Stel je een natuurhistorisch museum voor. Wat komt er in je op? Jeugdherinneringen aan dinosaurusskeletten en diorama's? Of misschien bezoek je nog steeds planetariumshows of een IMAX-functie? Het zal je misschien verbazen te horen dat achter deze openbare exposities een onschatbare schatkamer ligt die de meeste bezoekers nooit zullen zien:de collecties van een museum.

Ver van vergeten, stoffige graven, zoals soms de perceptie is, deze collecties bevatten het allernieuwste onderzoek naar het leven op deze planeet. De enorme omvang van enkele van de grootste collecties kan onthutsend zijn. Het Smithsonian National Museum of Natural History, bijvoorbeeld, herbergt meer dan 150 miljoen exemplaren. Zelfs een kleinere academische instelling, zoals het Research Museums Center van de Universiteit van Michigan, herbergt een labyrint van specimengewelven, het behoud van miljoenen skeletten, fossielen, gedroogd plantaardig materiaal en ingeblikte organismen.

Het belangrijkste is, die zich op elk moment over deze schat aan kennis buigen, zijn actieve onderzoekers, werken aan het ontrafelen van de fijne kneepjes van de biodiversiteit op aarde. Aan de Universiteit van Michigan, waar ik mijn Ph.D. in ecologie en evolutionaire biologie, Ik werkte genesteld tussen deze skeletten, fossielen en andere natuurlijke schatten. Deze exemplaren waren cruciaal voor mijn onderzoek, als primaire records voor de natuurlijke geschiedenis van de wereld.

Maar ondanks de onschatbare waarde van deze collecties, Ik vroeg me vaak af hoe ik ze toegankelijker kon maken. Een project om honderden vleermuisschedels digitaal te scannen, was een manier om exemplaren die in een antieke Victoriaanse collectie zouden passen, rechtstreeks naar de voorgrond van de 21e-eeuwse museumpraktijken te brengen.

Een waardevolle hulpbron, grotendeels aan het zicht onttrokken

Door variatie tussen en binnen collectiespecimens te onderzoeken, biologen hebben vele ecologische en evolutionaire mysteries van de natuurlijke wereld blootgelegd. Bijvoorbeeld, een recent onderzoek naar vogelspecimens volgde de toenemende concentratie van atmosferische zwarte koolstof en de rol ervan in klimaatverandering gedurende meer dan een eeuw. Wetenschappers kunnen oud DNA van specimens verzamelen en informatie verzamelen over historische populatieniveaus en gezonde genetische diversiteit voor organismen die nu worden bedreigd en bedreigd.

Mijn eigen onderzoek naar wereldwijde vleermuisdiversiteit gebruikte honderden museumexemplaren om te concluderen dat tropische vleermuizen gemakkelijker naast elkaar bestaan ​​dan veel biologen verwachten. Deze bevinding past in een algemeen patroon in een groot deel van de levensboom, waar tropische soorten hun gematigde neven in aantal overtreffen. Het kan ook helpen verklaren waarom in veel delen van Midden- en Zuid-Amerika, vleermuizen behoren tot de meest voorkomende en diverse zoogdieren, punt uit.

Echter, onderzoek naar deze exemplaren vereist vaak directe toegang, die tegen een scherpe prijs kan komen. Onderzoekers moeten ofwel naar musea reizen, of musea moeten hun specimens massaal naar onderzoekers verzenden - zowel logistieke als financiële uitdagingen. Musea zijn begrijpelijkerwijs op hun hoede voor het verzenden van veel exemplaren die echt onvervangbaar zijn - het laatste bewijs dat sommige organismen ooit in onze wereld hebben bestaan. Het budget en de ecologische voetafdruk van een museum kunnen snel oplopen met leningen. En aangezien fysieke exemplaren niet op meer dan één locatie tegelijk kunnen zijn, onderzoekers moeten mogelijk voor onbepaalde tijd wachten terwijl hun materiaal aan iemand anders wordt uitgeleend.

CT-scan vleermuisschedels

Ik heb geprobeerd deze toegangsproblemen aan te pakken met mijn medewerkers Daniel Rabosky en Erin Westeen met behulp van micro-CT-technologie. Net als bij medische CT-scans, micro-CT gebruikt röntgenstralen om objecten te digitaliseren zonder ze te beschadigen - in ons geval deze scans vinden plaats op de fijne schaal van miljoenste meters (micrometers). Dit betekent dat micro-CT-scans ongelooflijk nauwkeurig zijn bij hoge resoluties. Zelfs zeer kleine exemplaren en onderdelen worden in levendige details bewaard.

