Imaginez un musée d'histoire naturelle. Ce qui me vient à l'esprit? Des souvenirs d'enfance de squelettes de dinosaures et de dioramas ? Ou peut-être êtes-vous toujours en visite pour voir des spectacles de planétarium ou une fonctionnalité IMAX ? Vous serez peut-être surpris d'apprendre que derrière ces expositions destinées au public se cache un trésor inestimable que la plupart des visiteurs ne verront jamais :les collections d'un musée.

Loin d'être oublié, tombeaux poussiéreux, comme c'est parfois la perception, ces collections abritent la pointe de la recherche sur la vie sur cette planète. L'échelle de certaines des plus grandes collections peut être stupéfiante. Le Musée national d'histoire naturelle du Smithsonian, par exemple, abrite plus de 150 millions de spécimens. Même une petite institution universitaire, comme le Research Museums Center de l'Université du Michigan, abrite un labyrinthe de voûtes de spécimens, préserver des millions de squelettes, fossiles, matériel végétal séché et organismes en pot.

Plus important encore, scrutant à tout moment cette richesse de connaissances, des chercheurs actifs, travailler à démêler les subtilités de la biodiversité de la Terre. A l'Université du Michigan, où j'ai obtenu mon doctorat. en écologie et biologie évolutive, J'ai travaillé niché parmi ces squelettes, fossiles et autres trésors naturels. Ces spécimens étaient essentiels à mes recherches, comme documents primaires de l'histoire naturelle du monde.

Pourtant, malgré la valeur incalculable de ces collections, Je me suis souvent demandé comment les rendre plus accessibles. Un projet visant à numériser numériquement des centaines de crânes de chauves-souris était un moyen d'amener des spécimens qui auraient l'air à la maison dans une collection victorienne antique directement à l'avant-garde des pratiques muséales du 21e siècle.

Une ressource précieuse, en grande partie à l'abri des regards

En recherchant la variation parmi et au sein des spécimens de la collection, les biologistes ont découvert de nombreux mystères écologiques et évolutifs du monde naturel. Par exemple, une étude récente sur des spécimens d'oiseaux a retracé la concentration croissante de noir de carbone atmosphérique et son rôle dans le changement climatique sur plus d'un siècle. Les scientifiques peuvent collecter de l'ADN ancien à partir de spécimens et recueillir des informations sur les niveaux de population historiques et la diversité génétique saine pour les organismes qui sont maintenant menacés et en voie de disparition.

Mes propres recherches sur la diversité mondiale des chauves-souris ont utilisé des centaines de spécimens de musée pour conclure que les chauves-souris tropicales coexistent plus facilement que ne le pensent de nombreux biologistes. Cette découverte correspond à une tendance générale dans une grande partie de l'arbre de vie où les espèces tropicales sont plus nombreuses que leurs cousins ​​tempérés. Cela peut également aider à expliquer pourquoi dans de nombreuses régions d'Amérique centrale et du Sud, les chauves-souris sont parmi les mammifères les plus abondants et les plus diversifiés, période.

Cependant, la recherche sur ces spécimens nécessite souvent un accès direct, ce qui peut coûter cher. Les chercheurs doivent soit se rendre dans les musées, ou les musées doivent expédier leurs spécimens en masse aux chercheurs, ce qui représente des défis à la fois logistiques et financiers. Les musées se méfient naturellement de l'expédition de nombreux spécimens vraiment irremplaçables - la dernière preuve que certains organismes ont jamais existé dans notre monde. Le budget et l'empreinte carbone d'un musée peuvent rapidement gonfler avec les prêts. Et comme les spécimens physiques ne peuvent pas être dans plus d'un endroit à la fois, les chercheurs peuvent devoir attendre indéfiniment le temps que leur matériel soit prêté à quelqu'un d'autre.

CT scan crânes de chauve-souris

J'ai essayé d'aborder ces problèmes d'accès avec mes collaborateurs Daniel Rabosky et Erin Westeen en utilisant la technologie micro-CT. Tout comme avec la tomodensitométrie médicale, le micro-CT utilise les rayons X pour numériser des objets sans les endommager - dans notre cas, ces balayages se produisent à l'échelle fine des millionièmes de mètres (micromètres). Cela signifie que les scans micro-CT sont incroyablement précis à haute résolution. Même de très petits spécimens et pièces sont conservés dans des détails saisissants.

