Perché i musei devono fare il digitale per capire il passato, dice il paleontologo

I grandi musei del mondo nascondono un segreto: sono la dimora di milioni e milioni di esemplari di storia naturale che non vedono quasi mai la luce del giorno. Si trovano nascosti alla vista del pubblico, in genere ospitati dietro o al di sopra delle sale espositive pubbliche o negli edifici esterni.

Ciò che è in mostra al pubblico rappresenta solo la minima parte della ricchezza di conoscenza sotto la guida di ciascun museo. Al di là dei fossili, i musei sono i depositi per ciò che sappiamo delle specie viventi del mondo, così come gran parte della nostra storia culturale.

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Per i paleontologi, i biologi e gli antropologi, i musei sono come gli archivi degli storici. E come la maggior parte degli archivi - pensiamo a quelli ospitati in Vaticano o nella Biblioteca del Congresso - ogni museo contiene in genere molti esemplari unici, gli unici dati che abbiamo sulle specie che rappresentano.

L'unicità di ogni collezione museale significa che gli scienziati di solito fanno pellegrinaggi in tutto il mondo per visitarli. Significa anche che la perdita di una collezione, come nel recente fuoco straziante a Rio de Janeiro, rappresenta una perdita di conoscenza insostituibile. È simile alla perdita della storia familiare quando un anziano di famiglia muore. A Rio, queste perdite includevano dinosauri unici, forse i più antichi resti umani mai trovati in Sud America, e le uniche registrazioni audio e documenti delle lingue indigene, tra cui molti che non hanno più madrelingua. Cose che una volta sapevamo, non sappiamo più; cose che potremmo aver conosciuto non possono più essere conosciute.

Ma ora le tecnologie digitali - tra cui Internet, database interoperabili e tecniche di imaging rapido - consentono di aggregare elettronicamente i dati dei musei. I ricercatori, tra cui un gruppo multi-istituzionale che sto conducendo, stanno gettando le basi per l'uso coerente di questi milioni di esemplari. In tutto il mondo, le squadre stanno lavorando per portare questi "dati oscuri" - attualmente inaccessibili via web - nella luce digitale.

Cosa è nascosto in cassetti e scatole

I paleontologi spesso descrivono la documentazione fossile come incompleta. Ma per alcuni gruppi, i reperti fossili possono essere straordinariamente buoni. In molti casi, ci sono molti esemplari raccolti in precedenza in musei per aiutare gli scienziati a rispondere alle loro domande di ricerca. Il problema è quanto sono accessibili - o meno - lo sono.

La vastità delle collezioni di fossili e il fatto che la maggior parte dei loro contenuti siano stati raccolti prima dell'invenzione di computer e di Internet, rendono molto difficile aggregare i dati associati agli esemplari di musei. Da un punto di vista digitale, la maggior parte delle collezioni fossili del mondo rappresentano "dati oscuri". Il fatto che vaste porzioni di collezioni museali esistenti non siano computerizzate significa anche che i tesori perduti stanno aspettando di essere riscoperti all'interno dei musei stessi.

Con la visione e l'investimento di agenzie di finanziamento come la National Science Foundation (NSF) negli Stati Uniti, numerosi musei stanno collaborando per riunire digitalmente i loro dati da parti chiave della documentazione fossile. Il Museo di Paleontologia della University of California a Berkeley, dove lavoro, è uno dei 10 musei che ora aggregano alcuni dei loro dati fossili. Insieme, attraverso le nostre collezioni digitalizzate, stiamo lavorando per capire in che modo i principali cambiamenti ambientali hanno colpito gli ecosistemi marini sulla costa orientale dell'Oceano Pacifico, dal Cile all'Alaska, negli ultimi 66 milioni di anni.

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Il processo di digitalizzazione stesso include l'aggiunta dei dati di raccolta del campione nel sistema informatico del museo se non è già stato immesso: la sua identificazione delle specie, dove è stato trovato e l'età delle rocce in cui è stato trovato. Quindi, digitalizziamo il geografico posizione in cui è stato raccolto il campione e prendere le immagini digitali a cui è possibile accedere tramite il web.

Il sito di iDigBio (Integrated Digitized Biocollections) ospita tutti i principali sforzi di digitalizzazione dei musei negli Stati Uniti finanziati dall'attuale iniziativa NSF iniziata nel 2011.

