INTRODUCCIÓN

Hasta hoy, la comunidad botánica argentina contaba con claves taxonómicas dicotómicas para la identificación de las familias de Plantas Vasculares, con un alcance provincial o regional (Seckt, 1929-1930; Cabrera, 1968; Cabrera & Zardini, 1978; ^{Moore, 1983}; Kiesling, 1994; Correa, 1998; Burkart & Bacigalupo, 2005; Sérsic et al., 2006; Kiesling, 2017; ^{Pensiero et al., 2021}).

Cuando no se obtienen resultados con esas claves, se suele recurrir a claves de familias de Plantas Vasculares cultivadas (Parodi, 1959) o a claves mundiales para todas las familias de Angiospermas (^{Hutchinson, 1967}, 1982; Geesink et al., 1981), a veces muy complejas para su uso debido a su amplio carácter abarcador. Asimismo, existe una clave de familias para Plantas Vasculares nativas y exóticas de la Argentina (^{Boelcke, 1992}) basada en la clasificación de Engler & Prantl (1887-1915), pero las excepciones (géneros o especies) que no se ajustan a las características generales de una familia, no pueden ser identificadas correctamente. El actual proyecto de la Flora Vascular de la República Argentina incluye la publicación de una clave para la identificación de las familias, y en virtud de su grado de avance se consideró oportuna la publicación de una primera versión de esta clave. Al evaluar las diferentes posibilidades para el desarrollo de una clave para las 220 familias de Angiospermas de la Flora Argentina, se pensó primero en una clave dicotómica, o politómica en sus primeros pasos para definir grupos de familias. Y así surgieron cinco preguntas básicas: (1) ¿debe la clave respetar las agrupaciones de parentesco de familias o puede ser parcial o totalmente artificial?; (2) ¿cómo evitar incoherencias o combinaciones de caracteres inexistentes a lo largo de una clave tan grande?; (3) ¿cómo diseñar la clave para que los casos excepcionales, que no se ajustan a las características generales de una familia, puedan ser identificados correctamente?; (4) ¿qué caracteres conviene usar para los primeros dilemas de la clave, de modo que las primeras elecciones sean sencillas de discernir, precisas y orienten al usuario/a rápidamente hacia el grupo correcto de familias candidatas?; (5) ¿qué estructura darle a la clave para que su lectura sea rápida y ágil?

En la búsqueda para resolver estos interrogantes, se decidió evaluar otros tipos de claves de identificación. En este sentido, se reconocen dos grandes tipos de claves: las de acceso único o simple (e.g. las clásicas claves dicotómicas), y las de accesos múltiples (^{Hagedorn et al., 2010}). Estas últimas han tenido un desarrollo notable en los últimos 30 años (Pankhurst, 1991; Murgía Romero et al., 2021), en especial con el avance y generalización de la informática. En el área de la botánica, la clave de accesos múltiples para identificar familias de Angiospermas desarrollada bajo el sistema Delta (Intkey, Watson & Dallwitz,

1992) es el ejemplo mejor conocido, escrita en inglés y con casi el triple de familias que las registradas para la Flora de Argentina. Entre otros recursos secundarios disponibles en línea que permiten identificar plantas vasculares a nivel mundial se pueden mencionar ^{Phillips (1995}-2005) y ^{Wilson & Proctor (2012}).

Las claves de accesos múltiples y formato electrónico poseen importantes ventajas respecto de las claves dicotómicas en soporte papel (Tabla 1), y además resuelven fácilmente los cinco interrogantes planteados arriba. Para construirlas hay disponibles varias herramientas informáticas, algunas gratuitas y otras comerciales. Algunas de estas herramientas requieren la instalación local de un programa lector de la clave (por ejemplo: Delta IntKey; Watson & Dallwitz, 1992) y otras funcionan directamente a través de la plataforma Java™ (por ejemplo: Lucid ™). Algunas tienen versiones compatibles con los teléfonos celulares (por ejemplo: Lucid ™) y otras no (por ejemplo IntKey).

Tabla 1 Comparación de las características de las claves de acceso simple y múltiple. 

