德国美因河畔法兰克福市森肯贝格研究所及自然历史博物馆的介形类动物收藏

《Revue de Micropaléontologie》:The Ostracoda Collection at the Senckenberg Research Institute and Natural History Museum Frankfurt, Frankfurt-am-Main, Germany

【字体: 时间:2026年01月15日 来源:Revue de Micropaléontologie 0.7

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  Senckenberg研究所自1903年起建立的介形虫收藏经过多代科学家(Triebel, Malz, Jellinek, Lord)的系统发展,现包含8567个类型标本,其中1247个为主类型标本存于防火保险柜,其余通过九组滚轮柜保存。该收藏涵盖古生代至现代各期地层,特别是 Девonian(志留纪)和三叠纪全球性样本,对古环境重建与生物地层学研究具有重要价值,并面临数字化保存与展示的挑战。

  
艾伦·洛德(Alan Lord)| 克劳迪娅·弗兰茨(Claudia Franz)
森肯伯格研究所及法兰克福自然历史博物馆(Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt),地址:Senckenberganlage 25,60325,德国法兰克福-阿姆-马因(Frankfurt-am-Main)

摘要

森肯伯格研究所和博物馆集团以其丰富的科学收藏而闻名于世,这些收藏得益于该机构悠久的独立历史。法兰克福分馆保存着多个重要的微古生物学标本,其中包括本文所介绍的介形虫(Ostracoda)收藏。最早的介形虫标本目录记录可追溯至1903年,此后由于三位全职科学家(特里贝尔、马尔茨、耶利内克)和一位兼职科学家的共同努力,以及他们吸引的访问者,该收藏不断扩充。其他重要收藏包括贝克尔(Becker)研究的泥盆纪标本、克雷梅尔贝因(Kr?mmelbein)研究的巴西和西非白垩纪标本,以及克里斯坦-托尔曼(Kristan-Tollmann)研究的全球三叠纪标本。2018年,这些标本被转移到新的存储设施中:1247件原始标本保存在两台防火保险柜中,其余标本和背景资料则存放在九个现代化的滚轴柜中。

引言

介形虫(Ostracoda)具有悠久的进化历史,可追溯至奥陶纪。在漫长的进化过程中,这类底栖海洋生物逐渐扩展到海洋水柱及河流和湖泊环境中,如今几乎遍布所有水生环境,从深海到地下水乃至临时水体都有它们的身影。尽管部分介形虫发展出了半陆生生活方式,但它们仍是区分海洋与非海洋古环境的重要依据。作为甲壳类动物,介形虫通过蜕皮(ecdysis)实现生长,每次蜕皮都会形成一层低镁含量的方解石外壳,其中蕴含着有关宿主水体的同位素和化学信息,可用于古温度重建等研究。介形虫的双壳外壳包裹着柔软的身体结构,包含多达八对附肢,这些附肢主要用于移动,也可能具有感知、进食或交配等功能;雄性介形虫的交配器官也是成对的。介形虫的繁殖方式既有有性繁殖也有无性繁殖(孤雌生殖),后者在非海洋物种中更为常见,但某些物种会根据环境条件选择不同的繁殖方式。有关介形虫的更多信息,请参考Horne等人(2002年)的综述。
本文旨在简要介绍由森肯伯格研究所科学家们历经80多年精心建立的庞大介形虫收藏,尤其是其中丰富的泥盆纪及后古生代标本。

收藏简史

1939年微古生物学部门(Sektion Mikropal?ontologie)成立之前,所有微化石都保存在综合古生物学收藏库中。最初,该收藏包括锥形虫(conodonts)、有孔虫(foraminifera)、介形虫和耳石(otoliths)。1980年,锥形虫被单独列为Sektion Mikropal?ontologie II,其余标本归入Sektion Mikropal?ontologie I。该部门的首任负责人是埃里希·特里贝尔博士(Erich Triebel),他在埃尔福特和法兰克福任教期间对淡水介形虫产生了浓厚兴趣。地质学系主任鲁道夫·里希特教授(Prof. Dr. Rudolf Richter)十分重视微古生物学的发展,并通过特里贝尔的潜力将他引入森肯伯格研究所。1957年,里希特的学生海因茨·马尔茨(Heinz Malz)加入团队,1969年特里贝尔退休后接任部门负责人。此后,托马斯·耶利内克(Thomas Jellinek)和艾伦·洛德教授(Prof. Dr. Alan Lord,2005–2007年期间兼职)相继继任。这种连续性的研究工作确保了标本的持续补充,同时配备了技术助理协助管理和维护收藏。特里贝尔的研究范围涵盖从古生代至今的各类介形虫,马尔茨主要研究后古生代介形虫,而耶利内克和洛德则分别专注于新生代及第四纪的海洋介形虫。早期收藏的详细信息可见Triebel(1967年)和Malz(1992年)的著作。特里贝尔和马尔茨的出版物列表分别收录于Dorner和Malz(1973年)以及Lord(2012年)的著作中。
图1
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图1:埃里希·特里贝尔博士(1894–1971年)

