ABOTGADI STEPHAN OPECH HEMIUR GONOC DVAR BUCEPH1 EGADI North Sea Irish Sea Baltic Sea A. simplex H. aduncum D. varicus Contracaecum sp.
- 38. La herramienta predictiva es una Red Neuronal Artificial Sp 1 Sp 4 Sp 2 Sp 3 N B I Hidden LayersInput Layer Output Layer
- 39. Entrenamiento Comprobación 70 % 30 % 04000200Irish 8001910North 10390020Baltic NorthIrishBalticNorthIrishBaltic PredictedPredicted TestTraining Actual 98% 99% La herramienta predictiva es una Red Neuronal Artificial
- 40. En suma, Los biomarcadores pueden aportar evidencia legal sobre el origen de las capturas Mejor combinados multidisciplinar Gran parte del éxito seleccionar variables adecuadas y diseñar modelo
- 41. Gracias a… Paco Montero Diana Perdiguero Ruth Higgins Bret Danilowicz Sovan Lek Juan Antonio Raga The European Commission Community Research
- 42. Ideas para el debate 1. Críticas del método. ¿Que pasaría si…? 2. ¿Evidencia científica = Evidencia legal? Dudas & cuestiones: j.a.balbuena@uv.es
Notas do Editor
- Poner diapo cuestiones para el debate y diapos para saber más y dudas j.a.balbuena@uv.es, guion presentacion, agradecimientos
- Incluso, en la UE se ha creado la figura del Eco-etiquetado, siendo uno de los requisitos CERTIFICAR la procedencia del producto. Por lo que se hace necesario una caracterización geográfica de las capturas. Lo que proporciona una mayor seguridad y confianza los consumidores. Poner marine stewardship council.
- Se llevaron a cabo dos tipos de análisis estadístico En primer lugar un análisis exploratorio, utilizando un discriminante lineal no paramétrico Posteriormente, se aplicaron dos tipos de redes neuronales
- Incluso, en la UE se ha creado la figura del Eco-etiquetado, siendo uno de los requisitos CERTIFICAR la procedencia del producto. Por lo que se hace necesario una caracterización geográfica de las capturas. Lo que proporciona una mayor seguridad y confianza los consumidores. Poner marine stewardship council.
- Incluso, en la UE se ha creado la figura del Eco-etiquetado, siendo uno de los requisitos CERTIFICAR la procedencia del producto. Por lo que se hace necesario una caracterización geográfica de las capturas. Lo que proporciona una mayor seguridad y confianza los consumidores. Poner marine stewardship council.
- Con nuestro estudio pretendemos conocer la TRAZABILIDAD del bacalao. Es decir determinar el origen de las capturas. P..ej. Si compramos bacalao supuestamente procedente de Islandia, donde la pesca esta permitida, querremos estar seguros de que realmente es de allí o puede provenir de otras zonas donde su pesca esta prohibida o restringida como el mar Báltico o el mar del Norte.
- <number> Consecuentemente, la conservación y gestión de los recursos pesqueros, exige conocer el origen de las capturas para: Evitar…, resolver,..y proporcionar
- Problema conservación Barcos piratas-pesca ilegal Desembarco clandestino: por la noche, sin reglamentar ni declarar Añadir diapo PDF con PPC
- <number> Consecuentemente, la conservación y gestión de los recursos pesqueros, exige conocer el origen de las capturas para: Evitar…, resolver,..y proporcionar
- Se llevaron a cabo dos tipos de análisis estadístico En primer lugar un análisis exploratorio, utilizando un discriminante lineal no paramétrico Posteriormente, se aplicaron dos tipos de redes neuronales
- <number> Consecuentemente, la conservación y gestión de los recursos pesqueros, exige conocer el origen de las capturas para: Evitar…, resolver,..y proporcionar
- Incluso, en la UE se ha creado la figura del Eco-etiquetado, siendo uno de los requisitos CERTIFICAR la procedencia del producto. Por lo que se hace necesario una caracterización geográfica de las capturas. Lo que proporciona una mayor seguridad y confianza los consumidores. Poner marine stewardship council.
- Incluso, en la UE se ha creado la figura del Eco-etiquetado, siendo uno de los requisitos CERTIFICAR la procedencia del producto. Por lo que se hace necesario una caracterización geográfica de las capturas. Lo que proporciona una mayor seguridad y confianza los consumidores. Poner marine stewardship council.
- Incluso, en la UE se ha creado la figura del Eco-etiquetado, siendo uno de los requisitos CERTIFICAR la procedencia del producto. Por lo que se hace necesario una caracterización geográfica de las capturas. Lo que proporciona una mayor seguridad y confianza los consumidores. Poner marine stewardship council.
- Incluso, en la UE se ha creado la figura del Eco-etiquetado, siendo uno de los requisitos CERTIFICAR la procedencia del producto. Por lo que se hace necesario una caracterización geográfica de las capturas. Lo que proporciona una mayor seguridad y confianza los consumidores. Poner marine stewardship council.
- La base del uso de parásitos como indicadores es la ecológica: en este esquema cada flecha coloreada es un parásito, nº flecha abundancia. En este ejemplo podemos observar las infracomunidades de 3 localidades de 3 mares diferentes. Parásitos pueden colonizar un bacalao Cuanto mayor es el número de parásitos disponible CLICK, mayor será la frecuencia y la infección. Por lo que CLICK las muestras de parásitos de cada individuo puede contarnos donde ha estado viviendo el pez. Infracomunidad: perfil ecológico de cada individuo
- Incluso, en la UE se ha creado la figura del Eco-etiquetado, siendo uno de los requisitos CERTIFICAR la procedencia del producto. Por lo que se hace necesario una caracterización geográfica de las capturas. Lo que proporciona una mayor seguridad y confianza los consumidores. Poner marine stewardship council.