Existe una tercera herramienta aplicada a la taxonomía biológica basada en el desarrollo informático de la inteligencia artificial: los sistemas expertos. Un sistema experto es un algoritmo informático que emula el razonamiento humano pudiendo imitar o superar la capacidad de un experto en un área del conocimiento para resolver un problema específico (Díaz Gómez & Rodríguez Moreno, 2020, y bibliografía allí citada). Su aplicación a la identificación de taxones se desarrolla hace unos 20 años (véase por ejemplo, Gibaja Galindo, 2004). Algunos ejemplos de sistemas expertos aplicados a la identificación de taxones son: Córdoba Malagón et al. (2000) para Gimnospermas, Díaz Gómez & Rodríguez Moreno (2020) para invertebrados, Díaz Agrela (2009) para la Flora Ibérica y ^{Alfaro Parada et al. (2006}) para Poliquetos. La aplicación de sistemas expertos aplicados a la taxonomía es todavía incipiente y, aunque promisoria, se verá en el futuro cuál es el grado de aceptación de esta tecnología en taxonomía.

Con este artículo se presenta la entrega de la primera versión de la primera clave interactiva de accesos múltiples para identificar las familias de Angiospermas de la Flora Argentina, construida en formato Lucid ™, de uso abierto a través de la página de la Flora Vascular de la República Argentina, con un formulario para el envío de sugerencias y correcciones por parte de los usuarios.

MATERIALES Y MÉTODOS

La clave de accesos múltiples de familias de Angiospermas de la Flora Argentina se desarrolló con el programa Lucid builder. Lucid ™ (https:// www.lucidcentral.org/) es una herramienta informática creada en sus comienzos en la Universidad de Queensland, Brisbane, Australia (Norton, 2012) cuyo equipo de desarrollo se independizó de la universidad en 2014 para continuar con el proyecto bajo el nombre de Identic (https://identic.com.au/about). Lucid ™ permite construir claves de identificación a partir de una matriz de objetos (taxones o entities) x caracteres. Los caracteres pueden organizarse como una lista o como un diagrama arborescente (jerárquico), y los datos de la matriz pueden cargarse como una tabla o como una lista. Entre sus herramientas para la construcción de la clave, es posible incorporar imágenes, enlaces de sitios web, y texto, tanto a los caracteres como a los taxones, que pueden ser vistos por los usuarios de la clave. Asimismo, las claves generadas con Lucid ™ funcionan (se ejecutan) bajo Java ™, y existe también una plataforma para su funcionamiento bajo el sistema operativo Android.

La clave de accesos múltiples de familias de Angiospermas de la Flora Argentina está construida sobre una matriz de 220 familias y 417 caracteres ordenados de manera jerárquica y arborescente. Las familias siguen los criterios del APG IV con algunas excepciones (Apéndice 1). La lista completa de caracteres puede verse en el Apéndice 2.

Los caracteres están ordenados en las siguientes categorías: Hábitat, Hábito, Trofismo, Modificaciones vegetativas, Morfología de las hojas, Morfología de la inflorescencia, Morfología de la flor, Morfología del fruto y Morfología de la semilla. Se siguió a Font Quer (1953) para la terminología botánica general, a Strasburger et al. (1974) para las modificaciones vegetativas y a Weberling (1989) y ^{Leins & Erbar (2010}) para la morfología floral. Los caracteres de la inflorescencia y del fruto se organizaron de manera poco ortodoxa con el propósito de evitar clasificaciones morfológicas complejas. En el caso de las inflorescencias, se evitó la tipología de Troll (Weberling, 1989) y toda interpretación que necesitara de un análisis minucioso de la ramificación y la flor terminal. Es así que las categorías asignadas en esta estructura terminan en “-formes” con el propósito de indicar que la inflorescencia tiene “aspecto de”, por ejemplo, racimo (racemiforme) o de espiga (espiciforme). En cambio, se mantuvieron las categorías de inflorescencias muy especializadas y complejas, como ciatios, siconos, espádices, etc., por ser definitorias de familias. En el caso de los frutos, y para evitar los numerosos tipos derivados de su clasificación, se codificó por separado el tipo de pericarpo, la dehiscencia, los apéndices, el número de semillas y la unidad de dispersión.

