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《生命世界》

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《生命世界》杂志由中国科学院主管,中国科学院植物研究所、中国植物学会和高等教育出版社联合主办,于2004年4月创刊。《生命世界》杂志依托中国科学院和高等教育出版社的雄厚资源,集中高等院校及科研院所的专家作者队伍,以认真严谨的编辑态度确保稿件的质量及科学性,并以生动准确的语言、精心的版式设计及精美的印刷品质确保阅读的舒适与愉快,希望为关注生命、热爱自然的读者构建一个精神家园。

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标本馆的前世今生与未来

2011-09-14 11:29:39

撰文·供图  覃海宁  杨志荣

 

 

标本馆的起源和发展

 

植物标本馆又称植物标本室,顾名思义是收藏植物标本的地方。这些标本通常是经过干燥后,小心装订在硬台纸板上,贴上有关的资料(包括记录采集时间、地点和采集人姓名的采集标签,以及由植物专家鉴定的定名签)。如此制成的标本再按照分类系统或字母顺序分别存放在分层的标本柜中。只要妥善保存,这些标本历经数百年都不会毁坏,仍可使用。

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标本及标本馆是伴随着人类进入文明社会而产生的。人类在生产生活实践中,通过采集自然界野生植物资源来满足衣、食、住等基本生活需求,为了与同伴一起分享利用植物资源的知识和经验,而产生了保存这些植物样品以供今后使用时借鉴和参考的需要,这也许就是标本馆的原始形态和最初的实践应用。

一般认为,现代意义上的标本馆起源于16世纪30年代的意大利。意大利博洛尼亚大学著名的植物学家卢卡·哥亥尼发现将植物压制干燥后,粘贴在纸上可以长久保存且方便运输,他因此被认为是植物标本制作技术的创始人。哥亥尼制作并收藏了约300份标本,他的个人收藏可以说是标本馆的雏形,随后,他的学生于1532年建立了植物学史上的第一个植物标本室。最初,每份固定在纸上的标本都被装订 成册,而瑞典著名的植物分类学家林奈发现装订成册的标本使用起来不方便,且容易损坏,因而他更喜欢将标本单独装订,平展保存,这种方法一直沿用至今。到17世纪,欧洲不同城市已先后建起近20所不同规模的标本馆。

植物标本馆的名称起源于拉丁语“Herbarium”。图内福尔特将“Herbarium”一词用于干燥的植物采集品,此后该词为林奈所采用,在他的影响下,这个词就取代了早先使用的“hortus siccus”,“hortus mortus”等词组。在当代概念中,标本馆保存的材料不仅包括干制标本(腊叶标本),还包括液体浸泡标本,以及种子、木材切片、花粉、显微切片,甚至包括冷冻的DNA材料等等,所有这些都统称为标本。

 

标本馆的功能

一般认为,标本馆是植物标本保藏和开展科学研究及科普教育的重要机构。换句话说,植物标本是识别植物多样性的关键,它为变化多端的植物及科学研究提供了永久的参考资料。标本还承载和记录着当地的历史,例如一个地区某个时期内的植被种类,或不同时期种类的记载、变化情况,包括一种植物首次引入该地的时间,等等。可以说,标本馆既是自然历史档案馆,也具有类似图书馆的功能。标本馆的价值在于那些精心制作的植物标本,及其标签(主要是采集记录签和定名签)上所记载的各种资料。       

  标本馆是收集保藏各种生物标本的中心。由于自然环境的变迁和近代人类活动的影响,生物物种处在变化之中,尤其是20世纪七、八十年代以来愈来愈多物种濒临灭绝。生物标本馆通过标本形式把这些物种材料收集保藏起来,对研究生物分类、演替和自然历史有着极为重要的意义。制作良好的标本可以保存数百年,因此,标本不仅有科学价值,而且是重要的历史见证。联合国科教文组织2003年把英国皇家植物园(邱园)列入世界遗产地名单,其标本馆的意义和影响功不可没。标本馆也是各类凭证标本保存的最佳场所,是模式标本、解剖学、染色体、化学分析和分子系统研究等凭证标本的保藏库。在凭据标本中最重要的是模式标本。此外,对于测定染色体数目和化学成分分析以及分子研究用的标本,对于植物志引用的记录有特殊产地的标本,或者出版物中作为代表种绘图用的标本,以及其他研究领域用的标本,都应该收藏在标本室里,以便后来的研究者能够对其研究材料的可靠性进行核实。

