Citizen science, ecco i volontari della ricerca

Tra Sette e Ottocento, prima della professionalizzazione della scienza, i filosofi naturali come Charles Darwin, il padre della teoria dell’evoluzione, erano essenzialmente amatori. Quando non avevano un patrimonio che permettesse loro di vivere di rendita, si guadagnavano il pane con un lavoro, spesso in un percorso ecclesiastico, e si dedicavano alla ricerca scientifica nel loro tempo libero. Lo stesso sta tornando ad accadere oggi, quando web e tecnologie mobile permettono a migliaia di appassionati di natura e ambiente sparsi ai quattro angoli del pianeta di mettere a disposizione dell’impresa scientifica le proprie capacità, le proprie conoscenze e una parte del proprio tempo. Un po’ come è avvenuto nell’ambito del giornalismo, che si è aperto al contributo di tanti volontari, anche la ricerca in biologia sta cominciando da qualche tempo a vivere una nuova pagina di partecipazione. Accanto al citizen journalism, quindi, la citizen science. O, meglio ancora, la citizen biology.

Aiuta il biologo

Non è certo la prima volta che la scienza si avvale del contributo di volontari e appassionati, basti pensare all’importante attività degli astrofili, disposti a setacciare terabyte di dati astronomici solo per il gusto di farlo, oppure a quanti mettono a disposizione una parte del potere di calcolo del proprio computer collegato alla rete per il programma di ricerca di intelligenze extraterrestri SETI (attraverso SETI@home). Ma è in ambito ambientale e naturalistico, con il contributo di birdwatcher, appassionati di animali in genere o semplici amanti della natura, che si sono sviluppati alcune esperienze tra le più affascinanti e coinvolgenti.

Un esempio è la vicenda di Evolution Megalab, un sito e una ricerca scientifica nati dall’intuizione di Jonathan Silvertown, biologo della Open University britannica. «Tutto è cominciato perché ho organizzato una serie di eventi per il bicentenario della nascita di Darwin, nel 2009: volevo trovare un modo in cui il grande pubblico potesse toccare con mano gli aspetti fondamentali dell’evoluzione e contemporaneamente partecipare attivamente a una ricerca scientifica in ambito biologico». L’idea era semplice. Si trattava di scegliere un aspetto di un organismo che potesse essere di facile accesso e poi chiedere a volontari, reclutati attraverso il sito del progetto, di aiutare i biologi a studiarlo. «Inizialmente il mio collega Steve Johns mi voleva convincere a utilizzare il pero», prosegue Silvertown, «e la cosa aveva un senso, dato che io sono fondamentalmente un botanico, ma ci siamo accorti che è una pianta che non è diffusa in tutti i paesi europei, mentre noi volevamo dare la possibilità a chiunque di dare il proprio contributo». Così la scelta è caduta su una specie di lumaca, Cepaea nemoralis, diffusa praticamente ovunque nel nostro continente e facile da avvicinare anche per persone non esperte.

Specie modello

Lo scopo della ricerca era vedere come sta cambiando la colorazione del guscio di questa specie di lumaca nel tentativo di adattarsi alle modificazioni che i cambiamenti climatici stanno apportando al suo habitat naturale. «Avevamo già molte informazioni a riguardo», spiega Silvertown, «e quindi era un buon banco di prova per un progetto nuovo per me. In più, prima della possibilità di studiare i microrganismi, Cepaea nemoralis era una di quelle specie modello proprio per la sua diffusione». I dati raccolti dall’Evolution Megalab non solo hanno dimostrato di essere consistenti con quello che già sapevano i ricercatori, ma hanno mostrato che la tendenza a manifestare una linea centrale di un colore diverso è ancora più consistente di quanto si pensasse. «Evidentemente deve trattarsi di un adattamento migliorativo al mutamento della flora nell’habitat di Cepaea nemoralis».

Alla ricerca hanno partecipato complessivamente oltre settecento volontari sparsi in tutto il vecchio continente. Quello che veniva loro chiesto era di compilare un form online nel quale riportavano le proprie osservazioni. «Ma il sistema prevedeva anche una valutazione preliminare della capacità di effettuare osservazioni corrette», precisa Silvertown. «Dovevamo essere sicuri che chi partecipava era effettivamente in grado di distinguere Cepaea nemoralis da altre specie di lumache e interpretare correttamente la colorazione del suo guscio. Altrimenti i dati non si sarebbero potuti utilizzare per la ricerca». Silvertown e i suoi colleghi hanno quindi sfruttato la struttura di somministrazione di test che la Open University, che si occupa di formazione a distanza, già utilizza per i propri corsi. «Abbiamo così ottenuto che i dati relativi alle osservazioni fossero in qualche modo legati a un indice che ci dicesse quanto bravo era chi le aveva effettuate».

