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你喜歡去哪兒看動物?
除了野外、動物園和水族館,自然博物館也是了解動物的好地方。
這里的動物標本雖然沒有活蹦亂跳的生命感,但勝在門票便宜,可以零距離、不限時地觀察動物的每一個細節(jié)。
更重要的是,通過標本我們能見到大白鯊、大王具足蟲等在人工環(huán)境很難飼養(yǎng)的動物。
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西北農(nóng)林科技大學(xué)博覽園內(nèi)的大王具足蟲標本(本文圖源:作者)
不過,當我們在參觀自然博物館時,你有想過標本是咋制作的么?把動物內(nèi)臟掏空,再用藥物泡一泡、縫合一下就完事兒了?其實真正的動物標本制作,遠沒有這么簡單。
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國家自然博物館中的非洲動物標本造景一角
01
動物標本都是真皮肉嗎?
先說一個讓人有點掃興、又有點意想不到的事實:我們在博物館里看到的大型哺乳動物標本,絕大部分都不是“純天然”的,這種標本被稱為剝制標本。
這類標本的制作過程是這樣的:
剝制標本制作
首先需要清理動物尸體表面的污漬,并精確測量其體長、頭圍、頸長、胸圍、四肢圍度等多項數(shù)據(jù)。
然后從動物腹部最不易察覺的位置開始下刀,像“脫襪子”一樣,手持解剖刀,小心翼翼地將皮膚與肌肉、骨骼分離開來。
剝下來的皮張去除殘留肌肉、脂肪,再用化學(xué)試劑浸泡變成柔軟的且可長久保存的“熟皮”。
再把熟皮蒙在由金屬、聚氨酯泡沫等材料制成的假體或支架上縫合。
最后還需要在通風(fēng)良好的環(huán)境中自然晾干數(shù)周乃至數(shù)月才算真正完成。
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剝制標本內(nèi)部填充支架或者假體
如此看來,很多剝制標本中,真正屬于動物本身的,主要只剩皮毛,以及部分骨骼、牙齒或角喙等結(jié)構(gòu),肚子里的全都是“假貨”。那么,這樣的標本存在的意義是什么呢?
在自然博物館里,一件優(yōu)秀的剝制標本,恰恰能讓觀眾極其直觀地感受到動物的真實形態(tài)——比如,觀眾可以站在標本旁邊“比個高”,親身感受它實際的體型大小;也可以通過對比同一物種不同亞種的標本,輕松發(fā)現(xiàn)它們在外觀上的細微差別。
對于渡渡鳥、旅鴿等滅絕的動物來說,那些殘存在博物館里的標本也是它們曾經(jīng)活過的證明......
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大連自然博物館的站立北極熊標本,只有站在它身邊時,你才能感受到一頭北極熊有多大
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大連自然博物館的花鱸標本。它就是我們在燒烤攤上常吃的“海鱸魚”。這具標本體長約達1米,而看到它之前,我很難想到花鱸的體型有這么大
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國家自然博物館的華南虎標本
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武漢水生所博物館中的白鱘標本。對于這種已經(jīng)滅絕的魚類來說,這件標本就是它們存在過的證明
而在科學(xué)研究領(lǐng)域,剝制標本同樣功不可沒。
和觀賞用的標本不同的是,科研標本追求數(shù)據(jù)的可復(fù)核與存儲效率,通常采用簡單的平躺姿態(tài),并且會保留部分骨骼。
標本內(nèi)部也僅做基礎(chǔ)填充,以便在有限空間內(nèi)保存較多的個體,以供鑒定新物種時進行對比或研究體型時進行測量。
很多標本在博物館、高校和科研機構(gòu)的標本庫里一躺就是上百年,它們共同組成了一個龐大的實體 “圖書館” ,為研究者提供了一個可以反復(fù)查閱和利用的寶貴資料庫。
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需要科研使用的剝制標本(來源:Andres Cuervo / flickr)
既然剝制標本的動物肚子里都是假體,那么有沒有純“假”的標本呢?這就得請出仿真標本了。
很多仿真標本的制作工藝和剝制標本類似,只是假體外包覆的材料,由動物本身的皮毛換成了家畜皮革、家禽羽毛或人工合成材料。
這些標本一般都用來展示非鳥恐龍、劍齒虎、猛犸象等早已滅絕的動物。
它們還常被用來展示巨大的鯨類。雖然鯨也可以做成剝制標本,但由于其體型龐大且鯨皮極難加工,最終的展覽效果往往還不如這些“假貨”。
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廣西恐龍奧秘科學(xué)館展示的羽王龍
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大連自然博物館中的長須鯨標本,這些標本是用真正的鯨皮制作的剝制標本
02
有完整的動物標本么?
