淺談動物標本的教學科研價值

孫媛 李海云 劉清神 朱偉儀 溫山鴻 華南農業大學動物科學學院 510642

淺談動物標本的教學科研價值

孫媛 李海云 劉清神 朱偉儀 溫山鴻 華南農業大學動物科學學院 510642

動物標本在教學及科研領域中發揮著重要作用，種類主要包括浸制標本、剝制標本、骨骼標本、干制標本、玻片標本等。華南農業大學動物科學學院動物標本室共保存了動物標本409種，近2930份，包括鸚鵡螺、中華鱘、文昌魚、大鯢、揚子鱷、虎紋蛙、眼鏡蛇、綠孔雀、獼猴等珍稀物種。動物標本在動物學教學中的價值主要體現在,作為直觀教學工具發揮作用，作為教學材料保證實踐教學，通過制作動物標本提高學生的動手能力。動物標本在科學研究中的價值主要是為新種發表提供實物證據，為系統進化、生物多樣性及瀕危物種保護等研究提供遺傳信息。

動物標本；教學；科研；價值

將自然界中失去生命力的動物整體或部分有機體，通過科學方法制作成標本而保存下來就是動物標本。動物標本是人類認識自身賴以生存的環境，了解動物與環境、動物與人類之間相互關系的一種重要途徑。動物標本作為直觀的教學工具在動物學教學中發揮著重要的作用，在分子系統學、生物多樣性及瀕危物種資源保護等科研領域里具有極高的研究價值，在科學普及宣傳中動物標本是重要的展出材料。

1 動物標本的種類

1.1 浸制標本

浸制標本通常是指把動物整體或某一系統、器官浸泡在甲醛溶液或乙醇當中，防止動物體腐爛變質，保持固定在新鮮狀態。動物整體浸制標本的制作步驟主要包括選擇材料、處死、整理姿態、防腐固定、裝瓶保存、粘貼標簽等，動物各系統或各器官浸制標本的制作步驟則包括取材、解剖、定形和修正保存。浸制標本既便于保存，又便于觀察，適用于大部分動物的標本處理，是最常用的一種動物標本制作方法。

1.2 剝制標本

剝制標本是將失去生命活力的動物體,經過剝皮、去肉、脫脂、防腐、裝架、填充或假體、整形、安裝義眼、固定、梳理羽毛或毛等工序后, 復原成該動物生活狀況時的形象[1]。動物剝制標本的制作主要指脊椎動物而言，特別是哺乳類和鳥類，以及一些不宜采用浸制方法的其它各綱的大型種類，如鯨、鯊魚、海龜等。

1.3 骨骼標本

骨骼是支持動物和人的體形，保護內部器官、供肌肉附著，作為肌肉運動杠桿的支架。骨骼標本主要應用于脊椎動物，制作步驟主要包括將骨骼剔除肌肉、腐蝕脫脂、漂白，并按照動物的自然狀態、位置對骨骼進行整形和裝架。對于一些小型脊椎動物及其幼體還可以制作成透明骨骼標本。透明骨骼標本的肌肉和軟組織結構無色透明，而骨化中心和硬骨組織被染成紫紅色，界限清晰，易于識別，能提供傳統解剖方法不易得到的信息[2]。透明骨骼標本的制作過程，主要有剝皮去內臟、材料的固定、透明、染色、分色、脫水、保存等步驟。

1.4 干制標本

干制標本是指以干燥方法制成的標本，通常用于昆蟲等小型動物，其優點是制作簡單，不需其它溶液或容器保存，但干制標本由于脫水，容易收縮變形和蟲蛀霉變。昆蟲干制標本制作步驟主要包括采集、固定、整形、風干或烘干。

1.5 玻片標本

一些微型的無脊椎動物如草履蟲、華支睪吸蟲等，和某些動物的器官組織如蝗蟲絲狀觸角、魚的肌肉組織等，此類微小形態和細微結構都需要使用顯微鏡來觀察，為了便于觀察而制成的標本就是玻片標本。按制作方法的不同，玻片標本可分為裝片標本、切片標本、涂片標本等。從保存方法來看，又可分為以水、甘油和固定染色劑處理的臨時性玻片標本，以及利用各種封藏劑封固的永久性玻片標本。以魚類寄生單殖吸蟲為例，制作整體永久裝片的步驟主要包括：取材、固定、浸洗、染色、分色、脫水、透明、封片等9個步驟[3]。

