黑暗数据：博物馆货架上脆弱的宝藏

当馆长们开始清理巴西被大火蹂躏的国家博物馆的残骸时，一项新的论文量化了博物馆收藏中未被研究——且易受损失——的化石和其他具有科学意义的发现的数量。作者们表示，这是一个行动呼吁。

周日晚间，当地时间在里约热内卢，巴西国家博物馆发生的火灾原因仍在调查中，损失程度仍在评估中。但任何看到火灾场面的人都不会怀疑：这场火灾是毁灭性的，不仅对巴西国家而言。

匹兹堡卡内基自然历史博物馆的脊椎动物古生物学助理馆长马修·拉曼纳（Matthew Lamanna）说：“虽然我不知道具体损失了多少，我认为目前还没有人知道，但我认为可以肯定地说，世界上相当一部分的自然和文化遗产在那场大火中被摧毁了。而且我们对此无能为力。”

2018年9月2日至3日，大火在巴西里约热内卢的国家博物馆燃烧了数小时。（图片来源：Wikimedia Commons/Felipe Milanez）

拉曼纳补充说，博物馆收藏的数百万件藏品中包括“几十具保存完好的翼龙化石和几种重要恐龙物种的唯一已知标本。”这仅仅是他们的古生物学收藏。该博物馆还收藏了南美洲原住民文化的珍贵文物以及几乎所有科学领域的重大发现。

加州大学伯克利分校的古生物学家、加州大学古生物学博物馆馆长查尔斯·马歇尔（Charles Marshall）说：“我的反应是心碎、沮丧和震惊，因为失去了如此丰富的、不可替代的生物和文化知识。“我对如此巨大的损失感到恶心。作为专业的生物学家、古生物学家和人类学家，看到这样的火灾，看到如此珍贵材料的损失，就像得知你父母的房子刚刚被烧毁一样。一种令人心绞的失落感。”

和大多数我联系过的对火灾做出反应的研究人员一样，马歇尔也表达了愤怒，但由于正式调查正在进行，他对此保持谨慎。来自《卫报》、《BBC》和NPR等媒体的报道表明，资金削减、官僚主义的拖延和不足的消防资源可能都起到了作用。

“虽然我们还不知道与火灾相关的所有细节，但我们也对那些负责管理和资助巴西乃至世界伟大机构的政府和资助机构可能存在的疏忽，在造成不可挽回的损失中扮演了重要角色感到初步的愤怒，”他说。

巴西国家博物馆的许多宝藏包括保存完好的翼龙化石。馆长们仍在评估损失，但很可能大部分收藏品都已丢失。（图片来源：Wikimedia Commons/Dornicke）

对古生物学家尼扎尔·易卜拉欣（Nizar Ibrahim）来说，这场灾难性的火灾尤为令人痛苦。几年前，易卜拉欣以棘龙（Spinosaurus）而声名鹊起，这是已知体型最大、唯一适应水生生活的捕食性恐龙。易卜拉欣的发现被认为是该动物的重新发现，因为它的第一批化石在一个多世纪前由德国古生物学家恩斯特·斯特罗默（Ernst Stromer）在埃及发现，但在第二次世界大战期间被毁。盟军的炸弹夷平了存放这些化石的慕尼黑博物馆。

易卜拉欣说：“看到里约的博物馆被火焰吞噬，对我来说是一次极其痛苦的经历，不可避免地，存放棘龙和其他令人难以置信的发现的慕尼黑博物馆被烧毁后黑白照片涌入我的脑海。“斯特罗默看到慕尼黑博物馆——欧洲最好的博物馆之一——在战争中被夷为平地。看到一座大型博物馆在和平时期因火灾而被毁，可能因为消防栓的问题和严重的资金削减，这提醒我们，并非只有空袭才能摧毁一座博物馆。”

阴影所在

当我在电视上看到关于博物馆火灾及其后果的报道，心情沉重时，我的思绪回到了几年前芝加哥一个温暖的日子，当时我跟着易卜拉欣深入菲尔德博物馆的地下室。他正在参观博物馆的档案库，测量几只鳄鱼的下颚和头骨，以指导他对棘龙科的研究。我跟着他，看到了一个极少有非研究人员参观的博物馆区域。

我们走过一间又一间的房间，我们的脚步声在似乎广阔的空间中回响——尽管很难确定它们的真实大小。自动灯一闪一闪地亮起又熄灭，只照亮我们所在的过道及其附近的区域。其他所有东西，一排排的架子和高高的储物柜，都隐藏在阴影中。

我们寻找的大多数标本几十年来都没有被人看过，可能自从它们最初被收集到世界遥远的角落以来就从未被看过。但那天早上，部分下颌骨和头骨碎片引起了我们的全部注意。易卜拉欣拿出卷尺，记下了长度和角度，找到了他需要的信息来建立一个关于棘龙科和鳄鱼——在眶龙类谱系中非常遥远的亲戚——如何进化出相似特征的假设。

