Пояснительная записка…………………………………………………….. | 3 |
1. Введение………………………………………………………………….. | 4 |
2. Сведения по истории гербаризации…………………………………….. | 5 |
3. Проблема и задачи гербарного дела в современной школе…………… | 5 |
4. Применение элементов гербарного дела в раскрытии творческого потенциала учащихся………………………………………………. | 7 |
5. Выводы…………………………………………………………………… | 8 |
Литература…………………………………………………………………… | 9 |
Приложения…………………………………………………………………. | 10 |
Сызрань
.…
В., 1997).
д.), а занятия по монтажу гербарного материала можно проводить и в зимнее время в помещении «живого» уголка или в кабинете биологии.
образцов растений. Крупнейшим гербарием мира является гербарий Ботанического института РАН в Санкт-Петербурге, в котором хранится свыше 5 млн. экземпляров.
(Ильин М.П., 1971)
Применение элементов гербарного дела в раскрытии творческого потенциала учащихся.
12.2010 г. ОУ ООШ № 27).
При работе над творческими темами плана у школьников происходит снятие состояния психологической защиты и нервно-психического напряжения, которое достигается средствами общения и непосредственного контакта с природными объектами в условиях творческо-познавательной деятельности.
– М.: Просвещение, 1965. – 32 с.
, Алиев В. 2010 год.
2009 год.Оснащение современного кабинета Биологии — Компания АСК
Основания и цели разработки требований
Настоящие требования разработаны на основе федерального компонента государственного образовательного стандарта общего образования по биологии (для основной средней школы, базового и профильного уровней полной средней школы).
Материал представляют собой требования к материально-техническому обеспечению учебно-воспитательного процесса, предъявляемые в условиях ввода в действие государственного стандарта по биологии.
Принципы отбора объектов и средств материально-технического обеспечения.
В требования включены перечни основной учебной литературы, которая составляет библиотечный фонд кабинета биологии. В библиотечный фонд кабинета биологии входят комплекты учебников и рабочих тетрадей (по числу учащихся), рекомендованных или допущенных Министерством образования и науки РФ. Целесообразно включить в фонд кабинета несколько экземпляров учебников из других учебно-методических комплектов, которые могут быть использованы учителем для подготовки к занятиям, а также для выполнения индивидуальных заданий учащимися. Кроме того, для эффективного преподавания биологии понадобятся энциклопедии, определители растений и животных. Этой литературой учащиеся пользуются поочередно.
При составлении номенклатуры средств обучения были учтены следующие принципы:
приоритет деятельностного подхода в учебно-воспитательном процессе:
комплексное использование средств обучения:
формирование различных способов поиска и обработки информации;
развитие коммуникативных умений учащихся.
Вследствие того, что содержание предмета постоянно обновляется, а в связи с техническим прогрессом происходит изменение носителей информации и аппаратуры для ее проявления, то приоритет должен быть за формированием коммуникативной культуры учащихся. Традиционные и компьютерные технологии используются комплексно.
Средства обучения для эффективного преподавания биологии представлены как натуральными, так и изобразительными пособиями. Наиболее важными, специфичными в процессе обучения биологии являются натуральные объекты – живые растения и животные, а также препарированные объекты или их части. Натуральные объекты могут быть в виде гербариев, коллекций, влажных препаратов, микропрепаратов и используются для только лабораторных работ или кратковременных наблюдений во время занятий. Поэтому все натуральные объекты могут быть использованы только как раздаточный материал (за редким исключением).
Новизна разработанных требований
Комплект учебного оборудования в настоящих требованиях составлен по блочно-модульному принципу.
Основным блоком является учебное оборудование для базового уровня обучения. В старшей школе при изучении предмета на базовом уровне возможно повторное проведение лабораторных работ и наблюдений при условии их обобщения на более высоком уровне.
Не подлежит сомнению тот факт, что профильное обучение потребует создания дополнительного модуля оборудования. Здесь большее внимание должно уделяться дальнейшему формированию исследовательских навыков, поэтому потребуются более сложные оптические приборы, с помощью которых может быть проведено изучение временных микропрепаратов, изготовленных непосредственно учащимися. Неоценимую поддержку окажут новые информационные технологии – мультимедийные программы, электронные справочники и энциклопедии, разнообразные обучающие компьютерные программы.
Мультимедийные обучающие программы и электронные учебники могут быть ориентированы на систему дистанционного обучения, или носить проблемно-тематический характер для обеспечения условий углубленно-профильного уровня предмета по определенным темам.
Кроме того, эти пособия должны предоставлять возможность построения системы текущего и итогового контроля знаний учащихся.
Электронные библиотеки включают комплекс информационно-справочных материалов, ориентированных на различные организационные формы обучения – индивидуальную, групповую и коллективную. В электронных носителях представлены видео- и аудиоматериалы, иллюстрирующие строение, среду обитания живых организмов, а также взаимосвязи биологических систем различного уровня организации, Кроме того, видеоматериалы дают представления о микромире живых существ, субмолекулярных структурах, процессах, происходящих на клеточном уровне и т.п.
Провидимому, понадобятся наборы специализированных датчиков к компьютеру для выведения некоторых физиологических данных на экран (температуры, частоты пульса, частоты дыхания,. быстроты реакции, величины артериального давления и пр.)