植物标本馆是植物分类系统学及相关学科研究的重要中心。标本馆里的标本采自不同时期、不同地点,并伴随着详尽的数据,可通过直接的比较对新采集的植物进行鉴定和核对,而用其他的方法是不可能做到的。这些馆藏标本还是研究及编写植物志和专著的基础。标本馆收藏有各种各样的分类群,每个分类群又有许多代表性标本,从而使得标本馆成为研究及编写各类植物志、植物名录和分类学专著的最重要基地,其他分类或命名法问题可以在标本馆材料的帮助下得到解决。

植物标本馆是重要的教学和科普基地。标本馆凭借丰富的馆藏及图书资料等可以为大学生和研究生提供植物分类以及其它相关课程的学习和培训,提供必要的咨询和设施,使教学与标本室工作、植物园工作和野外工作结合在一起,达到最佳学习效果。我国地域辽阔,野生生物资源极为丰富,但野生珍稀物种面临濒危状况及遭受破坏流失现象也极为严重。造成这种现象的原因是多方面的,但人们对生物多样性保护和生物资源的持续利用缺乏必要的认识,不能不说是一个重要的原因。孩子们对五彩缤纷的昆虫、憨态可掬的熊猫、歌喉动人的鸟类以及丰富多彩的植物寄予厚爱,但自然界的生灵在人类剧烈的经济活动中已离城市愈来愈远。标本馆为我们的子孙后代提供了一个认识自然、认识生物的生动课堂,从而激发他们保护自然、保护人类赖以生存的环境的意识。

标本馆是生物标本及其相关信息的收集和发送中心。计算机技术及网络信息技术的发展使得传统标本馆成为生物多样性的重要信息库。生物标本及其标签信息的电子化、信息化使得“数字植物标本馆”快速发展。研究人员通过网络查询数字标本馆,不仅能跨越时空,全方位、多层次检索研究标本信息,产生植物分类及分布学上的新假说和新视界,还可以与自然因子、其他生物信息相结合解决生物多样性及其保护的难点问题。另外,电子信息网络的建立也为标本馆的现代化和信息化管理创造了便利条件:标本馆可以实现标本出入馆动态化管理及监测,尤其是标本信息的流动情况。这些生物标本信息正以新的方式和惊人的速度发送和传播,为科学研究、多样性保护决策及公众查询提供更优质、更高效的服务。

 

标本馆的现状和未来

最新版《世界标本馆索引》收载了来自全球147个国家的2 639家标本馆。 它们共收藏标本272 800 926份。其中,馆藏量少于25 000份标本的标本馆有1 700家。达到400万份以上的国际性标本馆只有十余家。

它们除了具有全球性标本外,还有大量具有重要历史意义的标本及人物著作,包括大量的模式标本(植物首次发表时所依据的那份标本)。在全球2 852 695份模式标本中,欧洲标本馆占有相当大的比例。

从标本总量分布来看,美国保存有全世界标本的22%60 421 964份,628家标本馆),位居各国之首;中国以10 042 383份(83家)占3.68%而位列第八。

在中国,成立最早的标本馆为香港植物标本室(1878),最年轻的标本室为台湾省自然科学博物馆植物标本室(1986,台中)。

中国大陆的现代标本馆源于上世纪初。1910钟观光先生建立了北京大学植物标本室。此后秉志、胡先啸等在1928年成立了静生生物调查所植物标本馆,刘慎谔、林镕等在1929年建立了北平研究院植物学研究所标本馆,1950年两所标本馆重组成立了中国科学院植物分类学研究所标本馆,当时馆藏各类植物标本20万份。解放后,我国的标本馆建设进入大发展时期。据傅立国等人(1993)统计,到上世纪九十年代初期,我国已有植物标本馆300余家,总馆藏量达1600余万份。其中,中国科学院植物研究所190万份(目前已达260万),中国科学院昆明植物研究所100万份(目前已达122万),中国科学院华南植物园71万份(目前已达100万),位居国内前三位。

