生物標本館：一座神秘的寶庫
傳統生物標本館（biological collection）通常是指系統化儲存各種動(dòng)植物標本的貯藏庫。與人體生物樣本庫（biobank）的日漸火熱相比，很多生物標本館正面臨資助經(jīng)費危機，甚至一些標本館已因經(jīng)費削減而關(guān)閉。近年來(lái)，生物標本館對科學(xué)和社會(huì )的貢獻越來(lái)越大，它不僅在環(huán)境安全和流行病學(xué)的科學(xué)研究中扮演著(zhù)關(guān)鍵角色，還能在國土安全方面為預防、檢測和調查各種生物恐怖主義提供重要依據。生物標本館面臨的經(jīng)費危機，主要源于社會(huì )對生物標本的重要性未充分認識。筆者從多方面論述生物標本館的重要性。
公眾健康與安全的監控
生物標本館能為鑒定危及公眾健康與安全的疾病尤其是傳染性疾病的來(lái)源和傳播媒介提供指導。生物標本館的標本材料能夠幫助科學(xué)家確定傳染性疾病的發(fā)展歷史和來(lái)源，同時(shí)能夠預測其未來(lái)的傳播和爆發(fā)范圍，甚至能夠幫助科學(xué)家利用這些信息開(kāi)發(fā)防控這些疾病的疫苗。例如，爆發(fā)于1918 年的流感病毒在全球范圍內奪去了2~4 千萬(wàn)人的生命，當時(shí)認為流感爆發(fā)的原因是病毒從鳥(niǎo)類(lèi)傳播給人類(lèi)。然而，2002 年，科學(xué)家通過(guò)比較保存在美國史密森尼博物館的鳥(niǎo)標本體內的流感病毒株和1918 年感染人類(lèi)的病毒株，發(fā)現導致1918年流感爆發(fā)的病毒株與感染豬和人的病毒株比鳥(niǎo)體內的病毒株更相似，這與當時(shí)的診斷有所不同。2003 年，另有科學(xué)家利用各個(gè)時(shí)期的生物標本重建了流感病毒的進(jìn)化史，這些信息能夠為未來(lái)開(kāi)發(fā)疫苗提供指導。隨著(zhù)全球化的快速發(fā)展，傳染性疾病越來(lái)越容易在世界范圍內迅速流行。防止類(lèi)似的災難再次發(fā)生最關(guān)鍵的一步是，快速診斷出流行病的病源和傳播媒介。科學(xué)家們呼吁，應該開(kāi)展更多利用生物標本館館藏標本來(lái)研究傳染性疾病的研究項目。這幾年流行的埃博拉和寨卡病毒就可利用生物標本館保存的標本（蝙蝠和蚊子是這些病毒的傳播媒介）來(lái)監控疾病的流行與傳播。
環(huán)境監測
在卡森《寂靜的春天》發(fā)表以來(lái)，環(huán)境污染尤其是有毒物質(zhì)的污染引起了公眾的廣泛關(guān)注。很多研究表明，通過(guò)檢驗博物館標本可以監測很多有毒物質(zhì)的歷史水平，最經(jīng)典的例子莫過(guò)于臭名昭著(zhù)的殺蟲(chóng)劑DDT。20 世紀60 年代，科學(xué)家通過(guò)分析保存在各標本館過(guò)去近80 年的海鳥(niǎo)蛋蛋殼厚度，發(fā)現海鳥(niǎo)蛋殼開(kāi)始變薄的時(shí)間恰好與DDT 開(kāi)始廣泛使用的時(shí)間吻合。科學(xué)家認為DDT 含有的氯化烴是導致海鳥(niǎo)蛋殼變薄并導致其種類(lèi)減少的原因之一。雖然DDT 已全面禁用多年，但是最近，科學(xué)家在從南極捕撈的魚(yú)蝦體內仍能檢測到DDT 的存在。近年來(lái)，新煙堿類(lèi)農藥被發(fā)現是造成全球傳粉昆蟲(chóng)（尤其是蜜蜂和野生蜂類(lèi)）數量衰減的罪魁禍首之一，對該類(lèi)農藥在過(guò)去和未來(lái)的殘留水平的監測中，生物標本館會(huì )提供重要的材料。
生物保育和管理
生物標本館里的標本并不僅僅是一瓶瓶或一盒盒散發(fā)著(zhù)怪味的動(dòng)植物尸體，它們本身帶有的各種生物數據能夠為生物保育和管理的決策提供重要科學(xué)依據。保存在生物標本館里的標本能夠為我們提供各種動(dòng)植物地理分布的重要信息。各地區、各個(gè)時(shí)期采集的標本信息，可以幫助我們辨別瀕危的種類(lèi)，并確定開(kāi)展保育的區域。例如，北美和歐洲的熊蜂（重要的傳粉昆蟲(chóng)）（圖1）種類(lèi)和數量大量減少的發(fā)現就是基于對各大生物標本館或博物館保存的標本的研究。
圖1 部分熊蜂標本
生物多樣性評估
生物多樣性關(guān)乎人類(lèi)福祉，它不僅能夠為人類(lèi)提供賴(lài)以生存的多種食物和材料，還能提供各種生態(tài)系統服務(wù)來(lái)維持地球上各種生命的不息繁衍。生物標本館是記錄地球生物多樣性的“字典”，同時(shí)也是展示生物多樣性的窗口（部分昆蟲(chóng)標本見(jiàn)圖2）。對于已滅絕的種類(lèi)來(lái)說(shuō)，標本館是它們唯一的實(shí)體展示平臺了。因此生物標本館在研究生物多樣性和評估生物多樣性方面發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的作用。與生物多樣性有關(guān)的研究包括生境喪失、生物入侵、物種滅絕和氣候變化等，這些都離不開(kāi)生物標本館提供的材料和證據。
圖2 部分昆蟲(chóng)標本
教學(xué)與教育
生物標本館最重要的價(jià)值之一是為教學(xué)和教育提供材料。昆蟲(chóng)的種類(lèi)繁多，在學(xué)習各個(gè)類(lèi)群時(shí)，有實(shí)物觀(guān)察會(huì )更直觀(guān)，對學(xué)習大有幫助。對此，筆者在美國俄亥俄州立大學(xué)當昆蟲(chóng)學(xué)助教時(shí)深有感觸。美國實(shí)驗課提供的標本采自世界各地，遠比中國上課時(shí)用的多，但主講教授還是抱怨說(shuō)，很多類(lèi)群沒(méi)有標本，無(wú)法給學(xué)生們提供最直接的觀(guān)察材料。不過(guò)，美國越來(lái)越多的生物標本館把館藏的生物標本信息數字化并在線(xiàn)開(kāi)放，該國的生物學(xué)教育者認為這將會(huì )帶來(lái)更加真實(shí)、更具探索驅動(dòng)的教學(xué)體驗。
由此可見(jiàn)，生物標本館在公眾健康與安全的監控、環(huán)境監測、生物保育和管理、生物多樣性評估以及教學(xué)與教育等多個(gè)方面有重大的價(jià)值。維護和進(jìn)一步開(kāi)發(fā)這些隱藏的瑰寶，將會(huì )給人類(lèi)帶來(lái)不可估量的福利。
（責任編輯 王麗娜）
作者簡(jiǎn)介：陳華燕，美國俄亥俄州立大學(xué)昆蟲(chóng)學(xué)系，博士生。
注：本文發(fā)表在2017年第18期《科技導報》，歡迎關(guān)注。本文部分圖片來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)，版權事宜未及落實(shí)，歡迎圖片作者與我們聯(lián)系稿酬事宜。
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