Реализация принципа вариативности
Для профильного уровня обучения должен быть создан модуль из небольшого перечня учебного оборудования.
Некоторые изобразительные пособия могут включать как материал для базового уровня обучения, так и для профильного. Примером могут служить серии слайдов. В этом случае в прилагающихся методических рекомендациях по использованию указаны кадры, которые предназначены для углубленного, профильного изучения материала.
Настоящие требования могут быть уточнены и дополнены применительно к специфике конкретных образовательных учреждений, уровню их финансирования, а также исходя из последовательных этапов формирования учебно-предметной среды (в том числе в виде традиционных и мультимедийных пособий, создаваемых учащимися).
Следует иметь ввиду, что в требованиях чаще всего даны не конкретные названия пособий, а общая номенклатура, определяющая сущность пособия.
Расчет количественных показателей
Количественные показатели при приобретении оборудования вычисляются следующим образом. Натуральные объекты и другое раздаточное оборудование приобретаются из расчета наполняем ости класса.
Например, 15 экз. нужны для работы 30 учащихся в основной и старшей школе при базовом уровне изучения предмета. При изучении биологии в профильном классе раздаточный материал приобретается на каждого ученика в целях отработки самостоятельных исследовательских навыков. К категории раздаточного оборудования относятся некоторые приборы, модели и лабораторное оборудование. Это оборудование обозначено буквой «Р». Остальные средства обучения приобретаются в единичном экземпляре и используются для демонстрации. Эти пособия обозначены буквой «Д». Особую группу составляет оборудование, которое используется несколькими учащимися поочередно. Эта группа обозначена буквой «П».
Организация учебного кабинета
При организации кабинета биологии в общеобразовательной школе сначала выбирают помещение и составляют проект его рациональной планировки соответственно Санитарно-эпидемиологическим правилам и нормам (СанПиН 2.4.2. N 178-02). В соответствии с настоящими требованиями осуществляют комплектование кабинета средствами обучения, приобретают специализированную мебель, оснащают техническими средствами и создают условия для их эффективного использования; а также создают систему хранения и размещения учебного оборудования и функционально-значимый интерьер учебного кабинета.
В требованиях отмечены предметы постоянной экспозиции для кабинета биологии.
Примерный перечень оборудования для кабинета Биологии:
Цифровой микроскоп 12 МПикс c LCD-экраном (9 дюймов)
Цифровой микроскоп 5 МПикс c LCD-экраном (9 дюймов)
Микроскоп демонстрационный (один окуляр)
Микроскоп тринокулярный (ахромат)
Микроскоп тринокулярный (планахромат)
Видеокамера для работы с оптическими приборами (3 МПикс)
Видеокамера для работы с оптическими приборами (5 Мпикс)
Цифровая лаборатория по экологии
Цифровая лаборатория по биологии
Цифровая лаборатория по физиологии (базовый уровень)
Цифровая лаборатория в области нейротехнологий. Практикум по биологии
Комплект микропрепаратов для стереомикроскопа
Микроскоп школьный с подсветкой
Набор для микроскопирования по биологии (лоток)
Прибор для демонстрации водных свойств почвы
Прибор для демонстрации всасывания воды корнями
Прибор для обнаружения дыхательного газообмена у растений и животных
Прибор для сравнения углекислого газа во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе
Лупа препаровальная
Стереомикроскоп учебный
Влажный препарат «Беззубка»
Влажный препарат «Гадюка»
Влажный препарат «Внутреннее строение брюхоногого моллюска»
Влажный препарат «Внутреннее строение крысы»
Влажный препарат «Внутреннее строение лягушки»
Влажный препарат «Внутреннее строение птицы»
Влажный препарат «Внутреннее строение рыбы»
Влажный препарат «Карась»
Влажный препарат «Корень бобового растения с клубеньками»
Влажный препарат «Креветка»
Влажный препарат «Нереида»
Влажный препарат «Развитие костистой рыбы»
Влажный препарат «Развитие курицы»
Влажный препарат «Сцифомедуза»
Влажный препарат «Тритон»
Влажный препарат «Уж»
Влажный препарат «Черепаха болотная»
Влажный препарат «Ящерица»
Комплект влажных препаратов (15 шт.
)
Гербарий «Деревья и кустарники»
Гербарий «Дикорастущие растения»
Гербарий «Культурные растения»
Гербарий «Лекарственные растения»
Гербарий «Медоносные растения»
Гербарий «Морфология растений»
Гербарий «Основные группы растений»
Гербарий «Растительные сообщества»
Гербарий «Сельскохозяйственные растения»
Гербарий «Ядовитые растения»
Гербарий к курсу основ по общей биологии
Комплект гербариев разных групп растений (9 шт.)
