《Botany Letters》:The Tuscan journeys of the pre-Linnaean botanist Pier Antonio Micheli
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佛罗伦萨自然历史博物馆藏有Pier Antonio Micheli(1679–1737)的植物学收藏,因其重要性显著,近期经历了广泛的数字化过程。该举措激发了对与Micheli收藏相关大量信息的兴趣,并使初步研究其在托斯卡纳的植物旅行成为可能。通过将这些数据与
佛罗伦萨自然历史博物馆藏有Pier Antonio Micheli(1679–1737)的植物学收藏,因其重要性显著,近期经历了广泛的数字化过程。该举措激发了对与Micheli收藏相关大量信息的兴趣,并使初步研究其在托斯卡纳的植物旅行成为可能。通过将这些数据与来自19份旅行记的传记信息(手写或已出版)相结合,研究人员重建了14次旅行的行程,并以同等数量的地理参照地图表示。所有数据被汇编为一个数据集,按照Darwin Core(DwC)标准起草。在这些旅行中,Micheli穿越了许多不同生态系统和地理区域,记录超过1,900条植物出现记录(plant occurrences),其中大多数为维管植物(vascular plants),可归入100多个不同科。需要进一步研究多项式命名法(polynomial nomenclature),以便在科级以下鉴定这些标本。研究人员的行程分析证明,在标本标签提供的地理或年代数据很少时,对于丰富植物标本馆(herbarium)本身所提供的信息具有基础性作用。Micheli的遗产不仅具有科学相关性,也具有历史相关性,旅行记提供的轶事和历史线索表明了这一点。研究人员相信,这项初步研究将突显这一历史收藏的重要性,并为更深入分析Pier Antonio Micheli遗产中所含大量信息铺平道路。
Pier Antonio Micheli(1679–1737)是自然科学史中的重要人物,被誉为“真菌学之父”,发现真菌菌丝由孢子萌发,描述超过1,400个科学新种,并参与创立Florentine Botanical Society。其收藏保存于佛罗伦萨自然历史博物馆,近期大规模数字化。其植物标本馆(herbarium,收藏干燥植物标本的设施与藏品)超过30,000份,许多标本具有采集地点信息,少数具有采集日期,是研究过去三个世纪托斯卡纳植物区系演变的异常丰富信息源。然而,传统上以标本为基础的植物学研究长期偏重分类学,植物区系学直到18世纪末才较普遍地在标本标签上提供详细采集信息,因此当前某地区植物区系通常只能与近200–250年的资料可靠比较。Micheli收藏构成重要例外,但许多标签“极简”,需借助手稿和旅行记解释。既有研究提示,将生物收藏与同源档案、图书馆资料关联,可提升自然史遗产的信息价值。问题在于:Micheli托斯卡纳旅行的路线、地点与标本对应关系尚未系统重建;19份旅行记及手稿信息分散;标本在其去世后经Giovanni Targioni Tozzetti重排,原始结构与部分标签信息可能丢失,并混入Targioni Tozzetti个人标本;因此需把旅行记录、地理参照和标本数字化数据结合,为标本补充地理与年代背景。研究人员据此追踪Pier Antonio Micheli在托斯卡纳的植物旅行,细化其手稿记述,为与其标本标签信息比较奠定基础,并凸显该历史收藏的科学与历史意义。
关键技术方法:研究人员先梳理Micheli传记、MS. 26、MS. 27及Targioni Tozzetti出版物,将托斯卡纳地点占主导的行程界定为“托斯卡纳旅行”;以单次停留或观察为行建立电子表,记录日期/时间、交通方式、同行者、今地名和分类信息,并按Darwin Core(DwC,生物多样性数据交换标准)汇编数据集。标本来源为佛罗伦萨自然历史博物馆Micheli-Targioni Herbarium(FI-M)及杂项收藏,并在全球生物多样性信息网络(GBIF,Global Biodiversity Information Facility)筛选“Tracheophyta”“preserved specimens”“Toscana”作比较。地名用现代与历史地图(CTR、RETORE、IGM 1:25,000、Tuscan Geometric Map、Repetti)地理参照(georeferencing,将历史地名或地点转换为现代坐标),采用WGS84(EPSG 4326);行程线在QGIS数字化,地图在ESRI ArcGIS Pro完成,概览用GoogleMaps方向应用步行路线;维管植物(Tracheophyta,具维管组织的植物)目/科数量用RStudio的ggplot2绘图,热图按Jenks Natural breaks分类。
研究结果:
1. 旅行总体与托斯卡纳报告来源:通过核对传记所列旅行清单和手稿,19份托斯卡纳旅行报告对应15次旅行,其中4份为已有旅行植物清单;剔除156条重复标本记录后,重建14次旅行并制图。