(版权所有:森肯伯格研究所及法兰克福自然历史博物馆)
最早的介形虫标本目录记录见于Kinkelin(1903年)第32页;1967年特里贝尔退休前,该收藏已从最初的23种7件原始标本增加到1295种464件原始标本。此后收藏规模持续扩大,目前共有8567件原始标本。除了拓展收藏范围外,特里贝尔还致力于改进微古生物学研究方法(Triebel,1947年),同时他还是一位技艺精湛的摄影师,其拍摄的介形虫、有孔虫和耳石光学图像在扫描电子显微镜技术尚未普及的时代尤为出色。他的照片被Van Morkhoven(1962年、1963年)等研究者广泛引用。
多年来,该收藏通过多种渠道获得了大量标本:主要来自《Senckenbergiana lethaea》和《Courier Forschungsinstitut Senckenberg》等期刊的论文(尤其是特里贝尔、马尔茨和耶利内克等研究人员的论文),以及众多基于博士论文的学术成果(如Bartenstein和Brand(1937年)、Martin(1940年)等)。此外,还有克雷梅尔贝因(K. Kr?mmelbein)研究的德国泥盆纪标本,以及他分析的巴西和西非中生代标本(总结见Bate等人,2022年)。埃德·克里斯坦-托尔曼(E. Kristan-Tollmann)捐赠了全球三叠纪介形虫原始标本。此外,《Leitfossilien der Mikropal?ontologie》(德国微古生物学家工作组,1962年)中也收录了部分标本,其中七位作者曾是里希特的学生。巴滕斯坦(Bartenstein)、贝克尔(Becker)、克里斯坦-托尔曼(Kristan-Tollmann)和克雷梅尔贝因的未发表背景标本也由他们本人捐赠。
研究人员还定期采集和处理沉积物样本,为比较研究提供了丰富材料。20世纪30至60年代,研究人员从石油勘探钻孔及德国中部运河建设中获取了大量标本;1976年法兰克福地铁建设期间也补充了特里贝尔早期采集的样本。马尔茨和洛德参加的国际会议促进了标本的获取,例如1967年至今在法国、日本、澳大利亚等地举行的介形虫研讨会,以及1954–1987年在法国、英国、意大利、比荷卢地区、奥地利、瑞士、波兰、俄罗斯和德国举行的欧洲微古生物学会议,还有法语介形虫学家会议(在突尼斯、西班牙和法国举行)。
耶利内克(Jellinek)等研究者还通过“Meteor”号、“Sonne”号等研究船在大西洋、太平洋、北海、地中海、红海、亚丁湾和塔斯曼海等地进行的考察活动积累了大量标本。该机构拥有丰富的书籍和文献资料。

分类学与生物地层学意义

对保存完好的志留纪介形虫的研究表明,其钙化外壳并不能准确反映其系统分类位置(Siveter等人,2013年)。然而,化石研究者通常只能依据外壳进行分类。由于外壳结构的原因,海洋浮游生物的化石较为罕见,因此大多数发现的介形虫属于底栖生物,对解读古海洋环境具有重要价值。
了解任何化石群体的分类多样性及其在时间和空间中的分布规律,是生物地层学、古环境重建、板块运动等研究的基础。贝克尔收藏的泥盆纪介形虫便是典型例子,该收藏不仅数量庞大、分类多样,还有丰富的出版物支持。
在生物地层学应用方面,介形虫对非海洋环境的研究尤为关键;克雷梅尔贝因收藏的巴西和西非晚侏罗纪至早白垩纪介形虫标本尤为重要。

其他应用

介形虫的成体和幼体生长序列有助于研究埋藏学。其方解石外壳可提供用于古温度、古盐度及生产力分析的同位素数据;组合特征的变动可反映水深等环境变化(参见Cronin等人,2002年;Boomer等人,2003年;Ito等人,2003年)。

收藏的访问与保护

该收藏存放在德国法兰克福-阿姆-马因的森肯伯格研究所及自然历史博物馆。如需查询,请联系负责的技术助理Jana Anger(jana.anger@senckenberg.de)。
原始标本保存在两个防火保险柜中的Franke-slides载玻片上(图2a、b),按大致的地层顺序排列。其他标本(如副模标本和带有目录编号的图示标本,介形虫目录编号为SMF Xe)与背景资料及相关出版物一起存放在九个滚轴柜中(图2c、d)。这些柜子还存放一般介形虫标本、残余标本及未发表的样本(涉及所有微化石类群)。标本按从古生代到现代的地层顺序排列,但在某些情况下也会按分类单元划分,例如上侏罗统部分专门用于研究Macrodentina属,包含Malz(1958年)的博士论文材料,也可能包含多分类单元的组合标本(如Schmidt,1955年)。实际上,特里贝尔最初的分类系统较为复杂,后来由马尔茨进行了调整。
图2
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图2:a、b. 两个防火保险柜,用于存放介形虫、有孔虫和耳石的原始标本。c. 九个滚轴柜。d. 滚轴柜内部:下层存放副模标本、图示标本及出版物副本,上层存放残余标本;上层存放未处理的沉积物样本。

这九个滚轴柜空间利用率高,便于手动开启和关闭,但在安装前需考虑承载能力。开启和关闭柜子时需小心,避免损坏Franke-slides载玻片;建议使用电动马达系统。滚轴柜中的木质柜子由森肯伯格木匠定制,内装Franke-slides载玻片。该收藏维护成本低,因为没有易挥发物质(如酒精或甲醛)。不过,旧载玻片的底部含有易碎的清漆成分,滚轴柜移动时产生的振动可能导致样品掉落。柜子有额外空间用于未来标本的添加。
原始目录为纸质形式,目前正逐步实现电子化;电子目录(包括原始标本、副模标本、新模标本及相关出版物)可按需提供。

未来挑战

理想情况下,所有原始标本都应通过数字方式在机构网站上公开,并附带元数据。但由于人员时间和资金限制,这一目标短期内难以实现。未来收藏的发展很大程度上取决于古生物学与历史地质学部门新聘科学家的专业背景。
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