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标本

Exploration Architecture studio 的生物标本

生物标本(也称为生物样本),是由生态基因储存库英语biorepository(biorepository)保存用于研究的生物样本。

借由制作标本,以便从样品取得的采样物可以长期被保存。而在理想情况下,他们仍然等同于新鲜收集的样本。

植物标本

处理后只剩叶脉的树叶标本。通常用强碱煮去叶肉,最后会只剩叶脉部分(维管束纤维)。

植物标本指的是植物的全株或部分,借由各种方式处理,能永久保存于植物标本馆中,能提供各种研究之用途。

标本是研究系统学的一个基本要求。收藏的样本(sample)借由干燥或浸液的方法保存,也可能是由野外带回的活体植物或繁殖芽(propagule),培养于温室植物园等人造环境中。

功能

标本可供作:(1)系统学的研究之用;(2)命名的依据;(3)鉴定的依据;(4)提供多种资讯。

  1. 提供系统学研究的材料:虽然系统学者的研究应是野外的材料,但许多系统研究工作之得以完成,实际是借助于植物标本。
  2. 供作命名植物分类群之依据(即证据标本,voucher specimens)
    1. 证据标本几乎皆为标本馆所保存的腊叶标本,这是由于国际植物命名法规(ICBN)所规定,每个以下阶层的学名皆与模式标本相互联结一起,这些模式标本便是由命名者于许多标本的收藏当中特别选择作为证据标本者。
    2. 腊叶标本为植物经压制、干燥,且标示与归档于标本馆中之标本。
  3. 证据标本亦被使用来确定某一分类群的身份(学名):当一植物分类群难以鉴定时,便可援用证据标本作为比对之用,而鉴定出与证据标本的植物是否为同一种。不管采用何种方法(如形态学解剖学族群遗传学分子生物学等),所做的系统学的文献里,皆必须要注明引证可用来作为参考之用的证据标本。
  4. 野外采集标本时,所记录下的资讯很重要,可供多种用途:目前许多较大标本馆已把标本的资料数字化,供作计算机的数据库,除可供形态学生态学物候学、及地理学的利用,还能藉以理解许多生物学上的问题(诸如族群大小、稀有程度...等)。这对于研究植物系统学、生态学、保育生物学生物多样性资料之建构极具价值。

种类

常见的植物标本大概可归类为干制标本 (如腊叶标本)、浸液标本、玻片标本等。要制作标本常得视标本馆的保存需求、植物的材料特性作适当的处理。

干制标本

干制标本是最简便的标本制作方式,干燥后的标本,保存适当的话可以保存相当久的时间。一般标本馆中的标本在干燥时会先压平以利收藏,故又称为腊叶标本。标准的腊叶标本带有植株、叶、花、根茎等特征。较大型的水生植物(含藻类)亦常采用同样的方式制成标本。

有些植物的部分因为维持其立体形状很重要,或是无法压制(例如树干),因此亦有不经压制,或利用殊手续维持其立体构造,而仅直接干燥。例如某些大型蒴果松柏类球果、树皮、树干等标本。

浸液标本

浸液标本之制作通常是为了特殊的需求,保留在某些化学药剂中(乙醇甲醛甘油等),一方面可以维持其原来的形体,一方面方便他日可作再深入的研究。相较于腊叶标本,由于需要装在容器中而更占空间,且需不定时更换、添加药剂,除特殊需求,较少采此方式。常见的浸液标本有、大型真菌子实体等软嫩部位,藻类细菌微生物,还有其他植物的组织切片、或微细的部位(如花粉)等。

玻片标本

主要是微生物细菌藻类真菌),经过固定、脱水、染色程序制成永久玻片标本以保存。

活体标本

有些植物以活体栽植的方式保存于某些植物园。图中为景天科Aeonium aboretum var. atropurppureum,与多种多肉植物被收集一处。

有些植物采集来时,保持其活性,因而会保存为活体标本。常见的有植物标本园所栽植采自他处的植株或繁殖芽。种子是另一种常见活体标本的形式。

特殊标本

  • 原色干燥标本制作法:砂干法、塑胶法、液浸法、硫酸铜法
  • 液浸标本制作法:
    • 绿青色液浸标本的制作:例如醋酸铜法、冷浸溶液法等
    • 其它颜色液浸标本的制作:红色保存法、白色保存法、黄色保存法、黑色保存法等,不需经固定颜色与组织的流程,可直接将标本放置于贮浸液中。杂色保存法则须先用固定液将各种颜色固定后再放置于贮浸液中。

