Коллекции птиц — это курируемые хранилища научных образцов , состоящих из птиц и их частей. Они являются исследовательским ресурсом для орнитологии , науки о птицах и других научных дисциплин, в которых информация о птицах полезна. Эти коллекции являются архивами разнообразия птиц и служат разнообразным потребностям научных исследователей, художников и педагогов. Коллекции могут включать в себя различные типы подготовки, подчеркивающие сохранение перьев , скелетов , мягких тканей или (все чаще) некоторую их комбинацию. Современные коллекции различаются по размеру от небольших учебных коллекций, таких как можно найти в центре для посетителей заповедника или небольшом колледже, до больших исследовательских коллекций крупнейших в мире музеев естественной истории , крупнейшие из которых содержат сотни тысяч образцов. Коллекции птиц функционируют во многом как библиотеки , с образцами, расположенными в ящиках и шкафах в таксономическом порядке, курируемыми учеными, которые контролируют поддержание, использование и рост коллекций и делают их доступными для изучения посредством посещений или займов.
Корни современных коллекций птиц можно найти в исследованиях европейцев XVIII и XIX веков, направленных на документирование глобального растительного и животного разнообразия. [1] В викторианской Англии было модно собирать и выставлять напоказ природные диковинки . Некоторые богатые кабинетные натуралисты смогли собрать большие коллекции, используя сети полевых коллекционеров. Эти ранние коллекции не были предназначены для научного изучения, и коллекционеры придавали большее значение эстетике, чем научной ценности. [2] Гораздо позже это переросло в более научное занятие. [3]
Ранние научные коллекции птиц включали коллекции, принадлежавшие Палласу и Науманну в Германии, Латаму и Танстоллу в Англии и Адансону во Франции. Коллекции росли в размерах с ростом морской активности, исследований и колонизации. Например, Чарльз Дарвин собрал более 400 образцов птиц во время своих путешествий на « Бигле» , и только через много лет после его возвращения в Англию его коллекции птиц с Галапагосских островов вдохновили (отчасти) его теорию эволюции путем естественного отбора . В Парижском музее в 1793 году было 463 образца птиц, а в 1809 году их число выросло до 3411; в Берлинском музее в 1813 году было 2000 образцов, а к 1850 году их число возросло до 13 760. В 1753 году в музее, основанном сэром Гансом Слоаном, было 1172 образца птиц , но, по-видимому, они погибли до того, как переехали в Британский музей. Ранние образцы из путешествий капитана Кука, а также те, что описаны Лэтэмом в его «Общем обзоре птиц» (1781–1785), также были утеряны, возможно, из-за плохой техники сохранения. [4] Масштаб коллекций вырос до такой степени, что им потребовалось больше места и штатных кураторов. [2] На заре орнитологии коллекционирование было доминирующим методом наблюдения и изучения птиц. [5] Этот подход уменьшился с развитием дисциплины. Использование сетей-туманок и фотографии, взятие проб крови (для ДНК, иммунологических и других исследований), развитие оптики и использование других новых методов изучения птиц уменьшили необходимость сбора образцов для исследований, [6] [7] однако коллекции продолжают выступать в качестве жизненно важного общего ресурса для науки (особенно таксономии) и сохранения. В эпоху массового вымирания коллекции птиц будут свидетельствовать об утраченных видах. [8]
Ранние образцы представляют собой птиц, которые были домашними животными или были взяты из зверинцев. Самые старые сохранившиеся образцы птиц включают африканского серого попугая, когда-то принадлежавшего Фрэнсис Терезе Стюарт (1647–1702), который был похоронен вместе со своим владельцем в Вестминстерском аббатстве в Лондоне. [9] Несколько мумифицированных ибисов и соколов были зарегистрированы в египетских гробницах, датируемых 600–300 гг. до н. э. [10] [11] [12] Образцы птиц, полученные с 18 века для коллекций естественной истории, чаще всего были получены с помощью огнестрельного оружия. Дробовики с «пылевой» дробью предпочитались, чтобы уменьшить повреждение образцов. [13] Сегодня образцы поступают из разных источников. Многие (возможно, большинство) спасены от птиц, погибших от ударов окон и вышек связи, домашних кошек , прилова на рыбных промыслах, павших от болезней, столкновений с транспортными средствами и других случайных источников смертности. Однако мировые коллекции птиц считаются недостаточными для документирования разнообразия птиц с таксономической, географической и временной точек зрения, при этом некоторые части тропических регионов считаются недостаточно представленными в определенных музеях. [14] Недостаточно представленные таксоны продолжают активно собираться орнитологами, как правило, с использованием огнестрельного оружия или сетей-туманок. В большинстве стран эти виды деятельности контролируются разрешительными агентствами.
