科学网 › 标签 › 生物标本

标签: 生物标本

相关帖子	版块	作者	回复/查看	最后发表

没有相关内容

相关日志

科学家收集生物标本，促进了濒危物种的灭绝？: 热度 7 lionbin 2014-6-6 13:27; 在全球变化生物学和保护生物学研究中，哥斯达黎加两栖类消失的故事常常让人感到触目惊心，并留下了深刻的印象。两栖动物种群的衰退和灭绝，一般认为与真菌病原体蛙壶菌有关。从1980年代中期到1990年代初，由于这种真菌的蔓延，哥斯达黎加两栖类种群大幅下降，199个物种中有20个面临灭绝的威胁。例如，霍尔德里奇蟾蜍（Incilus holdridgei）是哥斯达黎加雨林地区的特有物种，自1986年以来，就再也没有人看到其踪影，于是2007年国际自然与自然资源保护联盟（IUCN）宣布该物种灭绝。但是比较乌龙的是，2008年该物种又被重新发现，如今它们的残遗种群仍分布在曾被真菌感染导致其死亡的区域。无独有偶，在这个地区，23个已宣布灭绝的物种中又有11个被重新找到了。Scheffers的全面分析表明，自1889年以来至少有351个物种被重新找到了，主要在热带地区。这样重新找到“被”灭绝物种的故事，往往会吸引科学和媒体的关注。美国亚利桑那州立大学生命科学学院的环境伦理学家Minteer，对于这个问题有比较深入的思考，他担心这些重新找到的“被”灭绝物种不久之后是否会因为人类而真的灭绝了。于是联合其他三名合作者，在 Science 上发表了一篇视点（Perspective）文章认为：野外生物学家一向是用凭证标本来证实一个物种是否存在的，这种惯例持续到现在。但是，这种惯例可能会增加小物种和隔离种群灭绝的风险，因此建议用其他方式来替代，包括高分辨率的摄影、录音和非伤害性抽样方法，这样人们还有机会继续看到这些珍稀的物种。看到这里，我想到了十多年前，我们这里有学生研究野生稻的，其中有些是难觅的濒危种。有一次他们在野外找到了一个野生稻小种群，因为那个时候做遗传分析所需的材料比较多，几乎全部收获回来了。我当时就打趣地说：本来这个物种还可以在地球上存在的，你们一研究，这个物种就消失了。没想打一句开玩笑的话，似乎还带有一些普遍性。 Minteer等认为，这些被重新发现的物种通常处于一个小范围的小种群，因此十分脆弱。由于媒体的报道和科学收集文化的影响，那些希望收集凭证标本来验证该物种的再现，无意加剧了这些罕见物种的灭绝。还有些人希望在自己的标本库中收集到一些珍稀生物的标本，以便在同行面前炫耀其稀缺性价值。某个物种被重新发现是偶然的，因为许多频临消失的物种是难以被鉴定的，而收集的标本可能最后被证实是就是来自于这些非常小的种群，但是那个时候已悔之晚矣。并举了大海雀灭绝的例子来说明将动物从小种群和下降种群中取出其风险是什么：据说最后一只野生大海雀（Pinguinus impennis）的记录是在1844年冰岛Eldey岛。多年来，大海雀被当做人类的食品，羽毛也有一定的开发价值，或者在某种程度上受气候变化的影响，该物种受到了威胁，之后博物馆开始大量收藏这个物种，显然也在一定程度上促使其灭绝。19世纪之后，该鸟类数量开始下降，鸟类学家和管理者越来越珍视大海雀的皮毛和蛋，博物馆和大学开始在各方收集其标本。Eldey岛的一名渔民杀死了最后的一对不会飞的繁殖鸟，卖给了当地的一个化学家制作成了填充标本，而它们内部器官现陈列在哥本哈根的动物博物馆内。大海雀灭绝之后，也就是在20世纪末，有关自然保护社会伦理和全球生物多样性下降的科学问题才开始得到关注。然而，因科学研究目而获得稀有或重新找到的物种标本仍有强大和广泛的驱动力。另外，Minteer等对科学收集文化也进行了一定的说明。他们认为，野外生物学家对凭证标本收集动力的日益增加是由该研究群体内的文化传统所决定的，因为在发表有关物种描述和物种记录是否存在时，必须是亲自观察过这个物种的标本，另外在自然史调查中收藏所收集的标本也是一个铁定规则，或者说是唯一的规则。新物种记录的研究往往有类似的情形：新物种通常也是存在于小的孤立的种群中，因此收集凭证标本也会遭受同样的问题。因此，他们担心这可能导致标本过度收集的问题。不管是专业人员还是业余科学家，他们收集标本都可能导致物种的减少或损失。