2 華南農業大學動物科學學院動物學標本室概況

動物科學學院動物標本室保存了動物標本409種，近2930份，其中浸制標本219種、941份，剝制標本106種、117份，骨骼標本7種、9套，干制標本35種、61份，玻片標本42種、1801份。所保存的動物標本共涉及15個動物門類，包括鸚鵡螺、中華鱘、文昌魚、大鯢、揚子鱷、虎紋蛙、眼鏡蛇、綠孔雀、獼猴等珍稀物種。

3 動物標本在動物學教學中的價值

3.1 作為直觀教學工具發揮重要作用

動物學是研究動物各類群的形態結構和有關生命活動規律的科學[4]，是高等院校動物科學、生命科學、獸醫、蠶學、水產、農學等專業的重要基礎課程。動物學課程具有知識點多、內容廣、概念抽象、實踐性強、不易理解的特點，為使學生更好地掌握動物學知識，動物標本作為必不可少的直觀教具發揮著重要的作用。

動物標本能夠如實地反映動物的形態和構造, 在教學過程中運用動物標本，能使授課內容生動、立體、形象，激發學生的學習興趣，有助于學生理解和掌握動物學知識。如珍稀動物鸚鵡螺屬軟體動物，具有美麗的外殼和獨特的構造，在講授軟體動物分類知識時，向學生展示鸚鵡螺的干制標本，并指出鸚鵡螺與烏賊章魚同屬于頭足綱，是國家一級保護動物，人類正是模仿了鸚鵡螺排水吸水的上浮下沉方式，制造出第一艘潛水艇，通過這樣的標本展示和講解過程，能夠大大加深學生對相關分類知識點的印象，并激發起學生的強烈求知欲望。再如，講授完哺乳動物神經系統時，通過觀察脊椎動物包括魚、蛙、蜥蜴、鴿、兔大腦比較的浸制標本，學生就能得出脊椎動物大腦的主要特點，并對脊椎動物大腦的進化有了直觀立體的認識。

3.2 作為實驗材料，保證實踐教學的順利進行

動物學的實踐教學主要包括動物學實驗和動物學實習，二者的順利完成都離不開動物學標本。目前高等院校開設的動物學實驗一般包括原生動物、扁形動物系列實驗，羅氏沼蝦、魚的解剖等實驗，相關動物的玻片標本、浸制標本、骨骼標本在實驗課中必不可少。如扁形動物里除渦蟲綱營自由生活外，絳蟲綱、吸蟲綱的扁形動物大部分是體內寄生蟲。實驗課可以向學生提供活體渦蟲進行觀察，而吸蟲綱、絳蟲綱則必須準備動物標本，學生通過觀察華支睪吸蟲的玻片標本、豬帶絳蟲的浸制標本及玻片標本，來認識常見的寄生性扁形動物，并了解它們適應寄生生活的基本特征。羅氏沼蝦解剖實驗中，蝦神經系統的浸制標本能夠幫助學生確定蝦神經系統的位置和形狀，使學生先對解剖內容有感官印象，避免在解剖過程中出錯，蝦的神經系統位于蝦體腹面，解剖時應該從背面進行。

動物學實習通常包括野外實習和室內實習，動物標本是室內實習的主要材料。通過比較從原生動物到脊椎動物各門類動標本的形態和構造，來了解動物的多樣性和認識動物界的進化發展。利用昆蟲干制標本、鳥類剝制標本等動物標本，結合分類檢索表，來學習動物分類的基本原理和方法。野外實習同樣需要動物標本，只有結合了動物標本，野外實習才能達到目的。動物與植物最大的區別之一在于動物能主動且迅速地產生位移，加之保護環境、保護生物資源的要求，不能隨意捕捉動物，尤其是哺乳類和鳥類，因而野外實習主要是對動物的生活環境進行觀察，了解動物的行為習性、生理狀態等方面的信息。然后將這些信息與動物標本結合起來，才能夠理解動物的形態特征是與其生活環境相適應的，理解結構與功能、生物與環境的統一和物種多樣性的形成機制。

3.3 通過制作動物標本，提高學生的動手能力

動物標本的制作是一項非常重要的動物學技能,需要制作者具備扎實的基本功、熟練的操作技巧以及靈活的思維。學生通過自己動手制作標本，不僅可以增加動物標本的數目，鞏固復習所學的理論知識，更重要的是在標本制作過程中，能夠提高動手實踐的能力，獲得許多新的認識和體驗。如在制作鯉魚腦浸制標本的過程中，筆者發現多數學生在生活當中從未動手解剖過魚，是典型的“眼高手低”。通過這樣一個標本制作，學生的動手能力得到了鍛煉，獲得了嶄新的生活體驗，同時在制作過程中需要分工合作，學生的團隊意識也得到加強，分析問題、解決問題的能力也得到提高。