Методы сохранения птиц были предприняты еще в начале XVI века, как показано в трудах Конрада Геснера и Пьера Белона . Белон предоставил инструкции по удалению внутренностей и использованию соли для сохранения образцов птиц в своей книге о птицах 1555 года. Они были дополнительно усовершенствованы в XVII веке, и использовался ряд консервантов, включая золу (карбонат калия), соль, серу, квасцы, спирт и различные растительные экстракты. [15] В первые дни коллекций птиц большинство образцов монтировались в нереалистичных положениях, часто с поднятыми крыльями, как будто они собирались взлететь. Они хранились на открытом воздухе, и цвета были склонны к выцветанию, а сами образцы были подвержены повреждению жуками. В Берлине Дж. Л. Фриш начал использовать плотно закрытые стеклянные банки для каждого крепления, чтобы предотвратить повреждение вредителями. В это время граф де Реомюр в Парижском музее сумел найти методы сохранения образцов сухими и без потери цвета. [16] [17] Однако эта техника была секретной, и похожие результаты были позже достигнуты путем соления с использованием соли, молотого перца и квасцов и сушки в течение месяца с нитками, удерживающими птицу в естественном положении. [3] Использование мышьяка для сохранения образцов было впервые введено Жаном-Батистом Бекёром (1718-1777), но этот метод был публично раскрыт только в 1800 году Луи Дюфреном в «Traité Élémentaire et Complet d'Ornithologie» Додена (1800). [18] В современных коллекциях спасенные или собранные птицы могут быть сохранены несколькими способами. Наиболее традиционным способом подготовки является исследование кожи, при котором почти все тело внутри кожи удаляется и заменяется хлопком, так что конечный результат напоминает птицу, лежащую на спине со сложенными крыльями. [19] Бура используется в качестве предпочтительного консерванта, поскольку она малотоксична. [20] Эта стереотипная поза была разработана для того, чтобы иметь возможность хранить много шкур вместе в шкафах, чтобы защитить их от насекомых и легкого повреждения. Если требуется полный скелет, можно подготовить плоскую шкуру: все кости, мышцы, пищеварительные и другие мягкие ткани аккуратно удаляются, а перья и шкура растягиваются и высушиваются. [21]
Более поздний метод подготовки, впервые предложенный Королевским музеем Онтарио, заключается в удалении всех костей для получения полного скелета, а также в создании круглой кожи без клюва и ног (называемой ROM, хотя, если один набор костей крыла и ног остается с кожей, препарат в Северной Америке называется shmoo ). [19] [22] В качестве альтернативы, вся птица (или любые мягкие части, связанные с подготовкой, описанной выше) может быть законсервирована в спирте. Для любого из этих методов может быть сделано несколько дополнительных подготовок. Например, крыло может быть удалено и сохранено отдельно как расправленное крыло для лучшего изучения маховых перьев; образец ткани может быть удален и заморожен для молекулярного анализа; или запись песни птицы перед сбором может быть архивирована. Ни молекулярные образцы, ни звуковые записи не требуют сбора (убоя) птицы. Наконец, если птица слишком сгнила для сохранения кожи и перьев, как в случае с некоторыми спасенными образцами, можно сохранить только скелет. Высушенная ткань удаляется из скелетов с помощью личинок жуков-кожеедов (род Dermestes ). В то время как в прошлом мышьяк обычно добавлялся в кожу, чтобы защитить ее от разрушения насекомыми, [23] образцы, подготовленные сегодня, как правило, защищены начальным периодом заморозки, чтобы убить насекомых и их яйца, после чего их хранят в высококачественных музейных шкафах в помещении с контролируемым климатом. Каждый образец имеет данные, связанные с ним, и объем доступных данных обычно напрямую коррелирует с научной ценностью образца. Большинство образцов представляют небольшую ценность для исследований без сопроводительной информации, такой как время и место, где была найдена или собрана птица. Эта и другая важная информация, такая как масса, пол, отложение жира и степень окостенения черепа , написана на этикетке вместе с уникальным полевым и музейным номером. Современные компьютеризированные музейные базы данных включают всю эту информацию для каждого образца, а также типы методов, используемых для подготовки птицы. Современные коллекции стремятся максимизировать полезность каждой сохраненной особи, и это включает запись подробной информации о ней. Большинство современных образцов также включают образец ткани, сохраненный для генетического исследования. Онлайн-доступ к данным коллекций становится все более доступным, и межведомственная база данных, охватывающая миллионы компьютеризированных записей о птицах, находится в стадии разработки. [24] Сублимационная сушка целых образцов, особенно мелких птиц, была принята для использования в учебных коллекциях. [25]
