Un paléontologue explique pourquoi les musées ont besoin de passer au numérique pour comprendre le passé

Les grands musées du monde recèlent un secret: ils abritent des millions de spécimens d’histoire naturelle qui ne se voient presque jamais. Ils sont cachés à la vue du public, généralement derrière ou au-dessus des salles d'exposition publiques, ou dans des bâtiments extérieurs.

Ce qui est présenté au public ne représente que la fraction la plus infime de la richesse des connaissances gérées par chaque musée. Au-delà des fossiles, les musées sont les dépositaires de ce que nous savons de l’espèce vivante dans le monde, ainsi que de la majeure partie de notre histoire culturelle.

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Pour les paléontologues, les biologistes et les anthropologues, les musées sont comme les archives des historiens. Et comme la plupart des archives - pensez à celles hébergées au Vatican ou à la Bibliothèque du Congrès - chaque musée contient généralement de nombreux spécimens uniques, les seules données dont nous disposons sur les espèces qu’ils représentent.

Le caractère unique de chaque collection de musée signifie que les scientifiques effectuent régulièrement des pèlerinages dans le monde entier pour les visiter. Cela signifie également que la perte d'une collection, comme lors du récent incendie déchirant de Rio de Janeiro, représente une perte de connaissances irremplaçable. Cela ressemble à la perte des antécédents familiaux du décès d’un aîné de la famille. À Rio, ces pertes incluaient des dinosaures uniques en leur genre, peut-être les plus vieux restes humains jamais trouvés en Amérique du Sud, et les seuls enregistrements audio et documents en langues autochtones, dont beaucoup n’avaient plus de locuteurs natifs. Des choses que nous savions autrefois ne sont plus connues; les choses que nous avons pu connaître ne peuvent plus être connues.

Mais maintenant, les technologies numériques - y compris Internet, les bases de données interopérables et les techniques d'imagerie rapide - permettent d'agréger électroniquement les données de musée. Les chercheurs, y compris une équipe multi-institutionnelle que je dirige, jettent les bases de l'utilisation cohérente de ces millions de spécimens. Partout dans le monde, des équipes s’efforcent d’intégrer ces «données sombres», actuellement inaccessibles via le Web, au numérique.

Ce qui est caché dans les tiroirs et les boîtes

Les paléontologues décrivent souvent les archives fossiles comme incomplètes. Mais pour certains groupes, les archives fossiles peuvent être remarquablement bonnes. Dans de nombreux cas, il existe de nombreux spécimens précédemment collectés dans les musées pour aider les scientifiques à répondre aux questions de leurs recherches. Le problème est de savoir dans quelle mesure ils sont accessibles.

La taille même des collections de fossiles et le fait que la plupart de leurs contenus ont été collectés avant l'invention de l'ordinateur et d'Internet rendent très difficile l'agrégation des données associées aux spécimens de musée. Du point de vue numérique, la plupart des collections de fossiles du monde représentent des «données sombres». Le fait que de grandes parties des collections de musées existantes ne soient pas informatisées signifie également que les trésors perdus attendent d’être redécouverts au sein même des musées.

Grâce à la vision et aux investissements d'organismes de financement tels que la National Science Foundation (NSF) aux États-Unis, de nombreux musées collaborent pour rassembler numériquement leurs données provenant d'éléments clés des archives fossiles. Le musée de paléontologie de l'Université de Californie à Berkeley, où je travaille, est l'un des 10 musées rassemblant actuellement certaines de leurs données fossiles. Ensemble, par le biais de nos collections numérisées, nous travaillons à comprendre comment les principaux changements environnementaux ont affecté les écosystèmes marins de la côte est de l'océan Pacifique, du Chili à l'Alaska, au cours des 66 derniers millions d'années.

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Le processus de numérisation lui-même comprend l’ajout des données de la collection de spécimens dans le système informatique du musée, s’il n’a pas déjà été entré: identification de l’espèce, emplacement où elle a été trouvée et âge des roches dans lesquelles elle a été trouvée. Nous numérisons ensuite les données géographiques. l'endroit où le spécimen a été collecté et prenez des images numériques accessibles via le Web.

Le site iDigBio (Integrated Digitized Biocollections) intègre toutes les principales initiatives de numérisation de musées aux États-Unis, financées par l'initiative NSF en cours lancée en 2011.

