Warum Museen digital werden müssen, um die Vergangenheit zu verstehen, sagt der Paläontologe

Die großen Museen der Welt beherbergen ein Geheimnis: Sie beherbergen Millionen von Millionen von naturhistorischen Exemplaren, die fast nie das Tageslicht erblicken. Sie liegen verborgen vor der Öffentlichkeit und befinden sich normalerweise hinter oder über den öffentlichen Ausstellungshallen oder in Gebäuden außerhalb des Geländes.

Was öffentlich zu sehen ist, stellt nur den kleinsten Teil des Wissensschatzes dar, der unter der Leitung eines jeden Museums steht. Über Fossilien hinaus sind Museen die Aufbewahrungsorte für das, was wir über die lebenden Arten der Welt wissen, sowie für einen Großteil unserer eigenen Kulturgeschichte.

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Für Paläontologen, Biologen und Anthropologen sind Museen wie das Archiv der Historiker. Und wie die meisten Archive - denken Sie an diejenigen, die im Vatikan oder in der Library of Congress untergebracht sind - enthält jedes Museum normalerweise viele einzigartige Exemplare, die einzigen Daten, die wir über die Arten haben, die sie repräsentieren.

Die Einzigartigkeit jeder Museumssammlung bedeutet, dass Wissenschaftler weltweit routinemäßig pilgern, um sie zu besuchen. Es bedeutet auch, dass der Verlust einer Sammlung, wie beim jüngsten Brand in Rio de Janeiro, einen unersetzlichen Wissensverlust darstellt. Es ist vergleichbar mit dem Verlust der Familiengeschichte, wenn ein Familienältester verstorben ist. In Rio beinhalteten diese Verluste einzigartige Dinosaurier, vielleicht die ältesten menschlichen Überreste, die jemals in Südamerika gefunden wurden, und die einzigen Audioaufnahmen und Dokumente indigener Sprachen, darunter viele, die keine Muttersprachler mehr haben. Dinge, die wir einmal wussten, wissen wir nicht mehr; Dinge, die wir vielleicht gewusst haben, können nicht mehr erkannt werden.

Mittlerweile ermöglichen digitale Technologien - darunter das Internet, interoperable Datenbanken und Rapid Imaging-Techniken - die elektronische Erfassung von Museumsdaten. Forscher, darunter ein multi-institutionelles Team, das ich führe, legen den Grundstein für die kohärente Verwendung dieser Millionen von Exemplaren. Überall auf der Welt arbeiten Teams daran, diese "dunklen Daten", die derzeit über das Web nicht zugänglich sind, in das digitale Licht zu rücken.

Was ist in Schubladen und Boxen versteckt?

Paläontologen beschreiben den Fossilienbestand oft als unvollständig. Für einige Gruppen kann der Fossilienbestand jedoch bemerkenswert gut sein. In vielen Fällen gibt es in Museen viele zuvor gesammelte Exemplare, die den Wissenschaftlern helfen, ihre Forschungsfragen zu beantworten. Die Frage ist, wie zugänglich sie sind oder nicht.

Die schiere Größe fossiler Sammlungen und die Tatsache, dass die meisten ihrer Inhalte vor der Erfindung von Computern und dem Internet gesammelt wurden, machen es sehr schwierig, die Daten zu Museumsobjekten zu sammeln. Aus digitaler Sicht stellen die meisten fossilen Sammlungen der Welt „dunkle Daten“ dar. Die Tatsache, dass große Teile der bestehenden Museumssammlungen nicht computergesteuert sind, bedeutet auch, dass verlorene Schätze in Museen selbst wiederentdeckt werden.

Mit der Vision und den Investitionen von Förderagenturen wie der National Science Foundation (NSF) in den Vereinigten Staaten arbeiten zahlreiche Museen zusammen, um ihre Daten aus wichtigen Teilen des Fossilienbestandes digital zusammenzuführen. Das University of California Museum für Paläontologie in Berkeley, an dem ich arbeite, ist eines von 10 Museen, die jetzt einige ihrer fossilen Daten sammeln. Gemeinsam mit unseren digitalisierten Sammlungen arbeiten wir daran, zu verstehen, wie sich große Umweltveränderungen auf die Ökosysteme der Ostküste des Pazifischen Ozeans, von Chile bis Alaska, in den letzten 66 Millionen Jahren ausgewirkt haben.

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Der Digitalisierungsprozess selbst umfasst das Hinzufügen der Sammlungsdaten der Exemplare in das Computersystem des Museums, wenn es noch nicht eingegeben wurde: die Identifizierung der Arten, wo sie gefunden wurden, und das Alter der Gesteine, in denen sie gefunden wurden. Dann digitalisieren wir die geografischen Daten Ort, an dem die Probe gesammelt wurde, und digitale Bilder aufnehmen, auf die über das Web zugegriffen werden kann.

Die Integrated Digitized Biocollections-Site (iDigBio) beherbergt alle wichtigen Bestrebungen zur Digitalisierung von Museen in den Vereinigten Staaten, die durch die derzeit im Jahr 2011 begonnene NSF-Initiative finanziert werden.

