Cabinetul digital de curiozități

O inițiativă ambițioasă la nivel multi-instituțional, cunoscută în mod colocvial ca proiectul „scan-all-vertebrates” (scanează-toate-vertebratele), este gata să fie pusă la dispoziția publicului larg.

Viscere de broască, solzi de șopârlă, cozi de șoarece. Creaturile fac parte dintr-o colecție de peste 13.000 de specimene de muzeu al căror interior a fost scanat cu ajutorul unui tomograf (CT) în cadrul unei misiuni de șase ani pentru a crea reconstrucții digitale 3D. Inițiativa, numită openVertebrate sau oVert, își propune să ofere acces gratuit online la specimenele de vertebrate. Astfel de specimene erau, în mod obișnuit, păstrate în depozit până când erau expuse publicului sau scoase pentru examinare de către un specialist, conform unui raport publicat pe 6 martie în BioScience. Cercetătorii au anunțat că inițiativa a finalizat efortul de a crea un depozit online gratuit de specimene de istorie naturală provenite din colecții de muzee și universități din Statele Unite. Conducerea este asigurată de biologii de la Florida Museum of Natural History și este finanțată printr-o donație de 2,5 milioane de dolari din partea National Science Foundation. Colecția openVertebrate este una dintre cele mai mari de acest fel, incluzând peste jumătate din genurile tuturor amfibienilor, reptilelor, peștilor și mamiferelor. Replicile online nu numai că fac colecțiile de muzee accesibile pentru mai multă lume, dar oferă și oamenilor o privire în interiorul animalelor fără a fi nevoie de bisturiu sau alte echipamente de disecție.

Între 2017 și 2023, cercetătorii de la 18 instituții colaboratoare au utilizat scanarea CT pentru a crea reconstrucții 3D ale peste 13.000 de specimene de vertebrate. Fiecare specimen a fost plasat într-un tub. Tubul a fost apoi rotit în jurul unui scanner de raze X fix care a capturat o imagine completă a corpului animalului. Dar puține vertebrate au formă de tub, așa că echipa a trebuit să umple cilindrul cu materiale care să poată fixa specimenul fără a interfera cu scanarea.

Deși majoritatea modelelor sunt de schelete, unele au fost și colorate temporar cu o soluție de contrast, permitând cercetătorilor să vizualizeze pielea, mușchii și alte țesuturi moi. La scanarea specimenelor în special mari sau dificile, cum ar fi o balenă cu cocoașă la Muzeul de Istorie Naturală din Idaho, membrii proiectului oVert au trebuit să găsească soluții creative – rezultând într-un videoclip amuzant cu o țestoasă Galápagos culcată cu capul în jos pe un colac de înot gonflabil.

Menajeria digitală rezultată seamănă vag cu „cabinetele de curiozități”, care au devenit populare în secolul al XVI-lea, și care adesea conțineau specimene neobișnuite de animale. Cu toate acestea, spre deosebire de acele colecții, care erau, de obicei, “ținute ascunse” (pentru a fi admirate doar de un număr restrâns de persoane bogate), datele oVert sunt disponibile gratuit pentru oamenii de știință, studenți, profesori și oricine are acces la internet.

„Cea mai bună parte a acestui proces este faptul că apar lucruri ciudate și minunate pe care nu te aștepți să le vezi”, spune biologul Edward Stanley de la Muzeul de Istorie Naturală din Florida. Printre aceste lucruri se numără infecții parazitare, ultimele mese și o nouă înțelegere asupra anatomiei animalelor.

De exemplu, scanările CT ale urechilor interne ale broaștelor-pumpkin (toadlets) au relevat că acești amfibieni aterizează în mod necontrolat în săriturile lor din cauza tuburilor auditive deformate. Și imaginile realizate de oamenii de știință folosind specimene ale șoarecilor spinoși au arătat că cozile animalelor sunt acoperite cu o armură osoasă similară cu cea a unui arici.

Echipa raportează că, până în decembrie 2023, baza de date a primit peste un milion de vizualizări și aproape 100.000 de descărcări. Datele din colecția digitală au generat deja descoperiri științifice intrigante, inclusiv oase neobișnuite la șoarecii spinoși africani și dovezi că broaștele au pierdut și au recâștigat dinți de mai mult de 20 de ori în cursul evoluției lor. Organizatorii proiectului au instruit, de asemenea, profesori de liceu să utilizeze imaginile în scopuri de educație științifică.

În viitor, echipa oVert intenționează să continue să realizeze imagini pentru specimenele de muzeu și să le facă accesibile publicului. Jaimi Gray, un cercetător postdoctoral la Muzeul de Istorie Naturală din Florida, lucrează în prezent la un proiect numit Non-Clinical Tomography Users Research Network, care își propune să împărtășească datele oVert cu o gamă largă de utilizatori din domeniul științei, industriei și educației.

„Nu am aprins flacăra inițială a imaginilor 3D ale specimenelor”, spune liderul proiectului, David Blackburn, care servește drept curator de herpetologie la Muzeul din Florida, „dar am contribuit să o hrănim și să o dezvoltăm în așa fel încât s-a răspândit și a inflamat multe muzee și oameni de știință”.

Tehnologia ar putea contribui la digitalizarea altor organisme ascunse în colecțiile de istorie naturală, inclusiv nevertebrate și plante, spun cercetătorii. Unele scanere ar putea chiar funcționa pentru vertebratele vii.