Коллекция «Голосеменные растения»
Коллекция «Древесные породы»
Коллекция «Лен и продукты его переработки»
Коллекция «Насекомые вредители»
Коллекция «Обитатели морского дна»
Коллекция «Палеонтологическая»
Коллекция «Плоды сельскохозяйственных растений»
Коллекция «Почва и ее состав»
Коллекция «Представители отрядов насекомых»
Коллекция «Примеры защитных приспособлений у насекомых»
Коллекция «Приспособительные изменения в конечностях насекомых»
Коллекция «Развитие насекомых с неполным превращением»
Коллекция «Развитие насекомых с полным превращением»
Коллекция «Раковины моллюсков»
Коллекция «Семейства бабочек»
Коллекция «Семейства жуков»
Коллекция «Семена и плоды»
Коллекция «Форма сохранности ископаемых растений и животных»
Коллекция «Хлопок и продукты его переработки»
Коллекция «Шелк»
Коллекция «Шерсть и продукты ее переработки»
Коллекция «Шишки, плоды, семена деревьев и кустарников»
Комплект коллекций демонстрационный
Набор палеонтологических находок «Происхождение человека»
Сухой препарат «Ёж морской»
Сухой препарат «Звезда морская»
Комплект микропрепаратов «Анатомия» (базовый уровень)
Комплект микропрепаратов «Анатомия» (профильный уровень)
Комплект микропрепаратов «Ботаника 1» (базовый уровень)
Комплект микропрепаратов «Ботаника 1» (профильный уровень)
Комплект микропрепаратов «Ботаника 2» (базовый уровень)
Комплект микропрепаратов «Ботаника 2» (профильный уровень)
Комплект микропрепаратов «Зоология» (базовый уровень)
Комплект микропрепаратов «Зоология 1.
Простейшие и Кишечнополостные» (профильный уровень)
Комплект микропрепаратов «Зоология 2. Черви» (профильный уровень)
Комплект микропрепаратов «Зоология 3. Строение насекомых» (профильный уровень)
Комплект микропрепаратов «Зоология 4. Разнообразие членистоногих. Строение позвоночных» (профильный уровень)
Комплект микропрепаратов «Общая биология» (базовый уровень)
Комплект микропрепаратов «Общая биология» (профильный уровень)
Набор муляжей «Дикая форма и культурные сорта томатов»
Набор муляжей «Дикая форма и культурные сорта яблони»
Набор муляжей «Корнеплоды и плоды»
Набор муляжей грибов
Набор муляжей овощей (большой)
Набор муляжей фруктов (большой)
Модель-аппликация «Агроценоз»
Модель-аппликация «Биосинтез белка»
Модель-аппликация «Биосфера и человек»
Модель-аппликация «Гаметогенез у животных»
Модель-аппликация «Генеалогический метод антропогенетики»
Модель-аппликация «Генетика групп крови» (демонстрационный набор 24 карты)
Модель-аппликация «Генетика групп крови» (раздаточный материал 15 комплектов по 24 карты)
Модель-аппликация «Деление клетки.
Митоз и мейоз»
Модель-аппликация «Дигибридное скрещивание»
Модель-аппликация «Жизненный цикл вируса»
Модель-аппликация «Классификация растений и животных»
Модель-аппликация «Моногибридное скрещивание»
Модель-аппликация «Наследование резус-фактора»
Модель-аппликация «Неполное доминирование и взаимодействие генов»
Модель-аппликация «Перекрест хромосом»
Модель-аппликация «Переливание крови (раздаточный набор 15 по 12 карт)»
Модель-аппликация «Размножение и развитие хордовых»
Модель-аппликация «Размножение мха»
Модель-аппликация «Размножение папоротника»
Модель-аппликация «Размножение сосны»
Модель-аппликация «Строение клетки»
Экран для динамических пособий (раздаточный)
Модель стебля растения
Модель строения корня
Модель строения листа
Модель «Клетка растения»
Цветок василька
Цветок гороха
Цветок капусты
Цветок картофеля
Цветок персика
Цветок подсолнечника
Цветок пшеницы
Цветок тюльпана
Цветок яблони
Комплект ботанических моделей демонстрационный
Комплект моделей «Позвоночные животные» (8 шт.
)
Комплект моделей «Строение мозга позвоночных» (5 шт.)
Модель «Гидра»
Модель инфузории-туфельки
Модель конечности лошади
Модель конечности овцы
Модель ланцетника
Муляж «Сойка»
Муляж «Селезень»
Муляж «Белка»
Скелет голубя
Скелет змеи
Скелет костистой рыбы
Скелет кролика
Скелет лягушки
Скелет ящерицы
Гортань в разрезе (модель)
Желудок в разрезе (модель)
Модель «Зуб человека»
Модель «Молекула белка»
Модель «Строение челюсти человека»
Модель «Структура белка»
Модель «Череп человека»
Модель глаза
Модель мозга в разрезе
Модель «Гигиена зубов»
Модель носа в разрезе
Модель печени
Модель структуры ДНК (разборная)
Модель уха
Позвонки (набор из 7 штук: 4 шейных, 2 грудных, 1 поясничный)
Почка в разрезе (модель)
Прибор для демонстрации действия глаза (Модель «Зрение»)
Сердце (модель демонстрационная)
Скелет человека на подставке (170 см)
Скелет человека на штативе (85 см)
Торс человека (разборная модель, 42 см)
Комплект анатомических моделей демонстрационный
Бокс пластиковый для стекол предметных на 50 стекол
Воронка лабораторная В-56-80-ХС
Горючее для спиртовок
Зажим пробирочный
Колба коническая 500 мл
Комплект пипеток Пастера
Ложка для сжигания веществ
Лупа d=75 мм
Набор инструментов препаровальных
Набор чашек Петри d=35 (10 шт.