Bezeichnenderweise sind die Kosten für die digitale Online-Aggregation der Fossil-Daten einschließlich der zehntausenden Bilder im Vergleich zu den Kosten, die für das Sammeln der Fossilien erforderlich waren, bemerkenswert gering. Es ist auch weniger als die Kosten für die Aufrechterhaltung der physischen Sicherheit und der Erreichbarkeit dieser unbezahlbaren Ressourcen - eine Kosten, die die Verantwortlichen für das Museum in Rio offensichtlich nicht bereit waren, mit verheerenden Folgen zu kämpfen.

Digitalisierte Daten helfen bei der Beantwortung von Forschungsfragen

Unsere Gruppe, EPICC für Eastern Pacific Invertebrate Communities des Känozoikums, hat quantifiziert, wie viele "dunkle Daten" in unseren gemeinsamen Sammlungen vorhanden sind. Wir fanden heraus, dass unsere 10 Museen Fossilien aus dem 23-fachen der Anzahl von Sammelstellen in Kalifornien, Oregon und Washington enthalten, als derzeit in einer führenden elektronischen Online-Datenbank der paläontologischen wissenschaftlichen Literatur, der Paleobiology Database, dokumentiert ist.

EPICC nutzt unsere neu digitalisierten Daten, um ein besseres Verständnis der ökologischen Reaktion der Vergangenheit auf Umweltveränderungen zusammenzustellen. Wir wollen Ideen testen, die für den lang- und kurzfristigen Klimawandel relevant sind. Wie erholte sich das Leben von dem Massensterben, das die Dinosaurier auslöschte? Wie haben Veränderungen der Ozeantemperatur das Ökosystem der Meere verändert, einschließlich derjenigen, die mit der Isolierung des kühleren Pazifischen Ozeans vom wärmeren karibischen Meer verbunden waren, als sich die Landbrücke von Panama zum ersten Mal bildete?

Um diese Fragen zu beantworten, müssen alle relevanten fossilen Daten, die aus vielen Museen stammen, online leicht zugänglich sein, um eine umfassende Synthese dieser Daten zu ermöglichen. Durch die Digitalisierung können Paläontologen den Wald als Ganzes betrachten und nicht nur als eine Vielzahl von einzelnen Bäumen.

In einigen Fällen - beispielsweise bei Aufzeichnungen vergangener Sprachen oder bei den Sammlungsdaten für einzelne Exemplare - helfen digitale Aufzeichnungen, diese unschätzbaren Ressourcen zu schützen. In der Regel bleiben die tatsächlichen Exemplare jedoch für das Verständnis der vergangenen Änderungen von entscheidender Bedeutung. Forscher müssen häufig noch Schlüsselmessungen direkt an den Proben selbst vornehmen.

Zum Beispiel Berkeley Ph.D. Die Studentin Emily Orzechowski verwendet Proben, die vom EPICC-Projekt aggregiert wurden, um die Idee zu testen, dass der Ozean vor der kalifornischen Küste durch den globalen Klimawandel kühler wird. Klimamodelle sagen voraus, dass eine stärkere globale Erwärmung zu stärkeren Winden an der Küste führen wird, was den Aufschwung der Küste erhöht, der kalte Gewässer aus dem tiefen Ozean an die Oberfläche bringt - die Ursache für die berühmten Sommernebel von San Francisco.

Der Test, den sie verwendet, beruht auf der Abbildung der Verteilung einer großen Anzahl von Fossilien. Sie misst subtile Unterschiede in den Sauerstoff- und Kohlenstoffisotopen in fossilen Muscheln und Schneckenhäusern, die auf die letzte Interglazialzeit der Erdgeschichte vor etwa 120.000 Jahren zurückgehen, als die Westküste wärmer war als heute. Der Zugang zu den realen Fossilien ist für diese Art der Forschung von entscheidender Bedeutung.

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Die Reaktion auf vergangene Veränderungen zu verstehen, beschränkt sich nicht nur auf Fossilien. Vor fast einem Jahrhundert hat beispielsweise der Direktor des Zoologischen Museums für Wirbeltiere, Joseph Grinnell von der University of California, Berkeley, systematische Sammlungen von Säugetieren und Vögeln in ganz Kalifornien durchgeführt. Anschließend untersuchte das Museum diese genauen Orte erneut und entdeckte große Veränderungen in der Verbreitung vieler Arten, einschließlich des Verlusts vieler Vogelarten in der Mojave-Wüste.

Ein Schlüsselaspekt dieser Arbeit war der Vergleich der DNA aus den fast hundert Jahre alten Museumsstücken mit der DNA von heute lebenden Tieren. Der Vergleich ergab eine ernsthafte Fragmentierung der Populationen und führte zur Identifizierung genetischer Veränderungen als Reaktion auf Umweltveränderungen. Die Proben sind für diese Art von Projekt von entscheidender Bedeutung.

Diese digitale Revolution beschränkt sich nicht nur auf Fossilien und Paläontologie. Es betrifft alle Sammlungen von Museen. Kuratoren und Forscher sind enorm begeistert von der Kraft, die gewonnen werden kann, wenn die Museumssammlungen der Welt - von Fossilien bis zu Exemplaren von lebenden Organismen - durch die aufkommende Digitalisierung unserer unschätzbaren Sammlungen zugänglich werden.

Dieser Artikel wurde ursprünglich in The Conversation von Charles Marshall veröffentlicht. Lesen Sie hier den Originalartikel.