其实，许多类群仅从形态是难以鉴定的。他们建议描述一个物种或者记录其重新被发现，不应该再要求收集该标本。于是他们也找到了一个替代方式，并做了充分的讨论：最好的替代方案是拍摄好的照片，甚至描述一个物种可以辅以其他的证据，如分子数据，对鸟类、两栖动物或昆虫，还可以收集交配期的叫声。手持终端设备的发展，使得在鉴定物种中的操作更加容易，成本也更低。大多数智能手机都有一个摄像头和一个录音设备，足以收集高分辨率图像和声音。这种非损伤性采样技术已经成功地通过照片、录音和羽毛用于鸟类的识别。在重新发现的物种中，许多物种已经得到了充分的描述，只需要一个高质量的图像应该就足够做凭证了。重新发现的、罕见的、新发现的物种，利用分子技术（擦拭动物皮肤获取DNA）采样来鉴定一个物种，日益成为有效的途径，而对生物本身没有造成伤害或者伤害最小。为了让这种系统能有效运行，残遗种群和新发现物种的DNA必须进行测序，而且数据是公开的，这样为未来的种群重发现提供了文档记录。最后他们满怀信心的总结到：结合高分辨率照片、声谱记录、分子样品和其他特征的多元描述结果，不需要从野外获取标本，同样可以准确地收集到凭证标本，而不会增加物种灭绝的风险。也许他们感觉到自己的观点有些超越传统，因此说到：没有凭证标本的科学描述要成为一个合适的标准，显然会有一个长期的争论。对于未来的展望，他们认为：标本信息的分享，包括在受众广泛的数字存储库中记录凭证标本的基因信息，有助于减少未来从野外收集动物标本的需求。隔行如隔山，我没有采集生物标本和收集标本的经历，更没有什么研究工作是基于标本收集工作的，不过最近有同行将我拉入一个研究是与标本收集相关的，因此我才会对这类文章有些关注了。我仅仅读这篇视点文章，觉得说得挺有道理的。不过，博物学家们可不这么认为，而且对这篇文章异常反感。加州科学院的动物学家Luiz Rocha就不太赞成文章的观点，而且联合了全球66家单位的123名科学家和博物馆工作人员，写了一封Letter，并命名为“标本收集：必不可少的工具”进行了反驳。下面我将直接引用他们发表在 Science 上的Letter交流内容，并加上了我一些添油加醋的话，以便增强火药味的效果。 Minteer等认为，为科学研究而收集生物标本在物种灭绝中起了重要的作用。作者仅仅依靠一些少量的例子（稀有鸟类、蛙类和一些植物）得出这样骇人听闻的结论：凭证标本的收集对许多物种具有潜在危害性，应采用其他的替代方法，比如照片、录音和非杀伤性组织抽样进行DNA分析，足以记录生物的多样性。但是，仔细分析Minteer等所引用的孤例来证明科学收集的负面影响，这些灭绝事件没有一个是可以归因于这个原因的。例如，目前因科学研究而收集并存在的大海雀标本只有约102个，其中许多是在其灭绝之后而收集的骨骼。多年来数百万只鸟类是因采集食物、油类和羽毛而捕杀的。同样，只有九个墨西哥姬鸮（Micrathene whitneyi graysoni，墨西哥特有种）是因自然史研究而收集的。野外记录表明，这个物种在1896和1932年间进行标本收集时是常见种，最可能的灭绝原因是1970年左右因栖息地的退化的入侵物种捕食。科学家们收集生物标本的惯例由来已久，而现代标本收集是应该严格遵守法规和伦理准则的，包括收集标本的数量一般大大低于会影响物种种群水平的。建议用摄影、录音或无损抽样组织的方式来替代标本收集对一些情况是有问题的，这些信息结合在一起也不能用于地球绝大多数的生物多样性的可靠识别或描述，例如地球海洋生物多样性的大部分是深藏在栖息地中的——许多鼓虾科虾类生活在珊瑚礁中，不可能进行无伤害的收集。此外，一般鉴定并不是收集凭证标本最重要的原因。有关形态多样性及其进化的研究，如果没有完整的标本是不可能的。保存标本还提供了可核查的数据点，可用于监测物种健康、分布和表型随时间的变化。历史上以及新收集的标本在理解威胁两栖动物的壶菌其传播和感染中发挥了关键性的作用。想当年，禁止使用DDT和其他环境污染物的决定，就是因为观测到一段时间收集的鸟类蛋壳变薄的结果。气候变化的负面影响之一，就是动物体型下降，也是从博物馆标本的形态学数据中发现的。