Коллекции птиц используются для самых разных целей. Все биологические виды , включая виды птиц, представлены голотипом , подавляющее большинство из которых являются полными образцами (в основном шкурками) и в наше время явно обозначены в оригинальном описании таксона . Все другие предполагаемые члены вида могут быть сравнены с голотипом для подтверждения их идентификации. Строгие исследования таксономии птиц основаны на образцах из коллекций птиц. Таксономические исследования опираются на морфологические и генетические признаки для определения границ вида и эволюционных отношений. Музейные образцы были предпочтительным источником для оценки этих характеристик, поскольку они позволяют воспроизводить исследования — любой может вернуться и повторить исследование, используя те же образцы, чтобы проверить выводы. Однако в качестве альтернативы утверждалось, что такое повторное исследование может быть проведено с использованием архивных фотографий, не убивая исследуемый образец. [26]
В случае молекулярных исследований рекомендуется сохранение образца, который может подтвердить источник образца ткани, использованного для сбора генетических данных, поскольку генетический анализ часто дает неожиданные результаты, которые делают повторную проверку исходного образца решающей. [14] [27] [28]
Исследования эктопаразитов , обычно получаемые во время отлова, но также полученные из старых музейных образцов, представляют ценность для изучения коэволюции и зоонозов . [29] [30]
В дополнение к таксономическим исследованиям коллекции могут предоставлять информацию, относящуюся к изучению множества других орнитологических вопросов, включая сравнительную анатомию , экологию , поведение , болезни и охрану природы . Судебные орнитологи используют коллекции для идентификации видов, участвовавших в столкновениях птиц с самолетами , импортных материалов, содержащих части птиц, и птиц, убитых в результате различных видов человеческой деятельности, как законных, так и незаконных. Кроме того, коллекции используются зооархеологами для идентификации костей птиц в доисторических человеческих поселениях или видов происхождения перьев, используемых в культурных артефактах человека . [31] Коллекции также активно использовались художниками, особенно для изготовления пластин для орнитологических полевых справочников . Наблюдение крупным планом и возможность манипуляций, предоставляемые сохраненными исследовательскими шкурами, делают их, вместе с полевыми наблюдениями и фотографией, важной основой для художников, создающих полевые справочники птиц. [32] Большинство видов птиц имеют несколько уникальных оперений, которые отличают неполовозрелых от взрослых, самцов от самок и размножающихся от неразмножающихся. Таким образом, для создания тщательной пластины для идентификации данного вида может потребоваться много разных образцов. Точные измерения цвета с использованием спектрометрии возможны из образцов. [33] Для морских птиц музейные образцы являются адекватными прокси для цвета перьев, но не для цвета кожи. [34]
Коллекции птиц были полезны для ретроспективных исследований. Коллекции птиц предоставляют возможность нынешним и будущим исследователям проводить углубленное морфологическое и молекулярное изучение разнообразия птиц прошлого. Одним из самых ранних и известных примеров этого было использование коллекций яиц 19-го и начала 20-го веков для определения того, что пестицид ДДТ вызывал истончение скорлупы яиц у хищных птиц. [35] [36] [37] Орнитологи, которые собирали яйца, никогда не могли знать, что их работа однажды поможет установить причины снижения численности и разработать стратегии сохранения, чтобы спасти таких птиц, как сапсаны, от возможного вымирания.