)
Набор чашек Петри d=60 (10 шт.)
Палочка стеклянная
Пипетка пластиковая одноразовая градуированная 10 мл
Пипетка пластиковая одноразовая градуированная 2 мл
Пипетка пластиковая одноразовая градуированная 5 мл
Пробирка ПБ-14
Пробирка ПБ-16
Проьирка ПБ-21
Пробирка с завинчивающейся крышкой
Пробирка Эппендорфа 2 мл
Спиртовка лабораторная (100 мл)
Стакан 50 мл
Ступка фарфоровая с пестиком, d = 90 мм, № 3
Цилиндр мерный с носиком 100 мл (полиэт.)
Штатив для пробирок 10 гнезд (полиэт.)
Штатив для пробирок 20 гнезд Z-образный
Штатив с ванночкой для окраски микропрепаратов
Белки и нуклеиновые кислоты (8 табл.)
Биология 10-11 классы. Цитология. Генетика. Селекция (12 табл.)
Биология 10-11 классы. Эволюционное учение (10 табл.)
Биология 6 класс. Растения, грибы, лишайники (14 табл.)
Биология 7 класс. Животные (12 табл.)
Биология 8-9 классы. Человек (12 табл.)
Введение в экологию (18 табл.)
Вещества растений.
Клеточное строение (12 табл.)
Гигиена (8 табл)
Комплект таблиц по всему курсу биологии (120 шт., А1, полноцв, лам)
Круговорот веществ в биосфере (таблица, винил)
Общее знакомство с цветковыми растениями (6 табл.)
Потоки энергии и пищевые цепи в биосфере (таблица, винил)
Птицы России (4 табл., винил)
Растение — живой организм (4 табл.)
Растения и окружающая среда (7 табл.)
Строение тела человека (10 табл. + 80 карточек)
Химия клетки (3 табл.)
Эволюция органического мира (таблица)
Портреты биологов (компл.)
Интерактивное учебное пособие «Наглядная биология. Введение в экологию»
Интерактивное учебное пособие «Наглядная биология. Животные»
Интерактивное учебное пособие «Наглядная биология. Растение — живой организм»
Интерактивное учебное пособие «Наглядная биология. Растения. Грибы. Бактерии»
Интерактивное учебное пособие «Наглядная биология. Химия клетки. Вещества, клетки и ткани растений»
Интерактивное учебное пособие «Наглядная биология.
Человек. Строение тела человека»
Интерактивное учебное пособие «Наглядная биология. Эволюционное учение»
Комплект мультимедийных средств обучения по курсу биологии (Генетика, Основы селекции, Цитология, Экологические факторы, Систематика растений)
Комплект видеофильмов для кабинета биологии на DVD-Дисках
Слайд-комплект «Свойства и особенности организмов»
Электронное пособие «Млекопитающие» (CD+методичка)
Электронное пособие «Птицы» (CD+методичка)
Электронное пособие «Растения» (CD+80 карточек)
Электронное пособие «Рыбы. Земноводные. Пресмыкающиеся» (CD+методичка)
Электронное пособие «Цитология и генетика» (CD+методичка)
Электронное пособие «Человек и его здоровье» (CD+методичка)
Электронные средства обучения для кабинета биологии
DVD-плеер
Веб-камера на подвижном штативе
Компьютер учителя
МФУ (Принтер+сканер+копир)
Оверхед-проектор (для проецирования прозрачных пленок и фолий)
Слайд-проектор
Телевизор LCD (диагональ 81 см)
Экран настенный 1,6х1,6 м
Источник: https://infourok.
ru
Гербарий — история, функции, техника и часто задаваемые вопросы
Перейти к содержимому
История гербария
Гербарий – История: История гербария тесно связана с развитием ботаники. Первые гербарии, вероятно, были созданы монахами в средние века для сохранения растений, найденных ими во время прогулок. К 1500-м годам в Европе было несколько крупных гербариев.
- На заре развития ботаники не существовало различий между растениями, произрастающими в дикой природе, и растениями, выращиваемыми в саду. Все растения назывались просто «ботаническими образцами». Только в 1700-х годах ботаники начали классифицировать растения по разным группам на основе их физических характеристик.
- По мере роста области ботаники росла и потребность в точных записях образцов растений. Гербарии стали важным инструментом для документирования распространения и изменчивости растений. Сегодня гербарии продолжают играть важную роль в изучении ботаники и других наук о растениях.
Первый гербарий
Первый гербарий был создан в начале 1500-х годов швейцарским ботаником Конрадом Гесснером. Гесснер был первым, кто систематически собирал и документировал растения, и он сделал это, создав гербарий. Гербарий – это коллекция засушенных растений, наклеенных на бумагу и расположенных в алфавитном порядке. Гербарий Гесснера был первым в своем роде и послужил образцом для всех последующих гербариев.
Гербарий эпохи Возрождения
Гербарий эпохи Возрождения — это цифровой ресурс образцов растений эпохи Возрождения. Он включает в себя изображения образцов растений XVI и XVII веков, а также информацию о том, где и когда был собран каждый образец.