此外，IUCN红色名录标准就是需要有关生活史和生物学的具体而详细的信息（如寿命和增长率等），特别对于广布种来说更是如此。因此，如果没有标本，许多物种的灭绝风险是无法得到正确评估的。大多数历史上收集的标本，在收集之初并没有考虑到这些目标，这正是标本收集的一个重要特点。随着新技术的不断出现，如稳定同位素分析、大规模并行测序和CT断层扫描，对生态学、进化和保护生物学来说，科学收集正变得越来越重要。 Minteer等的论点，错误地描述了科学收集的重要性，夸大了其消极方面，转移了现代物种灭绝的主要原因：栖息地的退化和损失、不可持续的采伐和生物入侵。重要的是，我们要区分对生物个体生存的保护与对种群和物种的保护。生物个体由于捕食、自然死亡和人为因素的影响，每天都有一部分在消失，我们要试图拯救的是整个种群。停止收集凭证标本，将不利于我们了解地球上多样的生物区系及其生物过程，也不利于自然保护和管理工作。物种描述、生物多样性清单和特有分布区的鉴定，正是需要从保本和基于收集的研究中才能获得这些基础信息。这样的知识具有丰富的时空维度，已被证明在设计保护区和环境影响评估中是非常根本的。地球上人类的足迹不断扩展，现在能深入到地球最偏远的角落。据估计，地球上尚有86%的物种仍然未知，我们的目标应该是通过精心策划的收集过程来尽可能严格地记录生物多样性，以便它们可以得到有效的保存和理解。这样收集标本及其相关数据，对于做出有关管理和保护方面明智的决定是必不可少的。作为一个科学团体，我们倡议用最大的责任心和关注度来对待科学收集工作。此外，由于栖息地丧失和全球变化的速度日益增加，我们相信负责地收集凭证标本和相关数据，以及公开地分享这些知识（如通过GBIF、iDigBio和VertNet）是如今比以往任何时候都更有必要的。读完这封信，我怎么觉得也特别有道理呢？别慌，另外两名科学家显然对Minteer等的观点也是无法认可的，他们也同样给编辑部写了一封Letter，命名为：“标本收集：面向未来的计划”。从另一个角度提出了自己的看法。我们多么希望Minteer等所声称的野外生物学家们喜欢例行收集凭证标本是真的。去了解一下就会知道，任何博物馆馆长会告诉你，要说服生物学家们这样做，其实是一个异常艰难的过程。许多出版物出现了一些不可靠的问题，主要还是因为无法核实物种的身份。凭证标本是否必要，与物种的分类单元和地区有关，但总的来说，尽量多地收集标本和数据是比较好的，这些数据当然也包括DNA和生存状态的照片。我们当然不希望看到任何过度收集标本导致物种走向灭绝，但问题是，这是非常罕见的现象，更多是因为爱好者、商业和休闲的过度采集出现的问题，合理的科学凭证收集并不会导致这个问题的出现。如果说杀了一个物种就导致该物种的灭绝风险增加，那么这个物种本来就远低于可维持的种群数量，早就是名存实亡了。道金斯 1976年出版《自私的基因》一书，成为全世界最具争议的进化生物学家。在这本书中，他认为自然选择仅仅通过基因而不是通过物种或者个体发挥它的造物能力，人类只不过是“基因的生存机器”。但是，道金斯对进化的描述在超大的尺度下是不大可能的事儿，没有什么是比生物形态更好的证据了。一个物种是否存活，博物馆标本代表了许多最引人注目的新奇事物的窗口。分子数据虽然有助于鉴定，但对博物馆标本来说并不是什么灵丹妙药，尤其是对新发现的物种来说更是如此。当一个标本可以保存下来的时候，而我们描述完一个新物种却没有保存其全型标本，这在分类学上属于玩忽职守的行为。即使有了好的照片和生物组织的样本，还是有理由收集一个或多个完整的标本。我们不知道物种的何种形态特征，在未来有关物种状态、系统发育关系，或者遗传或表观遗传变异的研究中被证实为是重要的。言下之意，我们只能描述今天认为重要的形态特征，但不知道未来被认为真正重要的特征。另外，作为分类学家和生态学家，我们想知道的不仅仅是那个是否存在，而是想了解是什么导致了其独特性。鉴于自然选择中表型环境界面接口的重要性，我们牺牲了可了解物种具最重要潜在意义的内容，因为我们放弃了有关解剖细节的最好证据。随着数以百万计的物种受到灭绝的威胁，如果有些物种我们在它们还存世的时候没有留下一些照片或者基因序列数据，这将是一个悲剧。