Animali rari

Evolution Megalab è stato un successo scientifico, dal momento che i dati elaborati da Silvertown e i suoi colleghi hanno fruttato una pubblicazione su PLOS One, una rivista (rigorosamente open access) tra le più prestigiose del settore. Ma è stato soprattutto un trionfo di partecipazione. Successo che sta riscuotendo anche un nuovo progetto di Jonathan Silvertown. Un’idea ancora più moderna e, stavolta, davvero web 2.0: il social network iSpot. La community, alla quale possono accedere per il momento solo i sudditi di sua maestà, è composta da oltre diecimila iscritti che si scambiano notizie di avvistamenti di animali più o meno rari.

iSpot è partito da poco più di due anni e ha già raccolto un database notevole di avvistamenti. Silvertown, che assicura che l’app (sia per Android che iPhone) sarà disponibile entro l’anno, così da permettere di aggiornare le proprie osservazioni direttamente sul campo, non voleva però fermarsi a mettere in piedi una scopiazzatura di Facebook. Da buon docente l’ha ritagliata attorno all’idea di apprendimento. «La community di iSpot non è omogenea, ma abbiamo voluto fortemente che fosse composta di amatori e professionisti. Lo scopo di questo mix è favorire che gli scambi e i contatti tra gli utenti permettano ai meno esperti di apprendere da chi ha più esperienza e competenza, con l’obiettivo di favorire la conoscenza della natura e degli esseri viventi».

Osservazioni ornitologiche

Se nell’ambito di Facebook e degli altri social network “normali” ci sono più voci critiche che sottolineano l’opacità con cui vengono trattati i dati inseriti dagli utenti, nel caso di esperienze come iSpot, questi dati possono rivelarsi utili materiali per una vera e propria ricerca scientifica. É così per le segnalazione degli avvistamenti di uccelli sul territorio statunitense raccolti con WildLab, un’app sviluppata con la collaborazione di alcune scuole, e testata sia all’interno di programmi scolastici che in attività parascolastiche. «Per molte diverse ragioni la gente raccoglie informazioni su una grande varietà di temi scientifici, dai cambiamenti climatici alla distribuzione delle specie in un territorio», racconta il direttore del programma Jared Lamenzo, «quello che abbiamo voluto fare con la nostra app è fornire agli appassionati e agli studenti uno strumento divertente e cool per raccogliere dati che avessero una struttura più adeguata al lavoro degli scienziati».

WildLab è semplicissima da usare e assomiglia a molte altre app che permettono di raccogliere set di informazioni. Ogni avvistamento può essere corredato da una fotografia dell’uccello (magari presa direttamente con la videocamera degli smartphone) e, inoltre, è georeferenziato. Con queste informazioni è possibile tracciare in modo praticamente automatico delle mappe che tengano conto degli avvistamenti degli utenti, di una particolare specie o di fpuna combinazione di questi elementi. Le foto, inoltre, non hanno solamente un valore documentale, ma come sottolinea Jonathan Silvertown “portano con sé molte informazioni importanti per un occhio esperto. Possiamo sapere com’è fatto l’ambiente in cui si può incontrare un determinato animale. Dalla luce posso capire in che orari ciò può avvenire e così via». In questo senso, quindi, le segnalazioni come quelle di WildLab hanno un valore qualitativo (e molti birdwatcher, per esempio, sono ottimi fotografi), oltre a garantire la raccolta di informazioni su un territorio molto più vasto di quello che possono coprire le squadre di ricercatori professionisti.

Gli esperti sono il filtro

Informazioni che solo in ambito naturalistico oltre 200.000 volontari raccolgono ogni anno per i progetti di citizen science del Cornell Lab of Ornithology. «I protocolli variano di progetto in progetto», spiega la direttrice dei programmi citizen science Janis Lou Dickinson, «ma siamo sempre stati all’avanguardia nel settore della biologia computazionale e non ci spaventa lavorare con grandi set di dati». Nel settore ornitologico, dove confluiscono anche i dati di WildLab, sono stati approntati una serie di procedure che permettono di segnalare i record sospetti, come errori, form incompleti e altri possibili errori. «Per garantire la qualità, lavoriamo con oltre 250 responsabili regionali che si occupano di creare e gestire i filtri. Ogni volta che se ne aggiunge uno di nuovo, per una qualsiasi evenienza, ripassiamo i dati per raffinarli ulteriormente».

Lo sforzo che al Cornell Lab of Ornithology stanno facendo ora è quello di mettere a punto delle sorta di fattori di conversione che permettano di omogeneizzare le differenze delle abilità degli osservatori. «Per esempio», racconta la Dickinson, «c’è un trend oramai consolidato che mostra come le abilità dei volontari migliorino moltissimo già dopo il primo anno di raccolta sul campo. Quindi, già solamente eliminando il primo anno di record di ogni osservatore non professionista si ottengono dati di buona qualità». Come iSpot, anche alla Cornell si stanno attrezzando per entrare direttamente nel mondo delle applicazioni mobile. «Si tratta di un piccolo progetto che coinvolge il pubblico del nordamerica e si concentra solamente su sedici specie di uccelli molto diffusi». Chissà che anche questi dati non siano la base per un articolo scientifico che si andrà ad aggiungere agli oltre sessanta che sono stati finora pubblicati dai ricercatori della Cornell sulla base della citizen science.

Crowdsourcing

«Il crowdsourcing per la raccolta di dati nel nostro settore è ciò di cui avevamo bisogno per comprendere gli spostamenti geografici e gli impatti dei cambiamenti climatici sugli uccelli», conclude la Dickinson, «ed è importante per raccogliere dati sul lungo periodo. Ora lo sforzo è di favorire la diffusione di questi sistemi al di fuori dei paesi occidentali che finora li hanno utilizzati, perché alcune specie importanti attraversano continenti diversi, coprendo enormi distanze durante la stagione migratoria».