通过四个多世纪的研究积累,全世界现已认知生物物种约200万种,物种存在的凭证标本达3亿份(件);我国现已描述和认知的生物物种占世界已知物种总数10%左右,约10万种,凭证标本达3千万份(件)。物种及其存在凭证的重要原始材料是保藏在标本馆中的植物、动物和菌物标本以及植物园中栽培保育的活植物。这些材料是生物分类学、资源学、物种动态的监测、实施保护和和可持续利用、以及其他生物学基础研究最重要的原始材料和基本信息。每个物种和标本的描述性信息达上百项,而现代化的实验观测技术,更使每一物种和标本含有的生物信息的信息量呈爆炸性增长。显然,传统的研究方法包括标本室研究方法已无法满足现代信息科学研究及社会大众对认识物种、发现物种和利用物种的迫切要求。

当代计算机技术及网络信息技术的快速发展使标本馆标本资料的信息化及共享化成为可能。从覆盖国家和地区甚至全球性的生物标本基础数据库中获得可信的、新颖的、有效的信息,以能被人们理解和感受的模式表现出来,并使这些原始材料和数据实现资源信息共享,正在成为国际上的最新发展趋势。突出的例子即为“数字植物标本馆”的发展。自20世纪七、八十年代起,欧美发达国家就开始标本图像及资料的电子化、信息化建设,实现标本数据记录、存储及传输和共享的电子化及网络化。目前,数字植物标本馆建设已经成为大多数标本馆日常工作不可或缺的部分。其中比较成功的案例包括哈佛大学标本馆,它在20世纪90年代就实现馆藏模式标本及其重要参考文献的数字化及网络化共享。

“澳大利亚数字植物标本馆”AVH则是全球首个实现全国性标本数字化共享的生物多样性大国。它使用统一标准软件对全澳(现已包括新西兰)十余家主要标本馆的数百万份标本实施数字化表达,并通过网络实现标本信息与环境信息的关联表达及共享。

AVH实施十多年来,极大地推动了澳大利亚植物分类学及生物多样性研究的发展,澳大利亚也由此成为世界上生物多样性信息研究及利用的先驱国家之一。

我国在生物标本及物种信息系统建设方面工作开展比较早,特别是中国科学院生物科学工作者在20世纪80年代初期,就敏锐地捕捉了到国际生物标本馆和植物园研究领域的数字化趋势,开始了与国际同步进行的生物物种和标本信息数字化研究工作。进入21世纪以后,我国生物标本数字化建设进入快速发展时期。九五期间,中国科学院启动了生物标本及物种信息系统项目,院内多家标本馆参加了从软件开发、标本数据录入到汇总的大量尝试,取得了丰富的工作积累。随后启动的“国家科技基础条件平台建设”则把生物标本数字化工作推向全国,建成了“中国数字植物标本馆”和“教学标本整理整合与资源共享平台”等一批门户网站。

 

“中国数字植物标本馆(简称CVH)” 是一个跨部门的共建网站。成员单位除了中科院系统13家植物标本馆外,还有院外近20家,基本囊括了国内主要标本馆。目前上网信息主要是三百余万份数字标本,还有一批植物学数据库、各省区电子植物志以及植物野外生活照片等4个部分。新版CVH提供标本信息的GIS表达格式,并与站内外标本及物种信息关联,大大提高信息服务质量和效率。自2006年初开通以来,至2010年初,CVH的访问量达到一千七百万人(次)。CVH的建立,不仅为用户提供了一个方便快捷获取中国植物标本及相关植物学信息的电子网络平台,使得同行间交流与合作更加便捷,实现与国际接轨;政府及民间对植物多样性保护和可持续利用有了更便利获取参考资料的手段和渠道;对促进标本馆的现代化管理建设起到积极的作用。■

 

致谢

    作者感谢王文采院士、中国科学院植物研究所王宇飞博士以及纽约植物园的Barbara M. Thiers博士、俄罗斯科学院科马洛夫植物研究所的Igor G Levichev博士提供部分照片。

   

作者简介

覃海宁,博士,中国科学院植物研究所研究员,从事植物系统学、植物区系地理学及保护生物学研究。

杨志荣,博士,中国科学院植物研究所标本馆助理研究员,主要从事植物分类学研究。

 















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