对于保存完好的样本来说，我们可以继续惊奇于其适应性，为仿生学去挖掘一些模型，完善特性转化理论，并验证相关物种中内部或外部结构的状态。作为数十亿年来对百万计的物种进化进行探索、发现和记录的最后一代，我们不应该那么傲慢，认为我们知道未来的科学需要什么。 Minteer等面对这两封明确反对或者曲解意思的Letters，是否曾经很恼火？但他们很快就做了一个回应。不得不叹服，Minteer等的辩论能力太强了。他们说：我们所发表的观点文章，其目的是提高人们对一个问题的认识：随着全球生物多样性的危机逐渐展开，一些问题日渐普遍。缺乏一个可靠的种群大小的估计，持续收集那些认为可能灭绝的珍稀物种的新观察个体是谨慎和道德的吗？我们支持自然历史博物馆的工作，在讨论中，我们没有任何地方说过要停止负责任的收集工作。标本收集为许多超越分类之外的学科提供了宝贵的贡献。我们反复强调，我们针对的只是小型的和脆弱的种群。我们愿意相信我们生活在Rocha等所描绘的世界里：一群负责任的收集者遵循每一个规则和道德准则（如果存在的话）。然而，我们自己的经历和研究则呈现出更复杂的画面。与仅仅遵循监管规定和道德禁令相比，负责任的科学实践文化是很难建立起来的。Rocha等还引入了一个例子，藉于说明在保护生物学中个体、种群和物种水平之间的差异，这个问题我们在其他地方已经进行了讨论。很明显，我们的文章是关注种群和物种的生存。个体标本在我们的论点中之所以重要，是因为这些种群规模小，特别是发现这样的个体与致命病原体共存时（如重新发现了两栖动物种群），采集行为可能会大大减少其种群的数量。我们并未声称科学收集是灭绝的主要驱动力。我们知道灭绝的主要威胁来自栖息地的丧失和破碎化、商用、外来物种入侵、毒素、传染病和气候变化。收集者们可能获得了最后的海雀，但在这个人类过度开发的时代将物种推向了灭绝的边缘。当然，缺乏种群规模的可靠估计，在一个小的、孤立的种群中收集生物个体，当然可构成一个灭绝的风险。我们认为，突出这一风险是重要的，并建议如何减轻这种威胁。我们对Krell与Wheeler的观点感到不安，这似乎表明：收集脆弱种群是合理的，是为未来保存这许多走向灭绝物种的存在。即使对很小的种群，似乎也应该去进行标本收集，因为这些物种已经“名存实亡”了。我们应该认识到，如果收集一个标本增加了灭绝的风险，那么就是对生物多样性的威胁，应该旗帜鲜明地反对。 Krell与Wheeler反对我们假设“未来的科学需要什么”，是一种“傲慢”，但我们发现他们的建议更傲慢，那就是建议分类学家和生态学家不应该关心将物种打入棺材的最后一根钉子。科学文化的改变是很困难的。历史悠久的工艺被新工艺替代总是会出现一些质疑。标本收集也不例外，尤其我们正在进入第六次大灭绝时代的今天。我们鼓励用新方法来记录地球的生物多样性，以便进行更多的研究。我们提出的科学收集的预防方法将有助于确保，我们找到了鉴定生物的新科学方法，不会对已经弱不禁风的种群施加额外的压力，或者我们确认了某个物种已经死里逃生了。参考资料： Minteer et al. Avoiding (Re)extinction. Science 18 April 2014: Vol. 344 no. 6181 pp. 260-261 Rocha et al. Specimen collection: An essential tool. Science 23 May 2014: Vol. 344 no. 6186 pp. 814-815 Krell and Wheeler. Specimen collection: Plan for the future. Science, 23 May 2014: Vol. 344 no. 6186 pp. 815-816 Minteer et al. Specimen collection: An essential tool -Response. Science 23 May 2014: Vol. 344 no. 6186 p. 816; 个人分类: 一起读顶刊|8118 次阅读|24 个评论

更多...

帐号		自动登录	找回密码
密码			注册

关闭 安全验证

标签: 生物标本

相关帖子

相关日志

关闭安全验证