Significativamente, il costo dell'aggregazione digitale dei dati fossili online, comprese le decine di migliaia di immagini, è notevolmente ridotto rispetto al costo necessario per raccogliere i fossili in primo luogo. È anche meno delle spese per mantenere la sicurezza fisica e l'accessibilità di queste risorse inestimabili - un costo che apparentemente coloro che si presumevano responsabili del museo di Rio non erano disposti a coprire, con conseguenze disastrose.

I dati digitalizzati possono aiutare a rispondere alle domande di ricerca

Il nostro gruppo, chiamato EPICC per le comunità di invertebrati del Cenozoico del Pacifico orientale, ha quantificato quanti "dati oscuri" sono presenti nelle nostre raccolte congiunte.Abbiamo scoperto che i nostri 10 musei contengono fossili di 23 volte il numero di siti di raccolta in California, Oregon e Washington di quelli attualmente documentati in un database elettronico online leader della letteratura paleontologica, il database Paleobiology.

EPICC sta usando i nostri dati recentemente digitalizzati per mettere insieme una più ricca comprensione della risposta ecologica del passato ai cambiamenti ambientali. Vogliamo testare idee pertinenti ai cambiamenti climatici a lungo e a breve termine. Come ha fatto la vita a riprendersi dall'estinzione di massa che ha spazzato via i dinosauri? In che modo i cambiamenti nella temperatura dell'oceano hanno cambiato l'ecosistema marino, compresi quelli associati all'isolamento dell'oceano Pacifico più fresco dal caldo Mar dei Caraibi, quando il ponte terrestre di Panama si è formato per la prima volta?

Per rispondere a queste domande, tutti i dati fossili pertinenti, tratti da numerosi musei, devono essere facilmente accessibili online per consentire la sintesi su larga scala di tali dati. La digitalizzazione consente ai paleontologi di vedere la foresta nel suo complesso, piuttosto che una miriade di singoli alberi.

In alcuni casi, ad esempio record di lingue precedenti o dati di raccolta associati a singoli esemplari, i registri digitali aiutano a proteggere queste risorse inestimabili. Ma, in genere, i campioni effettivi rimangono cruciali per comprendere i cambiamenti del passato. I ricercatori spesso devono ancora effettuare misurazioni chiave direttamente sugli stessi campioni.

Ad esempio, Berkeley Ph.D. La studentessa Emily Orzechowski sta utilizzando campioni aggregati dal progetto EPICC per testare l'idea che l'oceano al largo della costa californiana si raffredderà con il cambiamento climatico globale. I modelli climatici prevedono un aumento del riscaldamento globale che porterà a venti più forti lungo la costa, il che aumenterà il risveglio costiero che porta le acque gelide dal profondo oceano alla superficie - la causa delle famose nebbie estive di San Francisco.

Il test che sta utilizzando si basa sulla mappatura delle distribuzioni di un enorme numero di fossili. Sta misurando le sottili differenze negli isotopi di ossigeno e carbonio trovati nei gusci di vongole e fossili che risalgono all'ultimo periodo interglaciale della storia della Terra circa 120.000 anni fa, quando la costa occidentale era più calda di oggi. L'accesso ai fossili della vita reale è cruciale in questo tipo di ricerca.

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Comprendere la risposta ai cambiamenti del passato non è solo limitato ai fossili. Ad esempio, quasi un secolo fa, il direttore del Museo di Zoologia dei Vertebrati, Joseph Grinnell dell'Università della California, Berkeley, intraprese raccolte sistematiche di mammiferi e uccelli in tutta la California. Successivamente, il museo ha riesaminato quelle località precise, scoprendo importanti cambiamenti nella distribuzione di molte specie, inclusa la perdita di molte specie di uccelli nel deserto del Mojave.

Un aspetto chiave di questo lavoro è stato il confronto del DNA di esemplari museali quasi centenari con il DNA di animali vivi oggi. Il confronto ha rivelato una seria frammentazione delle popolazioni e ha portato all'identificazione di cambiamenti genetici in risposta al cambiamento ambientale. Avere i campioni è fondamentale per questo tipo di progetto.

Questa rivoluzione digitale non è solo limitata ai fossili e alla paleontologia. Si riferisce a tutte le collezioni di musei. Curatori e ricercatori sono enormemente entusiasti del potere che si può ottenere dal momento che le collezioni museali del mondo - dai fossili agli esemplari di organismi catturati dal vivo - diventano accessibili attraverso la nascente digitalizzazione delle nostre preziose collezioni.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation di Charles Marshall. Leggi l'articolo originale qui.