- Se llevaron a cabo dos tipos de análisis estadístico En primer lugar un análisis exploratorio, utilizando un discriminante lineal no paramétrico Posteriormente, se aplicaron dos tipos de redes neuronales
- El presente estudio se engloba dentro del proyecto multidisciplinar…(del quinto programa marco de la unión europea)
- El objeto de nuestro estudio es el bacalao. Este pez ha sido pescado tradicionalmente, en todo el mundo, destacando el Atlántico Norte: costa W y E Esta SOBREexplotación...
- ...ha llevado a que en la actualidad, la Com E haya reglamentado su protección en el Mar del Norte, al haber encontrarse en serio peligro de EXTINCIÓN
- Donde 7 instituciones europeas, llevan a cabo distinto tipo de técnicas basadas en bioindicadores, para conocer la procedencia del bacalao: genéticas, morfometría del otolito,...
- Se llevaron a cabo dos tipos de análisis estadístico En primer lugar un análisis exploratorio, utilizando un discriminante lineal no paramétrico Posteriormente, se aplicaron dos tipos de redes neuronales
- Se llevaron a cabo dos tipos de análisis estadístico En primer lugar un análisis exploratorio, utilizando un discriminante lineal no paramétrico Posteriormente, se aplicaron dos tipos de redes neuronales
- Incluso, en la UE se ha creado la figura del Eco-etiquetado, siendo uno de los requisitos CERTIFICAR la procedencia del producto. Por lo que se hace necesario una caracterización geográfica de las capturas. Lo que proporciona una mayor seguridad y confianza los consumidores. Poner marine stewardship council.
- Se llevaron a cabo dos tipos de análisis estadístico En primer lugar un análisis exploratorio, utilizando un discriminante lineal no paramétrico Posteriormente, se aplicaron dos tipos de redes neuronales
- El análisis estadístico que se utilizó para predecir la localidad de captura del tipo Red Neuronal. Las RN funcionan de la siguiente manera: Se distribuyen por capas, entrada:especies; salida: localidades; capas ocultas: nodos o neuronas, cada técnica usa algoritmos diferentes Se introduce de cada individuo bacalao la abundancia de las sp parásitas, ej. 4; el programa en la capa oculta altera los parámetros de los algoritmos, calcula una probabilidad de pertenencia a cada localidad (salida), y asigna el individuo a la localidad con la pr más alta obtenida. Este proceso se va repitiendo y obteniendo un error menor, así encuentra una mejor respuesta.
- Se llevaron a cabo dos tipos de análisis estadístico En primer lugar un análisis exploratorio, utilizando un discriminante lineal no paramétrico Posteriormente, se aplicaron dos tipos de redes neuronales
- Se llevaron a cabo dos tipos de análisis estadístico En primer lugar un análisis exploratorio, utilizando un discriminante lineal no paramétrico Posteriormente, se aplicaron dos tipos de redes neuronales
- Se llevaron a cabo dos tipos de análisis estadístico En primer lugar un análisis exploratorio, utilizando un discriminante lineal no paramétrico Posteriormente, se aplicaron dos tipos de redes neuronales
- Se llevaron a cabo dos tipos de análisis estadístico En primer lugar un análisis exploratorio, utilizando un discriminante lineal no paramétrico Posteriormente, se aplicaron dos tipos de redes neuronales
- Se llevaron a cabo dos tipos de análisis estadístico En primer lugar un análisis exploratorio, utilizando un discriminante lineal no paramétrico Posteriormente, se aplicaron dos tipos de redes neuronales
- Los objetivos de usar el AD: 1, 2 y 3 Como vemos a continuación
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- El análisis estadístico que se utilizó para predecir la localidad de captura del tipo Red Neuronal. Las RN funcionan de la siguiente manera: Se distribuyen por capas, entrada:especies; salida: localidades; capas ocultas: nodos o neuronas, cada técnica usa algoritmos diferentes Se introduce de cada individuo bacalao la abundancia de las sp parásitas, ej. 4; el programa en la capa oculta altera los parámetros de los algoritmos, calcula una probabilidad de pertenencia a cada localidad (salida), y asigna el individuo a la localidad con la pr más alta obtenida. Este proceso se va repitiendo y obteniendo un error menor, así encuentra una mejor respuesta.
- Usamos 2 tipos de redes del tipo supervisado, donde los datos se dividen típicamente en tres grupos: Entrenamiento:, una proporción datos son usados para enseñar al programa, donde proporcionamos los datos de entrada y salida, Validación: evalúa simultáneamente, para evitar sobreebtrenamiento y así pueda generalizar Comprobación: se “testa” las asignaciones para así predecir PM de manera ponderada estima los pesos de la capa oculta y así se consigue que los algoritmos se ajusten a los grupos establecidos RB basada en un algoritmo Bayesiano de retropropagación, donde iterativamente se estima la probabilidad de pertenencia a un grupo.
- En conclusión... Total 85% -- todos biomarcadores 100%
- Como críticas y mejoras a nuestro método.... La combinación de ambas necesidades requieren una inmensa BD De todas formas, el objetivo de nuestro estudio es ver la efectividad del método y la combinación con otros métodos de trazabilidad, como herramienta que pueda emplear la UE.