古生物学者によると、なぜ博物館は過去を理解するためにデジタル化する必要があるのか

世界の偉大な美術館には秘密があります。それらは、日の目を見ることがほとんどない数百万から数百万の自然史標本の本拠地です。それらは一般に公の展示ホールの後ろまたは上、あるいは敷地外の建物の中に隠されています。

展示されているものは、各博物館の管理下にある豊富な知識のうち、ごくわずかな部分にすぎません。化石を超えて、美術館は私たちが世界の生物種と私たち自身の文化的歴史の大部分について知っていることのためのリポジトリです。

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古生物学者、生物学者、人類学者にとって、博物館は歴史家の資料館のようなものです。そして、ほとんどのアーカイブと同様に - バチカンや議会図書館に収容されているものを考える - それぞれの博物館は典型的に多くのユニークな標本を所持しています。

各博物館のコレクションのユニークさは、科学者が日常的にそれらを訪問するために巡礼をすることを意味します。それはまた、最近のリオデジャネイロでの激しい火事のように、コレクションの損失はかけがえのない知識の損失を意味します。それは、家族の長老が亡くなったときの家族歴の喪失に似ています。リオでは、これらの損失には、南米で今までに見たことのない最も古い人類の恐竜、およびネイティブスピーカーを持たなくなった多くのものを含む、固有の言語の唯一のオーディオ録音およびドキュメントが含まれます。我々がかつて知っていたこと、我々はもはや知らない。私たちが知っていたかもしれないことは、もはや知られていません。

しかし、インターネット、相互運用可能なデータベース、高速イメージング技術などのデジタル技術によって、美術館のデータを電子的に集約することが可能になりました。私が率いる多機関チームを含む研究者たちは、これらの何百万もの標本を首尾一貫して使用するための基礎を築いています。世界中で、チームはこれらの「ダークデータ」（現在ウェブ経由ではアクセスできない）をデジタルライトに取り込むために取り組んでいます。

引き出しや箱に隠れているもの

古生物学者は、化石記録を不完全なものとしてしばしば説明します。しかし、一部のグループにとっては、化石記録は非常に良いものになり得ます。多くの場合、科学者が彼らの研究の質問に答えるのを助けるために、博物館で以前に集められた標本がたくさんあります。問題はそれらがどれほどアクセス可能か - あるいはそうではない - です。

膨大な化石コレクション、およびそれらのコンテンツの大部分がコンピュータとインターネットの発明以前に収集されたという事実により、博物館標本に関するデータを集約することは非常に困難になります。デジタルの観点から見ると、世界のほとんどの化石コレクションは「ダークデータ」を表しています。既存の美術館コレクションの大部分がコンピュータ化されていないという事実は、失われた財宝が美術館内で再発見されるのを待っているということも意味します。

米国の国立科学財団（NSF）などの資金提供機関のビジョンと投資により、数多くの美術館が共同で化石記録の重要部分からのデータをまとめています。私が勤めているカリフォルニア大学バークレー校の古生物学博物館は、現在それらの化石データのいくつかを集めた10の博物館のうちの1つです。私たちのデジタル化されたコレクションを通して、私たちは過去6千6百万年にわたって、チリからアラスカまで、太平洋の東海岸の海洋生態系に大きな環境変化がどのように影響を与えたかを理解するために取り組んでいます。

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デジタル化プロセス自体には、標本のコレクションデータがまだ入力されていない場合は博物館のコンピュータシステムに追加することが含まれます。その種の識別、発見された場所、発見された岩石の年代などです。標本が収集された場所の場所、およびWeb経由でアクセスできるデジタル画像を撮る。

統合デジタル化バイオコレクション（iDigBio）サイトは、2011年に始まった現在のNSFイニシアチブによって資金を供給された米国におけるすべての主要な博物館デジタル化努力をホストします。

