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为应对 SIZK 昆虫标本馆藏品面临战争损毁风险,研究人员开展其昆虫藏品生物数据活化研究,转录 11 个数据集共 12,713 条记录,涵盖 3 目 11 科,数据可通过 GBIF 获取,为生物多样性研究及国际项目提供支持。
乌克兰国家科学院施马尔豪森动物研究所(SIZK)珍藏着跨越百年的昆虫标本,这些标本不仅是生物多样性的实物档案,更承载着乌克兰及周边地区生态变迁的重要信息。然而,近年来持续的战乱让这些珍贵藏品面临损毁风险,如何在动荡中保存并利用这些数据成为紧迫课题。与此同时,全球生物多样性研究正依赖于跨区域数据的整合分析,传统标本馆的物理限制使得这些资源难以被国际学界高效获取。在此背景下,活化标本中的生物数据,通过数字化手段实现远程访问,成为保护与利用双赢的关键路径。
为解决上述问题,乌克兰国家科学院施马尔豪森动物研究所的研究团队开展了 “昆虫藏品生物数据活化” 研究。他们聚焦于馆藏中最具代表性的膜翅目(Hymenoptera)、双翅目(Diptera)和鳞翅目(Lepidoptera)昆虫,通过系统整理和数字化处理,首次向全球开放了 11 个数据集共计 12,713 条记录,相关成果发表在《Biodiversity Data Journal》。
研究人员采用多步骤技术流程实现数据活化。首先通过 Microsoft Office 软件对标本标签信息进行转录,涉及物种名、采集地、采集人等关键数据,并利用 DeepL、Google Translator 等工具将乌克兰语或其他斯拉夫语信息译为英文。随后基于 GBIF 分类主干(taxonomy backbone)验证物种名称,通过 Google 地图对无坐标标本进行地理定位(georeferencing),最终按照 GBIF 标准生成 11 个符合 DarwinCore 格式的数据集。
研究结果
标本覆盖范围与分类学信息
研究涵盖 3 目 11 科昆虫:鳞翅目(Lepidoptera)的卷蛾科(Tortricidae);双翅目(Diptera)的眼蕈蚊科(Sciaridae)、食蚜蝇科(Syrphidae);膜翅目(Hymenoptera)的茧蜂科(Braconidae)、蟹蛛蜂科(Crabronidae)、泥蜂科(Sphecidae)、青蜂科(Chrysididae)、姬蜂科(Ichneumonidae)、广肩小蜂科(Eurytomidae)、金小蜂科(Torymidae)、环腹瘿蜂科(Ormyridae)。数据记录时间跨度从 1881 年至 2022 年,主要采集于乌克兰境内,部分涉及亚美尼亚、中国、俄罗斯等 20 余国。
地理分布特征
乌克兰境内以基辅(Kyiv)、顿涅茨克(Donetsk)、扎卡帕蒂亚(Zakarpatska)等地区标本量最为丰富。例如,基辅地区记录达 3000 条,涵盖 11 个科;顿涅茨克地区以青蜂科(Chrysididae)为主(1554 条),反映出该区域特定生境下的物种富集现象。国际样本则覆盖欧亚大陆及非洲部分地区,为跨区域生物地理学研究提供了基础数据。
标本制备与质量控制
标本保存形式包括针插标本(pinned specimens)和玻片标本(slides),其中眼蕈蚊科标本以永久玻片保存,每玻片通常含 1 只雄性成虫,部分玻片可见多个虫体或蛹壳。质量控制环节通过 Excel 手动核查与 OpenRefine 工具自动化校验结合,确保物种名称、地理坐标等关键数据的准确性,并经 GBIF 物种匹配工具完成分类学验证。
研究结论与意义
该研究首次系统性活化了 SIZK 昆虫藏品的生物数据,构建了涵盖多目科、长时序、广地域的开放数据集,为乌克兰及周边地区昆虫多样性研究提供了权威数据源。在战争威胁下,数据的数字化保存为濒危标本建立了 “数字备份”,降低了物理藏品损毁导致的信息丢失风险。同时,数据通过 GBIF 平台共享,显著提升了乌克兰生物多样性数据在国际研究中的整合应用水平,尤其为受军事冲突影响区域的生态基线研究提供了关键支撑。
从方法学层面看,研究建立的标签转录、多语言翻译、地理定位及质量控制流程,为全球同类标本馆的数据活化提供了可复用的技术范式。未来,随着更多数据集的持续发布,该资源将在物种分布模型构建、气候变化对昆虫群落影响等领域发挥重要作用,助力实现生物多样性保护与研究的跨地域协作。