Гербарий Crossing Seas
Говорящая описывает свое путешествие в гербарий в другой стране. Ей пришлось пересечь океан, чтобы добраться туда, и она описывает путешествие как долгое и трудное. Спикер была взволнована, увидев гербарий, но нашла его разочаровывающим. Коллекция была маленькой и устаревшей, а персонал был бесполезным.
Гербарии в Великобритании
Гербарий представляет собой коллекцию высушенных образцов растений, которые используются для научных исследований. В Великобритании есть несколько гербариев, которые используются для исследований в области таксономии, экологии и эволюции растений. Самый большой гербарий в Великобритании — Королевский ботанический сад в Кью, который содержит более 2,5 миллионов экземпляров.
Ботаника выходит за рамки классов
- В ботанике нет реальных границ между различными группами растений. Например, ботаник может изучать крошечный цветок и гигантское дерево в один и тот же день. Ботаника изучает все растения, от мхов и печеночников до самых высоких деревьев.
- Одной из вещей, которая делает ботанику такой интересной, является то, что она постоянно расширяется. По мере того, как мы узнаем больше о растениях, мы узнаем, что они сложнее, чем мы когда-то думали. Например, растение, которое мы когда-то считали простым сорняком, может иметь сложный жизненный цикл и уникальные приспособления.
- Ботаника тоже полезная наука. Ботаники могут использовать свои знания о растениях, чтобы помочь нам понять окружающую среду, разработать новые лекарства и даже найти новые источники пищи.
Добавление к университетам
- Предложение добавит поправку к Конституции Алабамы, которая позволит университетам штата создавать или присоединяться к системе управления с одним или несколькими другими университетами в Алабаме или прилегающем штате.
- Эта поправка даст университетам возможность создать систему управления, в которой они смогут работать вместе, чтобы делиться ресурсами и принимать решения по общим вопросам. Это может быть полезно для решения проблем, с которыми сталкиваются университеты, таких как сокращение бюджета и сокращение числа учащихся.
Ботаника охватывает весь мир
- Каждый день люди взаимодействуют с растениями самыми разными способами. Растения необходимы для жизни человека, обеспечивая пищу, кров, одежду и лекарства. Растения также используются для других целей, таких как производство бумаги, мебели и других предметов домашнего обихода.
- Растения встречаются по всему миру, в различных климатических условиях и средах обитания. Существует более 400 000 различных видов растений, и постоянно открываются новые виды. Ботаника, наука о растениях, представляет собой область науки, охватывающую изучение всех растений, от мельчайших одноклеточных организмов до самых больших деревьев.
- Ботаника — жизненно важная наука, дающая нам знания о растениях, составляющих наш мир, и о том, как они взаимодействуют с окружающей средой. Ботаника также необходима для разработки новых технологий и лекарств. Зная о существующих растениях и их потенциальном использовании, ботаники могут разрабатывать новые способы использования растений для улучшения жизни человека.
Растения также используются для других целей, таких как производство бумаги, мебели и других предметов домашнего обихода.Taxonomical Aids
- Таксономический ключ — это инструмент, используемый для идентификации неизвестного организма.
- Это ряд вопросов, которые можно использовать, чтобы сузить возможности того, чем может быть организм.
- Вопросы основаны на физических характеристиках организма.
Гербарные образцы
- Гербарный образец представляет собой образец растения, хранящийся в гербарии.
- Гербарий представляет собой коллекцию высушенных, прессованных и промаркированных образцов растений. Образцы обычно располагаются в соответствии с семействами, к которым они принадлежат.
- Цель гербария состоит в том, чтобы дать возможность ботаникам и другим специалистам по растениям изучать растения в определенной области.
Гербарная техника
- Гербарий представляет собой коллекцию высушенных образцов растений. Образцы можно использовать для идентификации растений, изучения их анатомии и изучения их экологии.
- Чтобы подготовить образец растения для гербария, растение необходимо сначала высушить. Растение можно высушить на воздухе или с помощью осушителя.
Функции гербария
- Гербарий — это помещение, где растения сушат и хранят. Высушенные растения используются в исследовательских и образовательных целях.
- Гербарий — это коллекция высушенных растений, которые используются для научных исследований.
- Растения в гербарии можно использовать для идентификации различных видов, изучения их распространения и изучения их морфологии. Гербарии также можно использовать для отслеживания изменений в популяциях растений с течением времени.
Связанный контент
Перезвони мне
×
Запросить обратный звонок
Позвольте нам помочь вам на пути к вашей карьере
+91
Подтвердить OTP-код (обязательно)
Я согласен с условиями и политикой конфиденциальности.
Передовая статья: Интегративное и трансляционное использование коллекций гербариев во времени, пространстве и видах
Эта тема исследования посвящена наследию Вики Фанк [19].47-2019], который был старшим ботаником-исследователем и куратором Смитсоновского национального музея в течение 38 лет и активно выступал за исследования на основе коллекций. В 2004 году Вики составила вдохновляющий список использования гербариев под названием «100 способов использования гербария (ну, по крайней мере, 72)» (Funk, 2004), исследование, мотивированное ее оценкой потенциала гербариев для внесения уникального вклада. к замечательному и растущему кругу исследовательских вопросов в то время, когда долгосрочное выживание многих таких коллекций было под угрозой. За прошедшие полтора десятилетия список применений расширился за счет появления новых и неожиданных методов анализа гербарных образцов и полученных из них данных.