由于內(nèi)臟、肌肉難以保存,前面的標本多少都“摻了假”,那么有沒有什么技術(shù)可以將動物身體從里到外都保存下來呢?
有!這就包括干制標本、浸制標本和塑化標本。
干制標本是利用快速脫水使動物干燥的制作方法,主要用于節(jié)肢動物,制作者會用針穿過這些動物的身體并且把它們固定在展板上,擺好姿態(tài)后烘干或自然風(fēng)干。
干制標本制作簡便、成本低,能較好地保留動物形態(tài),是昆蟲研究中最常用的保存方式。
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昆蟲、蜘蛛等節(jié)肢動物都會用干制標本展出
浸制標本的制作過程有些像我們熟悉的“泡蛇酒”。只不過用到的溶液不是白酒,而是福爾馬林等固定液。
制作浸制標本的時候,先對動物進行清洗,然后將它們浸泡在福爾馬林溶液中。這個步驟可以迅速殺死組織細胞,防止軀體腐爛,維持其基本形態(tài)。
通過這種方式,研究人員可以較完整地保存動物的所有外部和內(nèi)部器官,這使得它成為解剖學(xué)、形態(tài)學(xué)研究的理想材料。
例如,在對比不同動物消化道結(jié)構(gòu)或展示動物懷孕的狀態(tài)時,浸制標本能提供無可替代的直觀證據(jù)。
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北京古動物館內(nèi)的矛尾魚(拉蒂邁魚)浸制標本。這算是浸制標本能保存的較大動物了
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浸制標本可以展示一些大型動物的器官,比如這件在西北農(nóng)林科技大學(xué)博覽園內(nèi)展示的公牛生殖系統(tǒng)標本
礙于容器尺寸與保存成本,浸制標本通常不適合保存體型過于巨大的動物整體。
如果我們要保存一條體長數(shù)米的鯊魚的全身結(jié)構(gòu),就要請出塑化標本了。
塑化標本制作
首先,通過動物的動脈或體腔注射福爾馬林,讓全身的組織細胞凝固穩(wěn)定,并剝除皮膚、脂肪和結(jié)締組織。
接著,將解剖好的身體浸泡在溫度極低的丙酮溶劑中,利用丙酮極強的吸水性和溶脂能力,把組織里的體液和脂肪置換出來。
最關(guān)鍵的一步,是把脫水后的標本浸入液態(tài)硅膠中,然后抽成真空——沸點極低的丙酮在真空下迅速“沸騰”蒸發(fā),而液態(tài)的聚合物則“趁虛而入”,填補了每一條細微的空隙。
最后讓硅膠從內(nèi)到外徹底硬化。
一個完整的塑化標本往往要經(jīng)過長達一年的漫長時間,才能最終完成。
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大白鯊塑化標本頭部特寫
作為一項相對新興的技術(shù),塑化標本擁有諸多優(yōu)勢:制成后的塑化標本基本無毒無味;幾乎可以永久保存,強度高且無需特殊維護,日常只需注意防塵和避免陽光暴曬;同時還能精準展示器官、肌肉等內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
然而,這項技術(shù)的成本和技術(shù)門檻都非常高。因此,目前國內(nèi)除了大連生命奧秘館等少數(shù)機構(gòu)外,大部分博物館都尚未配備塑化標本。
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大連生命奧秘館團隊制作的抹香鯨標本,這是全世界最大的塑化標本(來源:紀錄片《遇見大連》)
03
丑到哭的標本是咋回事?