Voor mijn Ph.D. Onderzoek, we gebruikten micro-CT-scanning om bijna 700 individuele vleermuisschedels uit de collectie van ons museum te digitaliseren. Met schattingen van ongeveer 1, 300 beschreven soorten, vleermuizen vertegenwoordigen ongeveer 25 tot 30 procent van de moderne zoogdiersoorten, tweede alleen voor knaagdieren. Echter, een van de redenen waarom onderzoekers al lang gefascineerd zijn door vleermuizen, is hun enorme diversiteit aan gedrag en functie in de natuur. Veel van deze ecologische diversiteit is gecodeerd in hun schedels, die sterk variëren in vorm en grootte.

In de micro-CT-faciliteit van de Michigan School of Dentistry, we hebben elke vleermuisschedel gescand met hoge resoluties. Elke scan produceerde honderdduizenden afbeeldingen per exemplaar - elk beeld een kleine dwarsdoorsnede van een originele schedel. Met deze "stapels" van doorsneden, we hebben vervolgens 3D-oppervlakken en -volumes gereconstrueerd. In essentie, we hebben een 3D "digitaal exemplaar" gemaakt van elk van de ongeveer 700 originelen.

Digitale exemplaren openen deuren

In samenwerking met MorphoSource van Duke University, we hebben sindsdien onze digitale exemplaren gepubliceerd in een open-access repository voor onderzoekers, opvoeders en studenten. Elk digitaal exemplaar is gekoppeld aan dezelfde identificatiegegevens als het origineel, onderzoek mogelijk maken zonder reizen of verzending. Nog beter, veel delicate onderdelen kunnen digitaal worden ontleed zonder angst voor onherstelbare schade. Digitale exemplaren kunnen zelfs op verschillende schalen 3D-geprint worden voor gebruik in educatieve omgevingen en museumexposities.

Mijn collega's Dan en Erin zijn deze inspanningen blijven uitbreiden naar andere gewervelde dieren in ons museum. We hopen dat de bredere wetenschappelijke gemeenschap open-access digitale specimengegevens zal omarmen op vrijwel dezelfde manier als digitale, openbaar beschikbare genetische gegevens zijn in de hele biologie overgenomen. Digitalisering kan het bereik van elk museum vergroten, vooral nu de scanprijzen dalen en open-access micro-CT-software praktischer wordt.

Deze digitale revolutie komt op een moment dat veel natuurhistorische musea in gevaar zijn. Wereldwijd, musea worden verlamd door bezuinigingen en decennia van verwaarlozing, met verwoestende gevolgen.

Een manier om musea nieuw leven in te blazen, is door digitale missies te omarmen die onschatbare gegevens bewaren en wereldwijde samenwerking bevorderen. Verre van het overbodig maken van fysieke collecties, digitalisering kan natuurhistorische musea moderniseren, zoals bij bibliotheken en andere kunstmusea, geschiedenis en cultuur. De originelen zullen er altijd zijn voor diegenen die diep in de natuurlijke geschiedenis willen duiken. De digitale vleugel kan in plaats daarvan nieuwsgierigheid en vragen oproepen uit bronnen die de meeste musea anders nooit zouden kunnen bereiken.

In mijn vroegste dagen als bioloog, Ik werd geplaagd door veelvoorkomende zorgen van onderzoekers. Wat zou er met al mijn gegevens gebeuren? Wie anders zou het ooit zien? Wetenschappers weten nooit welk nieuw leven er na jaren in ons basisonderzoek kan worden geblazen, tientallen jaren, eeuwen. Ik denk aan de honderden wetenschappers uit het verleden die onbewust gegevens hebben bijgedragen aan mijn eigen onderzoek, bijna 130 jaar en zes continenten aan expedities.

Door hun eerdere inspanningen te digitaliseren, mijn collega's en ik hebben ervoor gezorgd dat ze een breed publiek kunnen bereiken, veel verder dan ze zich waarschijnlijk hadden voorgesteld. De potentiële impact van een exemplaar mag niet langer worden beperkt door de muren en beperkingen van een museum. In plaats daarvan, musea kunnen hun deuren openen naar een digitale toekomst, iedereen uitnodigen in de eindeloze wonderen van de natuurlijke wereld.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.