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博物之島 MUSEUMS

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博物館標本的新價值?史密森尼博物館研究人員告訴你

2022/07/22
閱讀數 : 860

作者:何慕凡(英國倫敦大學學院考古學院博物館學研究所碩士)、劉筱蕾(史密森尼學會自然史博物館人類學部門博士後研究員)

*本文感謝史密森尼學會自然史博物館人類學部門劉筱蕾博士後研究員接受訪談。


博物館中有形形色色的研究人員,他們會因為博物館成立的目標和館藏走向,而有不同的研究領域。越大型的博物館,旗下研究人員的研究領域便可能更為多元、分類更為細緻。以美國華盛頓特區史密森尼學會轄下的自然史博物館(The Smithsonian National Museum of Natural History)為例,其內就有1000多位研究人員,針對館藏進行不同領域的研究。現在,讓我們跟隨人類學部門劉筱蕾博士後研究員,進入考古基因組學的微觀世界。

 

重建古代DNA:標本「拼湊」的過去與未來

劉筱蕾所在的研究室,專長於重建過去生物的基因組,而她目前進行的研究主要涵蓋博物館各式標本跟考古材料,包含葡萄、蘋果、藜、狗、跟某些 RNA病毒的基因組重建。

她日常的工作過程,主要是在實驗室內萃取博物館現行保存標本當中的DNA,進而重建古基因組——這個過程有點像是「拼拼圖」,透過演算法,將過去生物的基因組回復到能與「現生近緣種」比較的狀態,也就是說,「可以拿來跟現在的相近生物進行比較」。而因為標本可能已經存在幾十年甚至數百年,保存過程中的處理往往會造成遺傳訊息的破壞或毀損,所以需要仰賴不同的技術來重建這些遺傳訊息。

圖為史密森尼學會自然史博物館的實驗室,是研究人員日常工作的地方。(劉筱蕾 攝影)

 

為何要重建遺傳訊息?這很重要嗎?

劉筱蕾表示,其實博物館或標本館在搜集、採集標本的過程中,可能並不清楚標本的分類資訊,或隨著時間日久與紀錄佚失,無法判別標本的來歷與身分。透過重建標本的遺傳資訊,博物館得以辨別這些標本「是什麼」、或是它在分類學上是否是一個新物種!


史密森尼學會庫房一景(Museum Support Center)。史密森尼學會博物館群因館舍空間不足,加上館舍大多都集中在國會山莊以及白宮等聯邦辦公區中,在911事件後,學會有鑒於博物館群庫房內收有大量化學物質,如果遭受恐怖攻擊後果不堪設想。於是在馬里蘭州的休特蘭地區(Suitland)建造集中型的博物館中心(Museum Support Center),將學會各博物館群的館藏集中收藏,並建有實驗室、溫室等設施。(劉筱蕾攝影)

準備送去進行分析的樣本,是重建古代DNA不可或缺的研究過程。(劉筱蕾攝影)

 

透過比較過往標本跟現在生物的遺傳訊息,研究可以看出幾十年甚至數萬年的生物演化。劉筱蕾分享之前進行的構樹研究,便是透過比較遺傳訊息,進而得知南島民族如何帶著構樹遷徙,了解過去人類移動的發展軌跡。

此外,其他研究員也有透過探鑽土層裡面的生物DNA,來判斷過去不同時代、該地點的植物種類變遷,又或是人類現在吃的樹薯,也可以透過遺傳訊息,追溯目前食用樹薯的種原跟雜交史,可以作為未來育種計畫或改良作物的參考資訊。

 

標本與他們的產地,及實務技巧

標本通常是史密森尼博物館裡面的館藏,但也會透過館際合作,跨國從其他博物館或植物園的標本進行採樣。劉筱蕾在英國任職時,就曾經為了進行歐亞葡萄研究,跑遍世界各地採集植物標本,最高紀錄在5天去了6個國家。跨國合作中,各國機構對於標本採樣的政策不一,除了既定的研究目的描述外,也可能需要提交介紹信或簽署相關合約(Material Transfer Agreement)。

而標本採樣的方式也十分多樣。有可能是機構內的研究員、策展人自行採集;或開放在研究員的監督下,由採樣人進行取樣。因為針對標本的採樣是「破壞性採樣」,一旦拿走了標本的某些部分,植物標本的完整性就被永久破壞了,所以通常採樣的內容可能是葉子碎片、或是拿取主標本本來就掉落的部分。

哥本哈根大學的採樣標本,左上角標示有採樣人的機構、姓名以及採樣日期,說明這份標本已經被採樣過。(劉筱蕾 攝影)

 

博物館內所收藏的標本,不僅僅是作為典藏而存在,更可以透過不同研究人員的研究面相,延伸後續的相關應用。透過瞭解更多物種以及其遺傳訊息,相信我們能對這個世界有更多的理解與認識。


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