Коллекции Гербария представляют собой уникальные записи о нашем глобальном биоразнообразии и естественной истории, накопленные за столетия.
Согласно Index Herbariorum (Thiers, 2020), глобальной базе данных гербариев, по состоянию на декабрь 2019 года в мире насчитывается 3324 действующих гербария, которые в совокупности содержат около 400 миллионов образцов. Они предлагают проверенный источник образцов для множества исследовательских вопросов от таксономии до эволюции и изменений во времени. Они используются для решения глобальных социальных проблем, и их ценность в настоящее время все больше осознается и исследуется (Funk, 2002; Funk, 2004; Bebber et al., 2010; Funk, 2018; James et al., 2018; Meineke et al. ., 2018). Такое влияние будет усиливаться по мере того, как коллекции гербариев станут более доступными как в цифровой, так и в физической формах, а истории образцов и коллекционеров станут известны. Действительно, текущие глобальные усилия по оцифровке коллекций гербариев постоянно увеличивают количество доступных изображений и данных через такие порталы, как JSTOR Global Plants (www.plants.jstor.org), Global Biodiversity Information Facility (www.
GBIF.org) и iDigBio. (Интегрированные оцифрованные биоколлекции; www.idigbio.org) (Soltis, 2017).
Как ученые, работающие в трех старейших и крупнейших гербариях мира: Королевский ботанический сад Кью (K; основан в 1852 г.; 8 125 000 экземпляров), Лондонский музей естественной истории (BM; основан в 1753 г.; 5 200 000 экземпляров), Музей естественной истории Дании (C; основан в 1759 г.; 2 900 000 экземпляров) и один меньший по размеру и более молодой гербарий в Национальном тропическом ботаническом саду США (PTBG; основан в 1971 г.; 88 870 экземпляров), мы поощряем дальнейшее использование и изучение уникального наследия и имеющихся ресурсов в мировых гербариях.
Эта тема исследования направлена на то, чтобы обобщить и вдохновить на передовые рубежи интегративных и трансляционных исследований с использованием коллекций гербариев, чтобы подчеркнуть их неиспользованный потенциал для решения нерешенных исследовательских вопросов и социальных проблем. Статьи, опубликованные в этой теме исследования, содержат подборку примеров и новых подходов, иллюстрирующих тенденции и возможности в этой расширяющейся области.
Несмотря на то, что образцы биоразнообразия по своей природе предвзяты во времени, сформированные историческими и современными практиками сбора, а также колониализмом и торговлей, гербарные образцы обеспечивают достоверную запись того, что вид встречался в определенном месте в определенное время, и они представляют несколько сотен лет. истории коллекций по всему миру (Лопес и Сассоне; Ромейрас и др.). Их недостатки распространяются на проблемы с ошибочной идентификацией и предвзятыми усилиями по оцифровке (например, Smith and Blagoderov, 2012), но тщательная оценка качества данных значительно повышает их ценность (Goodwin et al., 2015; Maldonado et al., 2015), как и усилия по оценке истории сбора и связи с дополнительными источниками данных (Allasi Canales et al., 2020; López and Sassone; Romeiras et al.; Stefanaki et al., 2019).).
Несмотря на эти проблемы, гербарии представляют собой уникальные записи об изменениях в распространении, вымирании и местообитаниях, которые теперь исчезли.
Образцы в гербариях предоставляют легкодоступную информацию и исследовательские возможности, выходящие далеко за рамки использования современных образцов (Greve et al., 2016; Silva et al., 2017; Cardoso et al., 2018) и, действительно, далеко выходящие за рамки того, что их первоначальные коллекционеры, возможно, когда-либо предполагали (Heberling and Isaac, 2017; Heberling et al., 2019).).
Гербарии представляют собой временное окно в прошлое, позволяющее исследовать изменения в составе флоры (Calinger, 2015), распространения инвазивных сорняков или исчезающих видов (Stadler et al., 2002; Rivers et al., 2011; Hardion et al. ., 2014; Martin et al., 2016), изменения времени цветения (Davis et al., 2015; Willis et al., 2017), времени распускания листьев (Everill et al., 2014) или плотности устьиц во времени (Large et al., 2017) в ответ на изменение окружающей среды, и их можно использовать для моделирования прогнозов будущих тенденций (James et al., 2018). Все чаще они используются для исследования не только самого растения, но и других ассоциированных организмов, в исследованиях трофических взаимодействий, для установления взаимоотношений с ассоциированными насекомыми, включая опылителей и травоядных, и с микроорганизмами, в том числе вызывающими заболевания (Martin et al.
, 2013; Yoshida et al., 2014; Meineke and Davies, 2018; Vega et al.).