何万もの画像を含め、オンラインで化石データをデジタルで集約するコストは、そもそも化石を集めるために要したコストと比べて非常に小さいです。それはまた、これらの貴重な財源の物理的な安全性と利用しやすさを維持するための費用、つまりリオの美術館の責任者とされていた人々がカバーするつもりがなかったため、悲惨な結果をもたらしました。

デジタル化されたデータは研究の質問に答えるのに役立ちます

新生代の東太平洋無脊椎動物コミュニティのためのEPICCと呼ばれる私たちのグループは、私たちの共同コレクションにどれだけの「ダークデータ」が存在するかを定量化しました。私たちの10の博物館には、カリフォルニア、オレゴン、ワシントンのコレクションサイトの23倍の数の化石があり、古生物学文献の有力なオンライン電子データベースである古生物学データベースに現在記録されていることがわかりました。

EPICCは、私たちの新しくデジタル化されたデータを使用して、環境変化に対する過去の生態学的反応についてのより深い理解をまとめました。私たちは、長期的および短期的な気候変動に関連するアイデアをテストしたいと思います。恐竜を一掃した大量絶滅から生命はどのように回復したのでしょうか。パナマの陸橋が最初に形成されたとき、暖かいカリブ海からのより冷たい太平洋の隔離に関連したものを含めて、海水温度の変化はどのように海洋生態系の変化を引き起こしましたか？

これらの質問に答えるために、多くの美術館から集められたすべての関連する化石データはそれらのデータの大規模な合成を可能にするためにオンラインで容易にアクセス可能である必要があります。デジタル化により、古生物学者は単なる無数の個々の木としてではなく、森林全体を見ることができます。

過去の言語の記録や個々の標本に関連する収集データなど、場合によっては、これらの貴重な資料をデジタル記録で保護することができます。しかし、通常、実際の標本は過去の変化を理解するために依然として重要です。多くの場合、研究者は試料そのものを直接測定する必要があります。

たとえば、Berkeley Ph.D.学生Emily Orzechowskiは、EPICCプロジェクトによって集められた標本を使用して、カリフォルニア沿岸沖の海が地球規模の気候変動により涼しくなるという考えをテストしています。気候モデルは、地球温暖化の増加が沿岸への強い風をもたらすと予測しています。それは沿岸の湧昇を増やし、深海から地表への冷たい水をもたらします - サンフランシスコの有名な夏の霧の原因。

彼女が使っているテストは、膨大な数の化石の分布をマッピングすることに依存しています。彼女は、西海岸が今日より暖かくなった約12万年前の地球の最後の間氷期にまでさかのぼる化石とカタツムリの殻に見られる酸素と炭素同位体の微妙な違いを測定しています。この種の研究では、現実の化石へのアクセスが非常に重要です。

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過去の変化に対する反応を理解することは、化石だけに限られていません。例えば、ほぼ1世紀前、カリフォルニア大学バークレー校の脊椎動物動物学博物館の所長、Joseph Grinnellは、カリフォルニア全土で哺乳類と鳥類の体系的なコレクションを手がけました。その後、博物館はそれらの正確な地域を再調査し、モハーベ砂漠での多くの鳥類の喪失を含む、多くの種の分布の大きな変化を発見しました。

この作品の重要な側面は、ほぼ100年前の博物館標本からのDNAと、生きている動物のDNAとの比較でした。比較は、集団の深刻な断片化を明らかにし、そして環境変化に反応して遺伝的変化の同定をもたらした。標本を持つことは、この種のプロジェクトにとって非常に重要です。

このデジタル革命は化石や古生物学に限られたものではありません。それはすべての美術館のコレクションに関係しています。化石から生き生きとした生物の標本まで、世界中の博物館のコレクションが私たちの貴重なコレクションの初期のデジタル化を通してアクセス可能になるにつれて、学芸員と研究者は得る力に非常に興奮しています。

この記事は、もともとCharles MarshallによるThe Conversationに掲載されたものです。ここで元の記事を読んでください。