Computercodierung wird zu einer immer wichtigeren Fähigkeit in der biologischen Forschung. Benutzerdefinierte Skripte, die in Computerprogrammiersprachen geschrieben sind, ermöglichen es Pflanzenökophysiologen, Pflanzenprozesse zu modellieren und Modelle mithilfe fortschrittlicher statistischer Techniken an Daten anzupassen. Die Codierung ermöglicht konsistente, reproduzierbare, transparente und skalierbare Analysen wissenschaftlicher Daten und minimiert gleichzeitig die menschliche Arbeitszeit im Vergleich zur Verwendung vorgefertigter Software. Vielen Ökophysiologen fehlt jedoch eine formelle Programmierausbildung. Infolgedessen stützen sich die meisten veröffentlichten ökophysiologischen Analysen immer noch auf tabellenbasierte Methoden und nicht auf Computercode. Diese sind oft zeitaufwändig, subjektiv und fehleranfällig. Beispielsweise können im Laufe der Zeit kryptische Änderungen in den Tabellenkalkulationen auftreten, ohne dass die Änderungen aufgezeichnet werden, was möglicherweise zu Zusammenführungsfehlern führt. Darüber hinaus brechen Tabellenkalkulationstools häufig, sodass für jede Analyse eine neue, unveränderte Tabellenkalkulation verwendet werden muss.

Das Paket {photosynthesis} R wurde von Stinziano erstellt et al. nach ihren acht Prinzipien der belastbaren Codierung. Bildnachweis: Stinziano et al.

In ihrem neuen Editor's Choice-Artikel, der in AoBP veröffentlicht wurde, Stinziano et al. Identifizieren Sie acht Prinzipien, die Pflanzenökophysiologen ohne viel Programmiererfahrung dabei helfen, robusten Code zu schreiben. Diese Prinzipien werden anhand eines neuen R-Softwarepakets namens {Photosynthese} veranschaulicht. Das Ziel dieser Prinzipien ist es, die wissenschaftliche Entdeckung in der Pflanzenökophysiologie voranzutreiben, indem es einfacher wird, Code für die Simulation und Datenanalyse zu verwenden, Ergebnisse zu reproduzieren und neue biologische Erkenntnisse und Analysewerkzeuge schnell zu integrieren.

Stinziano et al.Die Prinzipien der belastbaren Codierung umfassen (i) standardisierte Nomenklatur, (ii) Einheitlichkeit im Stil, (iii) erhöhte Modularität/Erweiterbarkeit für einfachere Bearbeitung und Verständnis, (iv) Skalierbarkeit des Codes für die Anwendung auf große Datenmengen, (v) dokumentierte Eventualitäten für die Codewartung, (vi) Dokumentation zur Erleichterung des Benutzerverständnisses, (vii) umfangreiche Tutorials und (viii) Unit-Tests und Benchmarking. Das {Photosynthese}-Paket implementiert diese Prinzipien für Gasaustausch und hydraulische Kurvenanpassung und -modellierung. Die Autoren betonen, dass die Übernahme einiger oder aller ihrer Prinzipien die Code-Reproduzierbarkeit verbessern und dazu beitragen wird, wissenschaftliche Entdeckungen voranzutreiben, ohne starr vorzuschreiben, wie Pflanzenökophysiologen ihre Arbeit machen sollten. Als Gemeinschaft vorangehen, Stinziano et al. argumentieren, dass wir eine Reihe von Codierungsprinzipien und -richtlinien annehmen sollten, um einen Code zu erstellen, der so flexibel ist wie die Biologie, die wir studieren. Sie sagen: „Es wird für neue Auszubildende und Programmieranfänger einfacher sein, Code für die Community zu lernen, zu verstehen und zu schreiben; und es wird einfacher, bestehenden Code an unsere Projekte anzupassen.“

Weitere Informationen zum {photosynthesis} R-Paket finden Sie unter Paket GitHub-Repository.

FORSCHUNGSARTIKEL

Stinziano, JR, Roback, C., Sargent, D., Murphy, BK, Hudson, PJ, Muir, CD, 2021. Prinzipien der belastbaren Codierung für Pflanzenökophysiologen. AoB PLANTS. https://doi.org/10.1093/aobpla/plab059