Immagina un museo di storia naturale. Cosa ti viene in mente? Ricordi d'infanzia di scheletri e diorami di dinosauri? O forse visiti ancora per vedere gli spettacoli del planetario o una funzione IMAX? Potresti essere sorpreso di sapere che dietro queste mostre rivolte al pubblico si nasconde un tesoro inestimabile che la maggior parte dei visitatori non vedrà mai:le collezioni di un museo.

Lungi dall'essere dimenticato, tombe polverose, come a volte è la percezione, queste collezioni ospitano l'avanguardia della ricerca sulla vita su questo pianeta. La vastità di alcune delle più grandi collezioni può essere sbalorditiva. Il Museo Nazionale di Storia Naturale Smithsonian, ad esempio, ospita oltre 150 milioni di esemplari. Anche un'istituzione accademica più piccola, come il Research Museums Center dell'Università del Michigan, ospita un labirinto di volte campione, preservando milioni di scheletri, fossili, materiale vegetale essiccato e organismi agitati.

Più importante, studiando su questa ricchezza di conoscenza in un dato momento sono ricercatori attivi, lavorando per svelare le complessità della biodiversità della Terra. All'Università del Michigan, dove ho conseguito il dottorato di ricerca. in ecologia e biologia evolutiva, Ho lavorato immerso tra questi scheletri, fossili e altri tesori naturali. Questi campioni sono stati fondamentali per la mia ricerca, come documenti primari per la storia naturale del mondo.

Eppure, nonostante il valore incalcolabile di queste collezioni, Mi sono spesso chiesto come renderli più accessibili. Un progetto per scansionare digitalmente centinaia di teschi di pipistrello era un modo per portare gli esemplari che sarebbero sembrati a casa in un'antica collezione vittoriana direttamente in prima linea nelle pratiche museali del 21° secolo.

Una risorsa preziosa, in gran parte nascosto alla vista

Ricercando la variazione tra e all'interno dei campioni di raccolta, i biologi hanno scoperto molti misteri ecologici ed evolutivi del mondo naturale. Ad esempio, un recente studio su esemplari di uccelli ha tracciato la crescente concentrazione di carbonio nero atmosferico e il suo ruolo nei cambiamenti climatici per oltre un secolo. Gli scienziati possono raccogliere DNA antico da campioni e raccogliere informazioni sui livelli storici della popolazione e sulla sana diversità genetica per gli organismi che ora sono minacciati e in pericolo.

La mia ricerca sulla diversità globale dei pipistrelli ha utilizzato centinaia di esemplari museali per concludere che i pipistrelli tropicali coesistono più facilmente di quanto molti biologi si aspettano. Questa scoperta si adatta a un modello generale in gran parte dell'albero della vita in cui le specie tropicali superano in numero i loro cugini temperati. Può anche aiutare a spiegare perché in molte parti dell'America centrale e meridionale, i pipistrelli sono tra i mammiferi più abbondanti e diversificati, periodo.

Però, la ricerca su questi esemplari richiede spesso un accesso diretto, che può avere un prezzo elevato. I ricercatori devono recarsi nei musei, oppure i musei devono spedire i loro esemplari in massa ai ricercatori, sfide sia logistiche che finanziarie. I musei sono comprensibilmente diffidenti nel spedire molti esemplari che sono davvero insostituibili, l'ultima prova che alcuni organismi siano mai esistiti nel nostro mondo. Il budget e l'impronta di carbonio di un museo possono rapidamente aumentare con i prestiti. E poiché i campioni fisici non possono trovarsi in più di un luogo contemporaneamente, i ricercatori potrebbero dover attendere un periodo di tempo indefinito prima che i loro materiali vengano prestati a qualcun altro.

TC di teschi di pipistrello

Ho cercato di affrontare questi problemi di accesso con i miei collaboratori Daniel Rabosky ed Erin Westteen utilizzando la tecnologia micro-CT. Proprio come con la scansione TC medica, micro-CT utilizza i raggi X per digitalizzare gli oggetti senza danneggiarli - nel nostro caso, queste scansioni avvengono alla fine scala di milionesimi di metri (micrometri). Ciò significa che le scansioni micro-TC sono incredibilmente accurate ad alte risoluzioni. Anche esemplari e parti molto piccoli sono conservati con vividi dettagli.