制作方法

标本的制作从标本的采集开始,便要注意资料的登录与收集。采集标本的程序大略可分为:寻找标本(欲采集植物)、采集(collecting)、压制(pressing)、干燥及分类(drying and sorting),裱衬(mounting,意即把干燥好的标本固定在台纸上,亦常称作上台纸),然后便要制作标签,经过消毒(杀虫)后,分类归档进馆收藏。

采集地资讯

收藏一份标本,其资料越详细,越能提供后续研究更精确可信可用的资料。通常采集者会备有采集簿,登录必要的采集资讯,通常在采集簿里登录现场观察到的现地较详细的采集资讯,包括采集地点资料(地区、经纬度、海拔、栖地种类等)、采集品资料(科名、学名、任何无法在标本制成后保留的形态特征等)等。

压制

标本采集到后要经过适当的整理才能保留且呈现最多的资料供后续之用。而这必需在压制前完成。压制的工作最好在采下后越快进行越能保证标本的品质。通常需要二片硬板,以绳索绑紧。如果采集品需要较细致的处理,则通常会留待至野外工作站或回实验室才进行。

干燥及分类

干燥的系统(器械)有多种,但大致可分为二大类:对流式(convection system,如附图),送风式(forced-air system)。

动物标本

环形动物的浸液标本

所谓动物标本,就是把动物遗体经过各种处理,将其皮毛、骨骼或身体器官长久保存,作为收藏、展示或研究用的样品。这方面的制作技术,可以追溯到古埃及时代——古埃及人把他们崇拜的公牛、猫、狒狒和鹰隼等动物的尸体掏空内脏并进行防腐处理,保存在石棺或陶罐里。现代动物标本通常使用福尔马林进行浸泡防腐保存。

动物标本记录了动物的体型、外观、解剖特征等基本信息,对分类鉴定至关重要。尤其是一个物种正式定名时所依据的标本,就被定为“模式标本”,以后鉴定都要以它为准。

针插标本(昆虫)

即用化学药剂快速杀死昆虫,用细针穿透身体、插在底板上固定,再加以烘干或者自然风干所制成的昆虫标本。

浸液标本

死后泡在防腐杀菌的酒精或甲醛溶液(即“福尔马林”)里面,装进玻璃瓶而制成的标本。

浸制标本的渊源十分古老:早在上千年前人们就利用烈酒中的高浓度酒精充当临时防腐剂,国王、将军要是不幸在出征中客死远方,就将其遗体塞进酒桶,运回下葬。后来这法子被博物学家学了去:大航海时代以来的几个世纪,他们从世界各地采集的动物标本,很多就是泡在白兰地、威士忌甚至普通葡萄酒桶里的,有时甚至差点被海关当成走私酒给没收。19世纪之后,杀菌能力更强的福尔马林登场,只是在海外不像烈酒那么容易买到。

酒精和福尔马林的防腐原理,都是破坏机体中的蛋白质,杀死细菌,使标本不会受到细菌的破坏。但这同时也会把标本变得又硬又脆,严重褪色,外表走形。此外,这两种液体都十分易燃,尤其是福尔马林容易挥发,气味刺鼻还有毒性,对人体伤害不小。但要保存柔软的动物遗体,内脏器官的话,浸制标本的作用仍不可替代。

剥制标本

金雕的剥制标本。

剥制标本是一种把动物的皮剥下来进行防腐处理后塞入填充物保存的标本。

制作剥制标本的技术含量,在各类动物标本中是最高的:既需要了解动物的解剖学特征和生活习性,又得有高超的手工技巧和艺术修养,还要忍得住腥臭,干得了粗活。

几百年来,剥制标本大多使用经盐腌过的“生皮”,里面用铁丝、铅丝或木条撑起支架,像填枕头一样填满稻草,鱼类、爬行类标本还要在表面刷漆。但生皮的油脂和水分很难清除干净,主要靠涂抹砒霜、敌敌畏等剧毒物质防腐防蛀,不仅有害人体,时间一长也照样会褪色、皱缩甚至断裂。加上内部支架会逐渐变形,脱水不彻底的稻草容易腐烂,这样做出来的标本往往过上几年就面目全非。