Деструктивный отбор проб гербарных образцов всегда должен производиться с должной осторожностью и по уважительной научной причине, но небольшое количество материала теперь можно использовать для разнообразных исследований, включая изучение жизнеспособности семян из старых гербарных образцов в целях сохранения (Godefroid et al. и др., 2011; Портеус и др.; Волкис и Динс, 2019). По мере преодоления технических трудностей извлечения высококачественной ДНК из исторических материалов (Wales et al., 2014; Bieker and Martin, 2018) и разработки новых высокопроизводительных методов, включая индивидуальный набор зондов Angiosperms353 (Brewer et al.; Джонсон и др., 2019 г.), образцы гербария все чаще используются в геномных исследованиях — часто называемых музеомикой — на всех уровнях, от популяций до филогений (Kuzmina et al., 2017; Bieker and Martin, 2018; Malakasi et al.), а также для изучения генома. дупликации (Viruel et al.
), история одомашнивания (Kistler et al., 2018; Ramos-Madrigal et al., 2019) и патогены растений (Yoshida et al., 2014). Материалы гербария могут быть источником химических данных для хемотаксономии (Cook et al., 2009; Jafari Foutami et al., 2018; Allasi Canales et al., 2020), химической экологии (Zangerl and Berenbaum, 2005), экологических биоиндикаторов. (Foan et al., 2010; Monforte et al., 2015; Martinez-Swatson et al.), а также обнаружение и аутентификация лекарственных средств (Saslis-Lagoudakis et al., 2015; Rønsted et al., 2017).
Заключительные замечания
Гербарии являются уникальным ресурсом для понимания глобального биоразнообразия и решения социальных проблем. Их традиционное использование для таксономии — для документирования и описания биоразнообразия — сегодня так же важно, как и когда-либо, но эта функция дополняется растущим кругом вопросов, для решения которых используются гербарии. Мы надеемся, что статьи в этой теме исследования вдохновят на новое интегративное и трансляционное использование коллекций гербариев, а также подчеркнут необходимость постоянного сохранения, курирования и расширения коллекций, сопровождаемых подробным сбором данных.
Авторские вклады
NR подготовил редакционную статью при участии OG и MC. Все авторы внесли свой вклад в сборку и редактирование темы исследования.
Конфликт интересов
Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Благодарности
Мы благодарим всех авторов, внесших свой вклад в эту специальную тему, и всех рецензентов за их усилия по обеспечению высокого качества представленных статей.
Ссылки
Allasi Canales, N., Gress Hansen, T.N., Cornett, C., Walker, K., Driver, F., Antonelli, A., et al. (2020). Исторические химические аннотации коллекций коры хинного дерева сопоставимы с результатами современных технологий жидкостной хроматографии высокого давления. J. Этнофармакол. 249, 112375. doi: 10.1016/j.jep.2019.112375
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Беббер, Д.
П., Карин, М. А., Вуд, Дж. Р., Уортли, А. Х., Харрис, Д. Дж., Пранс, Г. Т., и др. (2010). Гербарии являются важным рубежом для открытия видов. Проц. Натл. акад. науч. США 107, 22169–22171. doi: 10.1073/pnas.1011841108
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Калинджер, К. М. (2015). Функциональный групповой анализ изменений численности и распределения 207 видов растений за 115 лет в северо-центральной части Северной Америки. Биодайверы. Консерв. 24, 2439–2457. doi: 10.1007/s10531-015-0936-2
CrossRef Full Text | Google Scholar
Cardoso, D., Särkinen, T., Alexander, S., Amorim, A.M., Bittrich, V., Celis, M., et al. (2018). Разнообразие растений Амазонки раскрывается с помощью таксономически проверенного списка видов.
Проц. Натл. акад. науч. США 114, 10695–10700. doi: 10.1073/pnas.1706756114
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Кук Д., Гарднер Д. Р., Пфистер Дж. А., Уэлч К. Д., Грин Б. Т., Ли С. Т. (2009 г.)). Биогеографическое распространение хемотипов желтоголового живокости (Delphinium occidentale) и их потенциальной токсичности. J. Chem. Экол. 35, 643–652. doi: 10.1007/s10886-009-9637-1
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Дэвис, К.С., Уиллис, К.Г., Коннолли, Б., Келли, К., Эллисон, А. (2015). Записи гербария являются надежными источниками фенологических изменений, вызванных климатом, и дают новое представление о механизмах фенологических сигналов видов. 901:20. Дж. Бот. 102, 1599–1609. doi: 10.3732/ajb.1500237
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Эверилл, П. Х., Примак, Р. Б., Эллвуд, Э. Р., Мелаас, Э. К. (2014). Определение прошлых периодов распускания листьев в лиственных лесах Новой Англии по гербарным образцам.
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Фоан Л., Саблейроллес К., Элустондо Д., Лашерас Э., Гонсалес Л., Эдерра А. и др. (2010). Реконструкция исторических тенденций отложения полициклических ароматических углеводородов в отдаленных районах Испании с использованием материала гербарного мха. Атмос. Окружающая среда. 44, 3207–3214. doi: 10.1016/j.atmosenv.2010.05.019
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Функ, В. А. (2002). Значение гербариев. Растениевод. Бык. 49, 94–95.
Google Scholar
Функ, В. А. (2004). 100 вариантов использования гербария (по крайней мере, 72). Информационный бюллетень ASPT. 17, 17–19.
Google Scholar
Функ, В. А. (2018). Коллекционная наука в 21 веке. Дж. Сист. Эвол. 56, 175–193. doi: 10.1111/jse.12315
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Годфройд С.