De manière significative, le coût de l’agrégation numérique des données de fossiles en ligne, y compris les dizaines de milliers d’images, est remarquablement faible comparé au coût de la collecte des fossiles. C’est aussi moins que les dépenses liées au maintien de la sécurité physique et de l’accessibilité de ces ressources inestimables - un coût que les personnes supposées être responsables du musée de Rio n’auraient apparemment pas voulu assumer, avec des conséquences désastreuses.

Les données numérisées peuvent aider à répondre aux questions de recherche

Notre groupe, appelé EPICC pour les communautés d'invertébrés du Cénozoïque du Pacifique est du Pacifique, a quantifié à quel point les «données sombres» présentes dans nos collections conjointes. Nous avons constaté que nos 10 musées contiennent des fossiles représentant 23 fois plus de sites de collecte en Californie, en Oregon et à Washington que ce qui est actuellement documenté dans une base de données électronique en ligne de la littérature scientifique paléontologique, la base de données de paléobiologie.

EPICC utilise nos données nouvellement numérisées pour rassembler une compréhension plus riche de la réponse écologique passée aux changements environnementaux. Nous voulons tester des idées pertinentes pour le changement climatique à court et à long terme. Comment la vie a-t-elle récupéré de l'extinction de masse qui a anéanti les dinosaures? Comment les changements de température de l'océan ont-ils entraîné les changements dans l'écosystème marin, y compris ceux liés à l'isolement de l'océan Pacifique plus froid de la mer des Caraïbes plus chaude lorsque le pont terrestre de Panama s'est formé?

Pour répondre à ces questions, toutes les données fossiles pertinentes, issues de nombreux musées, doivent être facilement accessibles en ligne pour permettre une synthèse à grande échelle de ces données. La numérisation permet aux paléontologues de voir la forêt dans son ensemble, plutôt que comme une myriade d'arbres individuels.

Dans certains cas, tels que les enregistrements de langues antérieures ou les données de collection associées à des spécimens individuels, les enregistrements numériques aident à protéger ces ressources inestimables. Mais, typiquement, les spécimens réels restent cruciaux pour comprendre le changement passé. Les chercheurs doivent encore souvent effectuer des mesures clés directement sur les spécimens eux-mêmes.

Par exemple, Berkeley Ph.D. L'étudiante Emily Orzechowski utilise des spécimens rassemblés dans le cadre du projet EPICC pour tester l'idée que l'océan au large de la côte californienne se refroidira avec le changement climatique mondial. Les modèles climatiques prévoient une augmentation du réchauffement planétaire qui conduira à des vents plus forts le long de la côte, ce qui augmentera l'upwelling côtier qui amène les eaux glaciales des profondeurs de l'océan à la surface - cause des célèbres brouillards estivaux de San Francisco.

Le test qu’elle utilise repose sur la cartographie des distributions d’un grand nombre de fossiles. Elle mesure les différences subtiles dans les isotopes d’oxygène et de carbone présents dans les coquilles de palourdes et d’escargots datant de la dernière période interglaciaire de l’histoire de la Terre, il ya environ 120 000 ans, lorsque la côte ouest était plus chaude qu’aujourd’hui. L'accès aux fossiles de la vie réelle est crucial dans ce type de recherche.

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Comprendre la réponse aux changements passés ne se limite pas aux fossiles. Par exemple, il y a près d'un siècle, le directeur du musée de la zoologie des vertébrés, Joseph Grinnell de l'Université de Californie à Berkeley, a entrepris des collections systématiques de mammifères et d'oiseaux à travers la Californie. Par la suite, le musée a réexaminé ces localités précises, découvrant des changements majeurs dans la répartition de nombreuses espèces, notamment la perte de nombreuses espèces d'oiseaux dans le désert de Mojave.

Un aspect clé de ce travail a été la comparaison de l’ADN de spécimens de musée presque centenaires avec l’ADN d’animaux vivants. La comparaison a révélé une fragmentation grave des populations et conduit à l'identification de changements génétiques en réponse aux changements environnementaux. Avoir les spécimens est crucial pour ce genre de projet.

Cette révolution numérique ne se limite pas aux fossiles et à la paléontologie. Cela concerne toutes les collections de musées. Les conservateurs et les chercheurs sont extrêmement enthousiasmés par le pouvoir à gagner alors que les collections des musées du monde, des fossiles aux spécimens d’organismes capturés vivants, deviennent accessibles grâce à la numérisation naissante de nos précieuses collections.

Cet article a été publié à l'origine sur The Conversation par Charles Marshall. Lisez l'article original ici.