Поскольку угрозы популяциям птиц растут, а вымирания продолжаются, исторические образцы становятся ценными для документирования последствий деятельности человека и причин сокращения численности находящихся под угрозой видов. [38] [39] [40] Коллекции птиц также использовались для оценки потока загрязняющих веществ в окружающую среду с течением времени. Исследование отложений сажи на образцах, собранных в промышленном поясе США, использовалось для отслеживания концентраций черного углерода в атмосфере в течение 135 лет. [41] В будущем могут возникнуть другие возможные применения образцов птиц, неизвестные сегодня.
Вопрос о том, следует ли продолжать активно собирать птиц для исследований, был предметом некоторых дебатов среди орнитологов (примеры этого можно найти в оживленном обмене мнениями между Ремсеном [42] [43] и Бекоффом и Эльзановски [44] , между Вюйемье [45] [46] и Донеганом [26] и между Дюбуа и Немезио [47] и Донеганом [48] ). Те, кто выступает против коллекционирования, считают, что большая часть нынешнего коллекционирования не нужна, возможно, мотивирована личными полевыми оценками особей или конкуренцией между музеями, а не результатом строгого научного обоснования; что коллекционирование, в крайних случаях видов, находящихся на грани вымирания, может представлять угрозу для популяций птиц; и что во многих случаях, когда заявляется о необходимости образцов, вместо этого можно было бы использовать новые технологии, такие как цифровая фотография и анализ образцов крови особей, пойманных в паутинную сеть . Наконец, в период безудержной вырубки лесов и вымирания видов ученые и защитники окружающей среды должны взять на себя инициативу и показать местному населению пример того, что не следует убивать и не охотиться на птиц. В то время как другие методы, не связанные с убийством птиц, осуществимы, взятие образца рассматривается некоторыми как просто неэтичное. [26] [44] Сторонники коллекционирования возражают, что по сравнению со многими миллионами птиц, ежегодно погибающих из-за разрушения среды обитания, домашних кошек, ударов окон и башен, [49] ученые собирают всего несколько тысяч птиц в год по всему миру, и популяции быстро восстановятся после эпизода коллекционирования, пока сохраняется их среда обитания. [42] [45] Сторонники постоянного коллекционирования также указывают на большую научную полезность и наследие музейных образцов по сравнению с образцами крови или фотографиями и утверждают, что сбор для исследований представляет собой единственный источник смертности птиц с положительным результатом для птиц с точки зрения полученных биологических знаний. [28] Хотя взятие небольших образцов крови у диких птиц часто рассматривается как безвредная альтернатива коллекционированию, это снижает выживаемость на целых 33% [50] и не обеспечивает преимуществ ваучерного образца. [28] Ученые указали, что популяции птиц представляют собой возобновляемые ресурсы, и что научный сбор представляет собой лишь крошечную и неаддитивную долю ежегодной смертности птиц. [14] [42] [51] Однако существуют примеры видов, вымирание которых было напрямую связано с музейным коллекционированием (например, Guadalupe caracara , [52] белоклювый дятел [53]). Последняя птица вымершего черного мамо с острова Молокаи была застрелена ради коллекционирования.