周日，当听到巴西国家博物馆的馆长们列出可能被毁的标志性珍品时，我想知道还有哪些未被提及的化石和其他发现也被丢失了。我想起了菲尔德博物馆地下那些未被触及的骨头组成的黑暗排，以及世界各地机构中那些保守着秘密、等待着上方灯光亮起的收藏品。

图片来自Getty Images

计数未知

如今，随着一项早在巴西国家博物馆火灾前准备的研究的发布，马歇尔和他的同事们量化了博物馆收藏中可能未出版的、具有科学意义的材料的数量。

马歇尔的团队专门研究了古生物学材料，并指出数字时代已经为该领域带来了福音。像古生物学数据库（Paleobiology Database）这样的在线数据库，使得分享已发表化石发现的数据比以往任何时候都更快、更容易。然而，这些化石仅占可用材料的一小部分；大部分骨骼仍然像菲尔德博物馆那些鳄鱼头骨一样，静静地躺在黑暗的架子上，未被出版。

由于古生物学与其他领域一样，通过分析从大量地点发现的大量材料中提取的数据来取得进展，未出版的、几乎被遗忘的化石代表了马歇尔和他的团队所说的“黑暗数据”。信息存在，但无法访问，隐藏在阴影中。

为了确定黑暗数据的数量，该团队分析了九个太平洋沿岸机构部分收藏品中正在进行的数字化工作。具体来说，研究人员计算了九个太平洋沿岸机构关于新生代海洋无脊椎动物的数字化数据。这些收藏品的年代涵盖了恐龙灭绝以来的约6600万年，化石地点从智利延伸到阿拉斯加。

每块化石的数字化记录通常包括图像和大量关于其采集地点、年代以及测年方法的多个数据点。

他们的发现是：未出版的藏品代表了在线数据库中记录数据的约 **23倍**。换句话说，对于从博物馆大厅里一块著名的、研究充分的化石中获得的每一个数据点，在机构的阴暗后室中还有23个数据点等待发现。

在线古生物学数据库（a）中代表的含化石地点与九个机构收藏的新数字化记录（b）中代表的含化石地点相比。此处显示的视图仅涵盖三个太平洋沿岸州，但研究中包含的收藏地点分布从阿拉斯加到智利。（图片来源：Marshall et al 2018, doi:10.1098/rsbl.2018.0431）

马歇尔说：“世界上大多数伟大的博物馆都有大量的标本未公开展出，这些标本尚未得到充分利用来理解生物圈的本质、生态系统如何运作、它们如何应对过去的 [气候变化]，以及它们如何可能随着我们目前经历的快速变化而改变。”

正如马歇尔所建议的，对整个收藏品进行数字化将为古生物学家提供更全面的过去图景。除了能够在不离开实验室的情况下研究世界各地的收藏品中的化石外，科学家们还可以从多个数据集中获取更多信息，有可能重建整个生态系统或模拟诸如物种大灭绝等事件的全球性后果。

过滤数字收藏品的能力也有助于研究人员确定最适合进行更具侵入性分析的样本，例如古代 DNA 提取和测序，或稳定同位素分析。

数字化提供的所有潜力最终将导致更健全、更高效的研究，从而节省时间和金钱。

马歇尔说：“随着廉价数字技术的出现，我们现在可以第一次利用这些标本的集体力量来应对这些挑战。”他补充说，这项新研究“首先也是最重要的……是一个行动呼吁”，但并不一定是向他的古生物学家同行发出的，他们几十年来一直了解黑暗数据问题及其潜力。

仍有更多工作要做

马歇尔现在希望能够团结管理和资助机构“站出来，投资于自然历史收藏品的数字化，这是一项适度的投资，将为导致收藏品建立以及最初解读这些收藏品的专业知识的过往投资带来丰厚的回报。”

其他研究人员表示，虽然马歇尔及其同事关于未开发博物馆收藏品中黑暗数据的量化研究可能会促使更广泛的数字化工作，但这只是解决方案的一部分。在巴西国家博物馆的悲剧发生后，没有参与研究团队的易卜拉欣直言不讳地评估说，需要发出一个更响亮的呼吁。

“我们是否应该考虑更大规模地使用现代工具（扫描化石并创建数字副本）？我认为是的。科学家是否应该更加积极主动，要求加强对科学收藏品的保护？我认为是的，”他说。“现在比以往任何时候都更重要的是确保我们的声音被听到。自然历史博物馆不应在预算分配的等级中处于低位。它们对科学和公众极其重要，并且它们保护着我们共同的遗产。”

这项关于黑暗数据的研究今天发表在《生物学通讯》（Biology Letters）上。