Föreställ dig ett naturhistoriskt museum. Vad tänker jag på? Barndomsminnen av dinosaurieskelett och diorama? Eller kanske du fortfarande besöker för att se planetariumshower eller en IMAX-funktion? Du kanske blir förvånad över att höra att bakom dessa utställningar som riktar sig till allmänheten ligger en ovärderlig skattkammare som de flesta besökare aldrig kommer att se:ett museums samlingar.

Långt ifrån bortglömd, dammiga gravar, som ibland är uppfattningen, dessa samlingar är värd för den allra senaste forskningen om livet på denna planet. Omfattningen av några av de största samlingarna kan vara häpnadsväckande. Smithsonian National Museum of Natural History, till exempel, rymmer över 150 miljoner exemplar. Även en mindre akademisk institution, som Research Museums Center vid University of Michigan, rymmer en labyrint av provvalv, bevara miljontals skelett, fossiler, torkat växtmaterial och burkade organismer.

Viktigast, aktiva forskare som vid varje given tidpunkt studerar denna rikedom av kunskap, arbetar med att reda ut den invecklade jordens biologiska mångfald. Vid University of Michigan, där jag tog min doktorsexamen. i ekologi och evolutionsbiologi, Jag arbetade inbäddad bland dessa skelett, fossiler och andra naturskatter. Dessa exemplar var avgörande för min forskning, som primära rekord för världens naturhistoria.

Men trots det oöverskådliga värdet av dessa samlingar, Jag undrade ofta hur jag skulle göra dem mer tillgängliga. Ett projekt för att digitalt skanna hundratals fladdermusskallar var ett sätt att få exemplar som skulle se ut som hemma i en antik viktoriansk samling direkt till framkanten av 2000-talets museipraktik.

En värdefull resurs, till stor del dold från insyn

Genom att undersöka variation mellan och inom samlingsexemplar, Biologer har avslöjat många ekologiska och evolutionära mysterier i den naturliga världen. Till exempel, en nyligen genomförd studie på fågelexemplar spårade den ökande koncentrationen av atmosfäriskt svart kol och dess roll i klimatförändringarna under mer än ett sekel. Forskare kan samla in gammalt DNA från exemplar och samla information om historiska populationsnivåer och hälsosam genetisk mångfald för organismer som nu är hotade och hotade.

Min egen forskning om global fladdermusmångfald använde hundratals museiexemplar för att dra slutsatsen att tropiska fladdermöss samexisterar lättare än många biologer förväntar sig. Detta fynd stämmer överens med ett övergripande mönster över mycket av livets träd där tropiska arter är fler än sina tempererade kusiner. Det kan också hjälpa till att förklara varför i många delar av Central- och Sydamerika, fladdermöss är bland de vanligaste och mest mångsidiga däggdjuren, period.

Dock, forskning på dessa exemplar kräver ofta direkt tillgång, som kan komma till ett högt pris. Forskare måste antingen resa till museer, eller så måste museer skicka sina exemplar i massor till forskare – både logistiska och ekonomiska utmaningar. Museer är förståeligt nog försiktiga med att skicka många exemplar som verkligen är oersättliga - det sista beviset på att vissa organismer någonsin funnits i vår värld. Ett museums budget och koldioxidavtryck kan snabbt svälla av lån. Och eftersom fysiska prover inte kan vara på mer än en plats samtidigt, forskare kan behöva vänta en obestämd tid medan deras material lånas ut till någon annan.

CT-skanning fladdermusskallar

Jag har försökt ta itu med dessa frågor om tillgång med mina medarbetare Daniel Rabosky och Erin Westeen med hjälp av mikro-CT-teknik. Precis som med medicinsk CT-skanning, micro-CT använder röntgenstrålar för att digitalisera föremål utan att skada dem – i vårt fall, dessa skanningar sker i den fina skalan av miljondelar av meter (mikrometer). Detta innebär att mikro-CT-skanningar är otroligt exakta vid höga upplösningar. Även mycket små exemplar och delar bevaras i levande detaljer.

För min Ph.D. forskning, vi använde mikro-CT-skanning för att digitalisera nästan 700 individuella fladdermusskallar från vårt museums samling. Med uppskattningar på cirka 1, 300 beskrivna arter, fladdermöss representerar cirka 25 till 30 procent av moderna däggdjursarter, näst efter gnagare. Dock, en av anledningarna till att forskare länge har fascinerats av fladdermöss är deras enorma mångfald av beteende och funktion i naturen. Mycket av denna ekologiska mångfald är kodad i deras skallar, som varierar stort i form och storlek.

Vid Michigan School of Dentistrys mikro-CT-anläggning, vi skannade varje fladdermusskalle i höga upplösningar. Varje skanning producerade hundratusentals bilder per prov – varje bild ett litet tvärsnitt av en originalskalle. Med dessa "staplar" av tvärsnitt, vi rekonstruerade sedan 3D-ytor och volymer. I huvudsak, vi återskapade ett 3-D "digitalt exemplar" från vart och ett av de cirka 700 originalen.

Digitala exemplar öppnar dörrar

I samarbete med MorphoSource vid Duke University, vi har sedan dess publicerat våra digitala exemplar i ett arkiv med öppen tillgång för forskare, pedagoger och elever. Varje digitalt exemplar är associerat med samma identifieringsdata som dess original, möjliggör forskning utan resor eller frakt. Ännu bättre, många ömtåliga delar kan dissekeras digitalt utan rädsla för irreparabel skada. Digitala exemplar kan till och med 3D-utskrivas i olika skalor för användning i utbildningsmiljöer och museiutställningar.

Mina kollegor Dan och Erin har fortsatt att utöka dessa ansträngningar till andra ryggradsdjur på vårt museum. Vår förhoppning är att det bredare forskarsamhället kommer att ta till sig digitala provdata med öppen tillgång på ungefär samma sätt som digitala, allmänt tillgängliga genetiska data har antagits över hela biologin. Digitalisering kan utöka räckvidden för varje museum, särskilt när skanningspriserna sjunker och mikro-CT-mjukvara med öppen tillgång blir mer praktisk.

Denna digitala revolution kommer vid en tidpunkt då många naturhistoriska museer är hotade. Världen över, museer är trängda av budgetnedskärningar och årtionden av försummelse, med förödande konsekvenser.

Ett sätt att vitalisera museer är att anamma digitala uppdrag som bevarar ovärderlig data och främjar globalt samarbete. Långt ifrån att göra fysiska samlingar föråldrade, digitalisering kan modernisera naturhistoriska museer, som det har med bibliotek och andra konstmuseer, historia och kultur. Originalen kommer alltid att finnas där för dem som vill dyka djupt in i naturhistorien. Den digitala flygeln kan istället inbjuda till nyfikenhet och frågor från källor de flesta museer aldrig skulle kunna drömma om att nå annars.

I mina tidigaste dagar som biolog, Jag plågades av vanliga forskarbekymmer. Vad skulle hända med all min data? Vem mer skulle någonsin se det? Forskare vet aldrig vilket nytt liv som kan blåsas in i vår grundforskning efter år, decennier, århundraden. Jag tänker på de hundratals tidigare forskare som omedvetet bidrog med data till min egen forskning, spänner över nästan 130 år och sex kontinenter av expeditioner.

Genom att digitalisera sina tidigare insatser, mina kollegor och jag såg till att de kan nå en bred publik, långt utöver vad de antagligen föreställt sig. Inte längre bör den potentiella påverkan av något exemplar begränsas av väggarna och begränsningarna på ett museum. Istället, museer kan öppna sina dörrar för en digital framtid, bjuda in vem som helst till naturens oändliga underverk.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.