Para que esta clave pudiera tomar en cuenta los casos con morfología excepcional en cada familia, se revisó la morfología de cada uno de los géneros de cada familia de Angiospermas de la Flora Argentina. Esto significó la revisión de la morfología de aproximadamente 2000 géneros (^{Zuloaga et al., 2019}). La bibliografía consultada es extensa para ser citada en este trabajo, pero se la puede consultar en línea a través de la página de la Flora Vascular de la República Argentina para cada familia (http://conosur.floraargentina.edu.ar/).

Con casi 92.000 registros cargados a mano, la matriz sobre la cual funciona la clave seguramente puede mejorarse. Por este motivo el sitio web tiene una ventana para enviar mensajes sobre errores encontrados, fallas y sugerencias.

RESULTADOS

La versión 1.0 de la clave estará disponible en el sitio web de la Flora Argentina (https://clave. floraargentina.edu.ar/). Al abrir el enlace, Lucid ™ despliega una pantalla dividida en cuatro cuadrantes, con 13 herramientas en el panel superior (Figs. 1 y 2, Tabla 2).

En el cuadrante superior izquierdo aparece la lista de caracteres a seleccionar por el usuario, que puede desplegarse parcial o totalmente con estructura arborescente (Fig. 1). A medida que se seleccionan los caracteres, tanto en orden de aparición como aleatoriamente, de acuerdo con las estructuras disponibles en la muestra a identificar, los caracteres seleccionados aparecen en orden en el cuadrante inferior izquierdo (Fig. 1). Simultáneamente, y a medida que el proceso de selección avanza, las probables familias candidatas van quedando en el cuadrante superior derecho, y las familias descartadas se acumulan en el cuadrante inferior derecho (Fig. 1). Al sumar diferentes caracteres (por ejemplo: hábito herbáceo, hojas peltadas), la clave filtra familias por intersección de conjuntos (como el “y” lógico). Al sumar dos o más estados de un mismo carácter (por ejemplo: hábito herbáceo, hábito arbustivo), la clave filtra familias por unión de conjuntos (como el “o” lógico). En cualquier momento del proceso de identificación pueden usarse las herramientas de Lucid ™ (Tabla 2). En el ejemplo de la Fig. 1, luego de seleccionar dos caracteres, quedaron tres familias candidatas y 217 descartadas (Fig. 1 A). En ese momento, se puede aplicar la herramienta “Best” (Fig. 1B, ícono de la varita mágica), que nos ofrece cuál es el mejor carácter para distinguir entre esas familias, en este caso es el carácter “Flor:Androceo:Filamentos:Dinamia”, que se muestra en el cuadrante superior izquierdo (Fig. 1B). La elección de la opción “Todos de diferente longitud” permite llegar rápidamente a Tropaeolaceae (Fig. 1B). En el caso que no se pudiera observar la longitud de los filamentos estaminales en la muestra, se puede aplicar nuevamente la herramienta “Best” y el programa mostrará el segundo mejor carácter para distinguir entre las familias candidatas, y así sucesivamente.

Entre todas las herramientas disponibles (Tabla 2), mencionamos aquí “Feature thumbnails”. Esta herramienta permite cambiar la vista de la pantalla “con imágenes visibles para cada estado de un carácter” o con “botones de imágenes para cada estado de un carácter”. En el primer caso, hay un ejemplo visual de cada estado a la izquierda del nombre (Fig. 2A), lo que hace necesario deslizar hacia abajo la pantalla para ver la lista completa de los estados de un carácter. Con la opción de las imágenes ocultas en botones, la lectura de la lista de estados de caracteres es más cómoda, y en caso de ser necesario, se puede ver la imagen de cada estado individualmente pulsando sobre cada botón (Fig. 2B).