雖然自然博物館中的動物標本,配合造景后往往能很好地展現(xiàn)動物之美,但是各地的動物博物館里總有一些丑得像鬼一樣的標本在“堅守崗位”。
這些標本要么外形失真、要么神態(tài)呆滯、要么姿態(tài)別扭。
它們?yōu)槭裁磿兂蛇@樣?其實這是工藝太老和歲月流逝的雙重因素疊加。
以在網(wǎng)上被“嘲諷”了無數(shù)回的上海自然博物館網(wǎng)紅獅子為例,這頭獅子于1977年去世,后來被送往上海自然博物館制成標本。
由于獅子內(nèi)部的填充物是稻草,支撐用的是鐵架結(jié)構(gòu),因此隨著時間推移,稻草逐漸腐爛、塌陷、移位,導(dǎo)致其面部產(chǎn)生變形,這才有了當今的“網(wǎng)紅表情包”。
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如果你覺得網(wǎng)紅獅子夠丑了來看看西北農(nóng)林科技大學(xué)博覽園的兔猻,這具標本可能也是八九十年代的工藝
如今,動物剝制標本技術(shù)已經(jīng)是一門融合了科學(xué)、工程與美學(xué)的精密工藝。
標本體內(nèi)的假體材料已經(jīng)從稻草和簡單的鐵架變成了聚氨酯泡沫、環(huán)氧樹脂、玻璃鋼和高密度泡沫等現(xiàn)代高分子材料,這些材料堅固輕便且不易變形。
同時假體也會進行精密的雕刻,模擬骨骼、肌肉和血管輪廓,甚至能通過使用掃描建模等技術(shù)來實現(xiàn)高度仿生。
這樣能為皮毛打造一個精確的“義體”,使其貼合緊密,能完美還原動物生前的體型和肌肉線條。
就連動物標本的眼珠如今也需要精確匹配動物虹膜顏色、瞳孔大小的高標準義眼,而非過去死氣沉沉的玻璃球眼睛。
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澳洲博物館銀鷗標本,這造型......只能說符合印象
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青海自然博物館牦牛標本。牛這樣的動物因為人們都熟悉,走形很容易被看出來,所以很多標本師都認為牛的標本難做
需要說明的是,如今自然博物館中的大部分大型動物標本,并不是為了制作標本而專門獵殺的。
它們通常來源于動物園自然死亡個體、海關(guān)及執(zhí)法部門依法罰沒的野生動物死體、救助失敗的野生動物,或歷史時期遺留下來的館藏。
從剝制標本的“一張皮”,到浸制標本的“完整身”,再到塑化標本的“內(nèi)外兼修”,動物標本制作技術(shù)的每一次進步,都讓我們離“留住生命”的夢想更近一步。
而那些被我們嘲笑為“丑到哭”的標本,也并非失敗的產(chǎn)物。它們或許因工藝簡陋、材料匱乏而走形,但它們同樣是人類探索自然、試圖封存生命的努力印記。
正是一代代制作者在摸索中的“翻車”與總結(jié),才催生出今天更為科學(xué)、精密、逼真的標本技術(shù)。
最后再提醒大家一下:部分老標本在制作和防蟲過程中曾使用過砷化物、福爾馬林等化學(xué)藥劑,因此在觀賞時不建議隨意觸摸。
為了你的健康,也為了標本的“長壽”,請用眼睛欣賞,不用手指“交流”。
撰文、攝影:千禧君|微信編輯: 未末
參考資料:
[1] 書籍:化學(xué)工業(yè)出版社 《生物標本的采集與制作》
[2] Under giants: technical challenges and... | Mariana Galera Soler et al. | IHC. (2019, October 24). Ihc. https://ihc.fcsh.unl.pt/under-giants/
[3] 書籍:科學(xué)出版社《生物塑化技術(shù)》
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