Pour mon doctorat recherche, nous avons utilisé le micro-scanner pour numériser près de 700 crânes de chauve-souris de la collection de notre musée. Avec des estimations d'environ 1, 300 espèces décrites, les chauves-souris représentent environ 25 à 30 pour cent des espèces de mammifères modernes, juste derrière les rongeurs. Cependant, l'une des raisons pour lesquelles les chercheurs sont depuis longtemps fascinés par les chauves-souris est leur immense diversité de comportements et de fonctions dans la nature. Une grande partie de cette diversité écologique est encodée dans leurs crânes, qui varient largement en forme et en taille.

Dans l'installation de micro-CT de la Michigan School of Dentistry, nous avons scanné chaque crâne de chauve-souris à haute résolution. Chaque scan a produit des centaines de milliers d'images par spécimen, chaque image étant une minuscule coupe transversale d'un crâne original. Avec ces "piles" de sections transversales, nous avons ensuite reconstruit des surfaces et des volumes en 3D. En substance, nous avons recréé un "spécimen numérique" en 3D à partir de chacun des quelque 700 originaux.

Les spécimens numériques ouvrent des portes

En partenariat avec MorphoSource à Duke University, nous avons depuis publié nos spécimens numériques dans un référentiel en libre accès pour les chercheurs, éducateurs et étudiants. Chaque spécimen numérique est associé aux mêmes données d'identification que son original, permettant des recherches sans déplacement ni expédition. Encore mieux, de nombreuses parties délicates peuvent être disséquées numériquement sans crainte de dommages irréparables. Les spécimens numériques peuvent même être imprimés en 3D à différentes échelles pour être utilisés dans des contextes éducatifs et des expositions de musée.

Mes collègues Dan et Erin ont continué à étendre ces efforts à d'autres vertébrés de notre musée. Notre espoir est que la communauté scientifique au sens large adoptera les données de spécimens numériques en libre accès de la même manière que les données numériques, les données génétiques accessibles au public ont été adoptées dans toute la biologie. La numérisation peut étendre la portée de chaque musée, d'autant plus que les prix de la numérisation baissent et que les logiciels de micro-CT en accès libre deviennent plus pratiques.

Cette révolution numérique intervient à un moment où de nombreux musées d'histoire naturelle sont en danger. Autour du globe, les musées sont paralysés par des coupes budgétaires et des décennies de négligence, avec des conséquences dévastatrices.

Une façon de revitaliser les musées consiste à embrasser des missions numériques qui préservent des données inestimables et favorisent la collaboration mondiale. Loin de rendre obsolètes les collections physiques, la numérisation peut moderniser les musées d'histoire naturelle, comme il l'a fait avec les bibliothèques et autres musées d'art, histoire et culture. Les originaux seront toujours là pour ceux qui cherchent à plonger profondément dans l'histoire naturelle. L'aile numérique peut plutôt inviter la curiosité et les questions de sources que la plupart des musées ne pourraient jamais rêver atteindre autrement.

À mes débuts en tant que biologiste, J'étais en proie aux soucis communs des chercheurs. Qu'allait-il arriver à toutes mes données ? Qui d'autre le verrait jamais ? Les scientifiques ne savent jamais quelle nouvelle vie peut être insufflée à notre recherche fondamentale après des années, décennies, des siècles. Je pense aux centaines d'anciens scientifiques qui ont inconsciemment contribué des données à mes propres recherches, couvrant près de 130 ans et six continents d'expéditions.

En numérisant leurs efforts antérieurs, mes collègues et moi avons veillé à ce qu'ils puissent toucher un large public, bien au-delà de ce qu'ils imaginaient probablement. L'impact potentiel d'un spécimen ne devrait plus être limité par les murs et les contraintes d'un musée. Au lieu, les musées peuvent ouvrir leurs portes à un avenir numérique, invitant quiconque dans les merveilles infinies du monde naturel.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.