4 動物標本在科學研究中的價值

4.1 為新種發表提供實物證據

動物標本在科學研究中占有重要地位，特別是動物分類學中新物種的發表。當科研人員于所在的研究領域發現了某待定物種時，通過與已知的、相關物種的動物標本比對查證，發現有不同而判定為新物種時，需要對新物種的形態或其它生物學特征進行描述，并指定模式標本(Holotype，需要永久保存)。這些資訊在相關學術刊物中正式發表時，研究者需要在文章中注明標本的保藏地點及標本編號。通常研究者會將新物種的副模標本(Paratype)保存于一些世界著名的標本博物館，如英國倫敦自然史博物館(NHM)、美國國家寄生蟲收藏館(USNPC)等，作為新物種的實物證據，同時方便同領域里其他研究工作者借閱使用。

4.2 為系統進化、生物多樣性及瀕危物種保護等研究提供遺傳信息

隨著現代分子生物學的飛速發展，利用分子手段從動物標本中提取DNA樣品已經成為現實。如夏穎哲等[5]從甲醛保存的魚類標本中成功提取了線粒體細胞色素b的大片段序列，張建珍等[6]從蝗蟲干制標本中提取了基因組DNA，吳喚玲等[7]從鳥類剝制標本的皮膚組織和羽毛中提取了線粒體DNA的控制區序列。通過提取甲醛浸制標本的基因組DNA，許黎美等[8]對瀕危物種國家一級保護動物白鰭豚的遺傳多樣性進行了研究。

利用分子生物學技術，動物標本的科研價值得到了進一步的提高。20世紀以來，由于環境惡化，生態棲息地遭到破壞，大量動物物種滅絕或種群數量大幅下降，野外采集許多物種(尤其是瀕危物種)的新鮮樣本已越來越困難，使得館藏動物標本所包含的遺傳信息在系統進化、種群遺傳、生物多樣性以及瀕危物種保護等研究中占有越來越重要的地位，如何有效地獲得和利用動物標本的遺傳信息已然成為分子系統學等相關研究領域里的重要研究內容。

動物標本除了在教學科研中具有重要的價值，在科普宣傳社會服務中也發揮著重要的作用。通過動物標本的陳列展覽，為廣大學生提供了一個認識自然、認識生物的好課堂，通過對動物標本的認識與了解, 幫助學生明確生物與環境、人與自然的相互關系，人是大自然中的一員，應與大自然中的其它生物和諧相處。從而增強學生保護自然、保護環境的意識，愛護校園及城市的花草樹木，保護動物，維護生態平衡，創建和諧美好的社會。

[1]劉萬勝，劉力華，黃明輝等.家兔骨骼染色透明標本制作法的介紹[J].生物學通報.2004，39 (4)：57.

[2]許永賢.淺談鳥類剝制標本的制作方法 [J].種業研究.2007， 10：48-50.

[3] Sun Yuan，Kritsky D.C. and Yang Tingbao.Two new species of Haliotrema (Monogenoidea: Dactylogyridae) from Acanthurus nigrofuscus and Acanthurus oliverceus (Teleostei: Acanthuridae) in the South China Sea[J].Journal of Parasitology. 2007, 93 (4): 781-786.

[4]張訓蒲.普通動物學[M].李海云，侯建華等. 第2版. 北京：中國農業出版社，2008: 1-325.

[5]夏穎哲，張春光，陳宜瑜等. 福爾馬林保存魚類標本中大片段DNA的提取[J].水生生物學報.2007， 31 (4)：485-491.

[6]張建珍，郭亞平，馬恩波.不同保存方式下蝗蟲組織DNA的提取及RAPD分析[J].動物學雜志. 2004，39 (2)：53-57.

[7]吳喚玲，韓德民，章敬旗等.一種從鳥類剝制標本提取DNA的改進方法[J].動物學雜志.2007， 42 (1)：84-88.

[8]許黎美，萬秋紅，王丁.福爾馬林固定白暨豚標本DNA提取及其遺傳多樣性的初步研究[J].水生生物學報.2005，29 (3)：272-278.

華南農業大學教育教學改革與研究項目 (JG08031)