生物標(biāo)本館：一座神秘的寶庫(kù)
傳統(tǒng)生物標(biāo)本館（biological collection）通常是指系統(tǒng)化儲(chǔ)存各種動(dòng)植物標(biāo)本的貯藏庫(kù)。與人體生物樣本庫(kù)（biobank）的日漸火熱相比，很多生物標(biāo)本館正面臨資助經(jīng)費(fèi)危機(jī)，甚至一些標(biāo)本館已因經(jīng)費(fèi)削減而關(guān)閉。近年來(lái)，生物標(biāo)本館對(duì)科學(xué)和社會(huì)的貢獻(xiàn)越來(lái)越大，它不僅在環(huán)境安全和流行病學(xué)的科學(xué)研究中扮演著關(guān)鍵角色，還能在國(guó)土安全方面為預(yù)防、檢測(cè)和調(diào)查各種生物恐怖主義提供重要依據(jù)。生物標(biāo)本館面臨的經(jīng)費(fèi)危機(jī)，主要源于社會(huì)對(duì)生物標(biāo)本的重要性未充分認(rèn)識(shí)。筆者從多方面論述生物標(biāo)本館的重要性。
公眾健康與安全的監(jiān)控
生物標(biāo)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(dǎo)。生物標(biāo)本館的標(biāo)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(yù)測(cè)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(nèi)奪去了2~4 千萬(wàn)人的生命，當(dāng)時(shí)認(rèn)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(guó)史密森尼博物館的鳥(niǎo)標(biāo)本體內(nèi)的流感病毒株和1918 年感染人類(lèi)的病毒株，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)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(nèi)的病毒株更相似，這與當(dāng)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(biāo)本重建了流感病毒的進(jìn)化史，這些信息能夠?yàn)槲磥?lái)開(kāi)發(fā)疫苗提供指導(dǎo)。隨著全球化的快速發(fā)展，傳染性疾病越來(lái)越容易在世界范圍內(nèi)迅速流行。防止類(lèi)似的災(zāi)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?？茖W(xué)家們呼吁，應(yīng)該開(kāi)展更多利用生物標(biāo)本館館藏標(biāo)本來(lái)研究傳染性疾病的研究項(xiàng)目。這幾年流行的埃博拉和寨卡病毒就可利用生物標(biāo)本館保存的標(biāo)本（蝙蝠和蚊子是這些病毒的傳播媒介）來(lái)監(jiān)控疾病的流行與傳播。
環(huán)境監(jiān)測(cè)
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(yàn)博物館標(biāo)本可以監(jiān)測(cè)很多有毒物質(zhì)的歷史水平，最經(jīng)典的例子莫過(guò)于臭名昭著的殺蟲(chóng)劑DDT。20 世紀(jì)60 年代，科學(xué)家通過(guò)分析保存在各標(biāo)本館過(guò)去近80 年的海鳥(niǎo)蛋蛋殼厚度，發(fā)現(xiàn)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?？茖W(xué)家認(rèn)為DDT 含有的氯化烴是導(dǎo)致海鳥(niǎo)蛋殼變薄并導(dǎo)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(nèi)仍能檢測(cè)到DDT 的存在。近年來(lái)，新煙堿類(lèi)農(nóng)藥被發(fā)現(xiàn)是造成全球傳粉昆蟲(chóng)（尤其是蜜蜂和野生蜂類(lèi)）數(shù)量衰減的罪魁禍?zhǔn)字唬瑢?duì)該類(lèi)農(nóng)藥在過(guò)去和未來(lái)的殘留水平的監(jiān)測(cè)中，生物標(biāo)本館會(huì)提供重要的材料。
生物保育和管理
生物標(biāo)本館里的標(biāo)本并不僅僅是一瓶瓶或一盒盒散發(fā)著怪味的動(dòng)植物尸體，它們本身帶有的各種生物數(shù)據(jù)能夠?yàn)樯锉Ｓ凸芾淼臎Q策提供重要科學(xué)依據(jù)。保存在生物標(biāo)本館里的標(biāo)本能夠?yàn)槲覀兲峁└鞣N動(dòng)植物地理分布的重要信息。各地區(qū)、各個(gè)時(shí)期采集的標(biāo)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(qū)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(shù)量大量減少的發(fā)現(xiàn)就是基于對(duì)各大生物標(biāo)本館或博物館保存的標(biāo)本的研究。
圖1 部分熊蜂標(biāo)本
生物多樣性評(píng)估
生物多樣性關(guān)乎人類(lèi)福祉，它不僅能夠?yàn)槿祟?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(tǒng)服務(wù)來(lái)維持地球上各種生命的不息繁衍。生物標(biāo)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(biāo)本見(jiàn)圖2）。對(duì)于已滅絕的種類(lèi)來(lái)說(shuō)，標(biāo)本館是它們唯一的實(shí)體展示平臺(tái)了。因此生物標(biāo)本館在研究生物多樣性和評(píng)估生物多樣性方面發(fā)揮著至關(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(biāo)本館提供的材料和證據(jù)。
圖2 部分昆蟲(chóng)標(biāo)本
教學(xué)與教育
生物標(biāo)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(xí)各個(gè)類(lèi)群時(shí)，有實(shí)物觀察會(huì)更直觀，對(duì)學(xué)習(xí)大有幫助。對(duì)此，筆者在美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)當(dāng)昆蟲(chóng)學(xué)助教時(shí)深有感觸。美國(guó)實(shí)驗(yàn)課提供的標(biāo)本采自世界各地，遠(yuǎn)比中國(guó)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(biāo)本，無(wú)法給學(xué)生們提供最直接的觀察材料。不過(guò)，美國(guó)越來(lái)越多的生物標(biāo)本館把館藏的生物標(biāo)本信息數(shù)字化并在線開(kāi)放，該國(guó)的生物學(xué)教育者認(rèn)為這將會(huì)帶來(lái)更加真實(shí)、更具探索驅(qū)動(dòng)的教學(xué)體驗(yàn)。
由此可見(jiàn)，生物標(biāo)本館在公眾健康與安全的監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測(cè)、生物保育和管理、生物多樣性評(píng)估以及教學(xué)與教育等多個(gè)方面有重大的價(jià)值。維護(hù)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(zé)任編輯 王麗娜）
作者簡(jiǎn)介：陳華燕，美國(guó)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(dǎo)報(bào)》，歡迎關(guān)注。本文部分圖片來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)，版權(quán)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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