现代的剥制标本工艺早已今非昔比。毛皮经过鞣制,转化为柔韧有弹性的熟皮,能像皮草一样长久保持鲜活,省去了剧毒防腐剂;内部不再搭架子、填稻草,而是用树脂、石膏或玻璃钢等材料,制成尺寸贴合动物身形的整块“假体”,再套上皮毛,便呈现出了逼真的肌体层次,而且不易走形。标本的眼睛,则从死气沉沉的玻璃球,换成了根据每件标本的形态专门定制的假眼。只是由于国内[哪里?]近年[何时?]才开始推广这些技术,因此依然有些老旧标本仍被陈列在博物馆。

骨骼标本

制作骨骼标本最耗心血的,不光是把骨头分离出来、清洗干净,更在于如何把它们重新组装成一副完整的骨架,精准展现动物的骨骼形态。在处理细小的动物骨骼时,通常会用到皮蠹来清理骨头上残存的软组织:一具家猫大小的动物骨骼,大致剔除皮肉、内脏后交给一堆皮蠹幼虫,过7、8天就只剩一副干干净净、整整齐齐的骨头架子。而若是处理大型动物时,通常会挖个大坑,埋进去,等土壤中的线虫、细菌等生物慢慢分解掉骨头上的软组织和大部分骨髓,趁它们还没来得及对付骨头时,刨开坑把骨头挖出来,完成最后的清理、脱脂、去味等工序。

仿真标本

是用家畜皮革、帆布等充当皮肤,用染了色的羊毛、兔毛、鸡鸭毛甚至人工材料充当毛发的动物标本。

由于不用真材实料,仿真标本谈不上有什么科研价值。

塑化标本

是把动物身体经福尔马林浸泡杀菌后,泡进丙酮溶液脱水、脱脂,再用液态的环氧树脂、硅橡胶等把组织中的丙酮置换出来所制成的动物标本。

塑化标本虽然不能保持皮肤、毛皮的原有质感,却让身体内部的肌肉、内脏和血管分毫毕现,甚至在显微镜下还能看到未破坏的细胞结构。由于材质已经从有机体变成了不腐的“塑料”,塑化标本可以保存从里到外的整个身体,而且长期暴露在空气中也照样不走形、不腐烂,无需玻璃柜或防腐液保护,甚至观众直接用手摸也没关系。

透明骨骼标本

参见:透明骨骼样本

其他生物标本

一种地衣,其标本乃连同其生长之基质,直接干燥保存。
一种长在树皮内的子囊菌真菌)之菌落,其标本乃采取树皮,不经压制直接干燥保存。

传统上被归类为植物分类群,如细菌真菌藻类苔藓,亦需要有证据标本收藏以供研究之用,许多植物标本馆中仍存放了大量的此类标本,因此其标本的形制多少亦与一般的维管束植物标本类似。

常见的此类标本除了直接干燥压制固定于台纸(亦多不经压制而改固定于纸盒),还有经过脱水、染色、等过程做成玻片标本存放。

注释

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 simpson, 2006. p.517.,原文作标本收藏(plant collection),意指标本而言。链接为出版商网页,现为第二版(2010),编辑此条目时采第一版(2006)。
  2. ^ 腊叶,此链接是一张台湾大学植物标本馆的标本标签,其标签题名为日治时期的“台北帝国大学腊叶”,腊字作{月昔},意指台北国帝大学之标本收藏,腊叶原意是指风干的叶片,但后来可能误作“腊”字简写而因袭成习,此需要更多考证。
  3. ^ 腊《汉典》
  4. ^ 4.0 4.1 R. Liesner,cached 2011.05.28,本文特别强调了采集簿的重要性。

植物标本


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