博物馆藏品预测野外物种丰富度

佛蒙特大学研究人员和国际科学家的一项令人惊讶的新研究发现，博物馆收藏的植物和小动物——小型哺乳动物、鱼类、昆虫和两栖动物——很好地反映了大多数物种在野外的相对丰度，他们分析了 140 万次实地观察以及超过 22,000 个物种的 73,000 份博物馆记录。

该团队开发的新方法将使科学家能够使用博物馆记录来识别随着时间的推移而减少并且可能需要额外保护以防止它们灭绝的物种。它还将使保护生物学家能够研究每个物种的普遍性和稀有性如何随时间或因城市化和气候变化等干扰而变化。

发表在方法生态和进化杂志，研究结果可以帮助解决一些挑战，传统的保护方法。保护物种的第一步是确定它们是稀有的还是常见的——以及它们的种群数量是否在下降——但问题是大规模的实地调查既费时又费钱。

传统的保护方法也经常针对具有魅力的物种或整体物种多样性的衡量标准——而实地调查也只能给出当前物种丰度的快照，而不是过去的。相比之下，博物馆藏品可以包含来自全球不同收藏家的数千个累积标本记录，这些记录跨越了数十年甚至数百年的收藏历史。这些藏品很少标准化，在研究之前还不确定一个物种的博物馆记录数量是否能很好地反映其在自然界中的丰富程度。

数以百万计的博物馆标本目前正在数字化并在线提供，这也将增强这种研究途径的可能性。随着环境变化步伐的加快，对博物馆记录的分析将提供关于自然社区如何响应变化的独特见解。

由于每个数据集的收集方法、时间框架和空间范围各不相同，因此科学家们对这种关系在不同植物和动物群体之间的一致性感到惊讶。这是第一次描述这种关系 - 并提出了令人兴奋的新研究可能性。

佛蒙特大学 (UVM) 的主要作者尼古拉斯·戈特利 (Nicholas Gotelli) 说：“当无法甚至不可能进行实地采集时，我们可以利用这种关系来预测野外物种的相对丰度。” “这也意味着我们可以估计前几十年物种的相对丰度，即使是目前非常稀有或可能灭绝的物种。”

这项工作始于 2019 年，当时蚂蚁专家 Douglas Booher(耶鲁大学)、Andy Suarez(伊利诺伊大学)和 Corrie Moreau(康奈尔大学)与 UVM 的 Gotelli 合作，分析过去 60 年佛罗里达蚂蚁的 18,000 多份博物馆记录年。

Gotelli 回忆说：“佛罗里达蚂蚁数据集提供了一个惊人的了解过去的窗口，并表明非本地物种在几十年的时间里逐渐成为生态优势。但我担心审稿人可能会通过只是质疑博物馆标本记录是否与该领域的物种丰富度有关。”

为了回答这个问题，Booher 创建了一个博物馆数据子集，可以根据来自同一时间和地点的实地收藏进行校准。对于这些数据，野外每个物种的相对丰度与博物馆藏品之间存在很强的相关性。“我们立即想知道这是否是佛罗里达蚂蚁的特殊情况，还是其他地方的植物和动物的更普遍模式，”UVM 艺术与科学学院和冈德环境研究所的生物学教授戈特利说。

研究团队开始联系来自世界各地的博物馆专家，以提供更多校准数据集。他们对来自世界各地的 17 个不同植物和动物数据集的策划博物馆和调查数据进行了重复分析，包括新罕布什尔州蜜蜂、北卡罗来纳州蝴蝶、加勒比鱼、内华达州小型哺乳动物、康涅狄格州两栖动物、德国土壤无脊椎动物以及马萨诸塞州的野花和树木在瓦尔登湖。尽管并非所有数据集都显示出像在佛罗里达蚂蚁中发现的那样强烈的关系，但结果基本相同：对于每个数据集，野外稀有的物种在博物馆收藏中并不常见，而常见的物种在野外，博物馆藏品丰富。

“这真的很令人兴奋”，康奈尔大学的合著者 Corrie Moreau 说。“这是博物馆藏品科学重要性的另一个例子。我敢打赌，几十年前或几个世纪前收集这些标本的人并不知道它们的所有用途。” 伊利诺伊大学的合著者安迪·苏亚雷斯补充说：“我们的研究表明，尽管人们过去以各种随机方式收集，但自然历史博物馆中的大量藏品有能力解决在许多情况下无法通过任何其他方式解决的重要问题。道路。”

耶鲁大学的布赫介绍了一个重要的先决条件：“我们还发现，在所有的这些数据集，物种在野外都是罕见的博物馆记录一贯超限额，而常见的物种在代表性不足的博物馆记录”。这种“复活节彩蛋综合症”反映了收藏家倾向于将稀有和不寻常的标本保存在博物馆中并忽略经常遇到的非常常见物种的个体的自然倾向。

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