2. 行程重建、地理参照与数据集:通过将逐条停留/观察录入电子表并按DwC标准整合,结合交通、同行者、今地名和分类信息,建立数据集;14次旅行地图中,Micheli穿越600余个地点,约50个位于托斯卡纳外的Emilia-Romagna和Marche;534个地点完成地理参照,其中364个至少关联1份维管植物标本;M-14因仅记载Pistoian Apennines宽泛区域而未制行程图,仅设中心点。
3. 植物出现记录与高阶分类分布:通过多项式命名法(polynomial nomenclature,林奈双名法前以多个描述词构成名称的命名体系)初步鉴定,并交叉历史同物异名和植物地理背景,托斯卡纳旅行记明确提到1,500个不同名称、1,991条植物出现记录(occurrence,某一生物在特定地点与时间的记录);其中1,928条为维管植物,63条为真菌、地衣和藻类;维管植物中Asterales占15.3%、Asteraceae占13.8%,其后为Lamiales、Poales、Caryophyllales、Fabales及Poaceae、Fabaceae、Apiaceae、Lamiaceae;与GBIF托斯卡纳保存标本数据比较,总体趋势基本一致,但Potamogetonaceae等小科相对数量有差异。
4. 地理分布热点与采集空白:通过将标本连接采集点并计数、按Jenks Natural breaks分类制作热图,主要热点为Pisa平原与沼泽、Livorno丘陵以及Pistoia Apennines,每处超过300份标本;Lunigiana、Chianti及托斯卡纳群岛中除Gorgona岛外无采集记录,尽管Micheli也访问过Elba岛。
讨论与结论部分总结:研究所用资料只覆盖Micheli生平的两个阶段,即最初三年接受托斯卡纳大公Cosimo III de’ Medici任务时期及其活动最后十年,因此缺乏其最早远足及约20年宫廷生涯的详细记录;部分潜在资料可能遗失,且相当长时间在托斯卡纳以外旅行。托斯卡纳此前已有Bruno Tozzi等植物学家的采集,但Micheli遗产更广、更详细,其标本馆结构更现代,常记录采集地点,有时记录日期,并采集同种多份标本以记录形态变异。日记式手稿细节最丰富,记载马、河船、海船、马车等交通方式,也记载长距离步行;1704年7月I-15从Pisa到Livorno往返,Targioni Tozzetti称其是不知疲倦的徒步者;最长托斯卡纳旅行为Siena与Grosseto地区之间的I-53,约一个月超过500 km。Micheli并非每项细节都预先计划,路线常因交通问题改变;1704年10月I-17原拟往Elba岛,因无法启航改往Gorgona岛,促成该岛最早已知植物区系报告。旅行中他遇到平民、学者和植物学家,包括Bruno Tozzi、Giovanni Targioni Tozzetti、Giovanni Battista Mannaioni、Joseph Bedford等,并留下宴饮、迷路、跳蚤虱子侵扰、深夜寻找住处等轶事,显示其对托斯卡纳地域的熟悉。行程覆盖平原、山地、河流、湿地和海滨,未显示对某一自然区域明显偏好;Pisa平原采样密集与通往Pisa的道路为大公国主要交通线有关,Lunigiana当时较孤立且可达性差,Chianti无采集则较难解释。跨越多样的地域使其采集到100多个科的物种,以文字和标本双重见证托斯卡纳植物区系;1,991条记录可能大体反映在其标本馆中,约占仍可见标本的6–7%。总体高阶分类趋势与托斯卡纳近期广域植物区系调查及GBIF保存标本数据基本一致,提示300年来高阶分类多样性变化可能很小,也说明Micheli采样较均衡;Potamogetonaceae等小科差异可能与其类群偏好或托斯卡纳湿地历史变化有关。托斯卡纳自罗马时期以来湿地复垦和城市化深刻改变景观,Micheli穿行的部分湿地后来在Lorena家族时期及20世纪初大规模复垦,使其植物学与文献收藏成为湿地复垦生态影响的重要见证。手稿与标本同步研究对正确解释二者至关重要;Targioni Tozzetti按林奈双名法重排标本,可能导致原始结构信息及Micheli原标签丢失,并混入其个人标本,增加解释难度。初步整合显示,标签与手稿信息有时可完全明确对应,例如“Ruta muraria procerior germanica”(现为Asplenium Ruta-muraria L.)与1721年Apuan Alps之行M-4所记“Panie”标本相符;“Rar ranunculus”与1733年Siena共和国之行TT-2中前往Castiglione della Pescaia途中记录的Ophyoglossum referentibus, flore luteo parvo, fructu rotundo, seminibus ad altera subasperis(现为Ranunculus Ophioglossifolius L.)相符;多数潜在对应需通过标本数据库选择性查询或交叉文献来源寻找。进一步分析仍需完善,且Micheli收藏数字化的完成对全面理解其著作中的文字信息至关重要。
研究结论部分翻译:鉴于采集日期和地点在植物区系研究中的重要性,研究人员通过手稿绘制Pier Antonio Micheli的旅行,旨在也为其植物标本馆和“他的”植物区系提供有价值且改进的洞见。研究人员相信,这项初步研究将突显历史收藏(如Micheli的收藏)的重要性,并为更深入分析其遗产中所含大量信息铺平道路。