Básicamente hay dos maneras de utilizar esta clave: (1) revisando toda lista de caracteres, siguiendo el orden de la clave; o (2) eligiendo los caracteres más llamativos, particulares o poco frecuentes presentes en la muestra. En el primer caso, se marcarán varios caracteres que no aportarán sustancialmente a la identificación de la muestra, lo que hará el proceso más lento, pero este procedimiento puede aplicarse con fines didácticos. Con la segunda opción, es posible llegar a identificar la familia botánica de una muestra con un promedio de 5-6 caracteres/pasos, y es una opción adecuada para la identificación de colecciones numerosas porque acorta notablemente el tiempo de identificación de cada muestra.

Fig. 1 Captura de pantalla de la clave donde se muestra un ejemplo de identificación (Tropaelum sp). A, luego de seleccionar dos caracteres, quedaron tres familias candidatas. B, la flecha roja indica la herramienta “Best” (mejor carácter) activada, y el mejor carácter para distinguir entre esas familias “Flor:Androceo:Filamentos: Dinamia” se muestra en el cuadrante superior izquierdo. La opción “Todos de diferente longitud” permite llegar rápidamente a Tropaeolaceae. Figura en color en la versión en línea http://www.ojs.darwin.edu.ar/index.php/darwiniana/article/view/1097/1291 

Fig. 2 Uso de las imágenes de caracteres. A, vista de la pantalla con la opción de iconos pequeños activada. B, vista de la pantalla con la opción de iconos pequeños desactivada (la flecha roja indica el botón que se debe pulsar para ver la imagen ampliada en el centro de la pantalla). Figura en color en la versión en línea http://www.ojs.darwin.edu.ar/index.php/darwiniana/article/view/1097/1291 

Tabla 2 Herramientas disponibles en Lucid durante el proceso de identificación, con una breve descripción de sus funciones. Para mayores detalles, se puede consultar la ayuda en línea. Figura en color en la versión en línea http://www.ojs.darwin.edu.ar/index.php/darwiniana/article/view/1097/1291 

Sirva a modo de ejemplo la Fig. 1, donde un ejemplar de Tropaeolum L. se ha ubicado en Tropaeolaceae con sólo tres pasos: pecíolos / peciólulos volubles, corola cigomorfa, todos (los filamentos estaminales) de diferente longitud. Un ejemplar de Aquilegia L. puede ser asignado a Ranunculaceae en cuatro pasos: hierbas, hojas alternas, espolones corolinos, placentación marginal (ventral). Un ejemplar de Tillandsia L. se ubica en Bromeliaceae con tres pasos: epífito, inflorescencia espiciforme, placentación axilar.

Finalmente, este tipo de claves permite poner a prueba la identificación de la familia botánica de un ejemplar, realizando dos o más identificaciones a partir de diferentes combinaciones de caracteres. Por ejemplo: tal como se explicó arriba, un ejemplar de Aquilegia puede ser asignado a Ranunculaceae en cuatro pasos: hierbas, hojas alternas, espolones corolinos, placentación marginal (ventral). La clave asignará nuevamente este ejemplar a Ranunculaceae con los siguientes grupos de caracteres: 1) hábito herbáceo, estípulas presentes foliosas, hojas compuestas palmadas (folíolos no cordiformes), espolones corolinos; y también con 2) simetría de corola radiada, piezas de la corola libres, espolones corolinos, estípulas presentes foliosas.

CONCLUSIONES

Se presenta la primera clave interactiva de accesos múltiples para identificar las familias de Angiospermas de la Flora Argentina. La clave ha estado a prueba en el Instituto de Botánica Darwinion durante tres meses con buenos resultados. El sistema de envío de sugerencias permitirá corregir y actualizar la clave permanentemente, y esperamos que sea útil tanto para investigación como para docencia. Esta es una primera versión y un primer paso a la espera de la evaluación de los usuarios. Sobre la base de las devoluciones de los consultantes de esta clave, el Proyecto Flora Vascular de la República Argentina podrá desarrollar otras claves necesarias, o versiones en línea de accesos múltiples de claves dicotómicas ya publicadas, como por ejemplo la clave de familias de Gimnospermas y la clave de familias de Pteridofitas.