Per il mio dottorato ricerca, abbiamo utilizzato la scansione micro-TC per digitalizzare quasi 700 teschi di pipistrello individuali dalla collezione del nostro museo. Con stime di circa 1, 300 specie descritte, i pipistrelli rappresentano circa il 25-30% delle moderne specie di mammiferi, secondo solo ai roditori. Però, uno dei motivi per cui i ricercatori sono da tempo affascinati dai pipistrelli è la loro immensa diversità di comportamenti e funzioni in natura. Gran parte di questa diversità ecologica è codificata nei loro crani, che variano ampiamente per forma e dimensioni.

Presso la struttura di micro-TC della Michigan School of Dentistry, abbiamo scansionato ogni teschio di pipistrello ad alta risoluzione. Ogni scansione ha prodotto centinaia di migliaia di immagini per campione, ciascuna immagine una minuscola sezione trasversale di un cranio originale. Con queste "pile" di sezioni trasversali, abbiamo quindi ricostruito superfici e volumi 3D. In sostanza, abbiamo ricreato un "campione digitale" 3-D da ciascuno dei circa 700 originali.

I campioni digitali aprono le porte

In collaborazione con MorphoSource presso la Duke University, da allora abbiamo pubblicato i nostri campioni digitali all'interno di un archivio ad accesso aperto per i ricercatori, educatori e studenti. Ad ogni esemplare digitale sono associati gli stessi dati identificativi dell'originale, consentendo la ricerca senza viaggio o spedizione. Anche meglio, molte parti delicate possono essere sezionate digitalmente senza timore di danni irreparabili. I campioni digitali possono anche essere stampati in 3D a varie scale per l'uso in contesti educativi e mostre museali.

I miei colleghi Dan ed Erin hanno continuato a espandere questi sforzi ad altri vertebrati nel nostro museo. La nostra speranza è che la più ampia comunità scientifica abbracci i dati dei campioni digitali ad accesso aperto più o meno allo stesso modo in cui i dati digitali, dati genetici pubblicamente disponibili sono stati adottati in tutta la biologia. La digitalizzazione può ampliare la portata di ogni museo, soprattutto quando i prezzi della scansione diminuiscono e il software di micro-TC ad accesso aperto diventa più pratico.

Questa rivoluzione digitale arriva in un momento in cui molti musei di storia naturale sono in pericolo. In tutto il mondo, i musei sono ostacolati da tagli di budget e decenni di abbandono, con conseguenze devastanti.

Un modo per rivitalizzare i musei è abbracciare missioni digitali che conservino dati inestimabili e promuovono la collaborazione globale. Lungi dal rendere obsolete le collezioni fisiche, la digitalizzazione può modernizzare i musei di storia naturale, come ha fatto con biblioteche e altri musei d'arte, storia e cultura. Gli originali saranno sempre lì per coloro che desiderano immergersi in profondità nella storia naturale. L'ala digitale può invece invitare curiosità e domande da fonti che la maggior parte dei musei non potrebbe mai sognare di raggiungere altrimenti.

Nei miei primi giorni come biologo, Ero tormentato dalle comuni preoccupazioni dei ricercatori. Cosa sarebbe successo a tutti i miei dati? Chi altro lo vedrebbe mai? Gli scienziati non sanno mai quale nuova vita può essere inspirata nella nostra ricerca di base dopo anni, decenni, secoli. Penso alle centinaia di scienziati del passato che inconsapevolmente hanno contribuito con dati alla mia ricerca, copre quasi 130 anni e sei continenti di spedizioni.

Digitalizzando i loro sforzi precedenti, io e i miei colleghi ci siamo assicurati che potessero raggiungere un vasto pubblico, ben oltre quello che probabilmente immaginavano. L'impatto potenziale di qualsiasi esemplare non dovrebbe più essere limitato dalle pareti e dai vincoli di un museo. Anziché, i musei possono spalancare le porte a un futuro digitale, invitando chiunque nelle infinite meraviglie del mondo naturale.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.