, Ван дер Вивер А., Стоффелен П., Роббрехт Э., Вандерборхт Т. (2011). Проверка жизнеспособности семян из старых гербарных образцов в целях сохранения. Таксон 60, 565–569. doi: 10.1002/tax.602022
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Гудвин, З. А., Харрис, Д. Дж., Филер, Д., Вуд, Дж. Р., Шотландия, Р. В. (2015). Широко распространенная ошибочная идентичность в коллекциях тропических растений. Курс. биол. 25, Р1066–Р1067. doi: 10.1016/j.cub.2015.10.002
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Греве М., Ликке А. М., Фагг К. В., Геро Р. Э., Льюис Г. П., Маршан Р. и др. (2016). Реализация потенциала гербарных записей для сохранения биологии. Южная Африка Дж. Бот. 105, 317–323. doi: 10.1016/j.sajb.2016.03.017
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Хардион Л., Верлак Р., Солтонстолл К., Лериш А., Вила Б. (2014). Происхождение инвазивного
Энн. Бот. 114, 455–462. doi: 10.1093/aob/mcu143PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Хеберлинг, Дж. М., Исаак, Б. Л. (2017). Образцы гербария как экзаптации: новое использование старых коллекций. 90 120 утра. Дж. Бот. 104, 963–965. doi: 10.3732/ajb.1700125
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Хеберлинг М., Пратер Л. А., Тонсор С. (2019 г.). Меняющееся использование данных гербария в эпоху глобальных изменений: обзор с использованием автоматизированного анализа контента. BioScience 69, 812–822. doi: 10.1093/biosci/biz094
Полный текст CrossRef | Google Scholar
Джафари Футами, И., Мариагер, Т., Риннан, Р., Барнс, С. Дж., Ронстед, Н. (2018). Сотни пятидесятилетних коллекций гербариев обеспечивают надежный ресурс профилей летучих терпеноидов, демонстрирующих сильное видовое воздействие на четыре лекарственных вида Salvia в Средиземноморье. Фронт.
Растениевод. 18 (9), 1877. doi: 10.3389/fpls.2018.01877
CrossRef Full Text | Google Scholar
Джеймс С. А., Солтис П. С., Белбин Л., Чепмен А. Д., Нельсон Г., Пол Д. Л. и др. (2018). Данные гербария: глобальное биоразнообразие и ботанические потребности общества в новых исследованиях. Заяв. Растениевод. 6, е1024. doi: 10.1002/aps3.1024
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Джонсон М. Г., Покорный Л., Додсворт С., Ботиге Л. Р., Коуэн Р. С., Дево А. и др. (2019). Универсальный набор зондов для целенаправленного секвенирования 353 ядерных генов любого цветкового растения, созданный с использованием кластеризации k-medoids. Сист. биол. 68, 594–606. doi: 10.1093/sysbio/syy086
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Кистлер Л., Йоши Маэдзуми С., де Соуза Дж. Г., Прзеломска Н. А. С., Малакиас Коста Ф., Смит О. и др. (2018). Мультипрокси доказательства подчеркивают сложное эволюционное наследие кукурузы в Южной Америке.
Наука 362, 1309–1313. doi: 10.1126/science.aav0207
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Кузьмина М.Л., Браукманн Т.В.А., Фазекас А.Дж., Грэм С.В., Деваард С.Л., Родригес А. и др. (2017). Использование ДНК, полученной из гербария, для создания крупномасштабной библиотеки штрих-кодов ДНК для сосудистых растений Канады. Заяв. Растениевод. 5, 1700079. doi: 10.3732/apps.1700079
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Лардж М.Ф., Нессия Х.Р., Кэмерон Э.К., Бланшон Д.Дж. (2017). Изменения плотности устьиц с течением времени (1769 г.).–2015) у новозеландского эндемичного дерева Corynocarpus laevigatus J. R. Forst. и Г. Форст. (Коринокарповые). пак. науч. 71 (3), 319–328. doi: 10.2984/71.3.6
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Лавуа, К. (2012). Биологические коллекции в постоянно меняющемся мире: гербарии как инструменты биогеографических и экологических исследований. Перспектива.
Завод Экол. Эвол. Сист. 15, 68–76. doi: 10.1016/j.ppees.2012.10.002
CrossRef Полный текст | Академия Google
Мальдонадо, К., Молина, К., И.И., Жижка, А., Перссон, К., Тейлор, К.М., Альбан, Дж., и др. (2015). Видовое разнообразие и распространение в эпоху больших данных. Глоб. Экол. Биогеогр. 24, 973–984. doi: 10.1111/geb.12326
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Martin M., Cappellini E., Samaniego J., Zepeda M.L., Campos P.F., Seguin-Orlando A. и др. (2013). Реконструкция эволюции генома в исторических образцах возбудителя ирландского картофельного голода. Нац. коммун. 4, 2172. doi: 10.1038/ncomms3172
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Martin, MD, Olsen, MT, Samaniego, J., Zimmer, EA, Gilbert, MTP (2016). Популяционно-геномная основа географической дифференциации североамериканской амброзии обыкновенной ( Ambrosia artemisiifolia L.). Экол.
Эвол. 6, 3760–3771. doi: 10.1002/ece3.2143
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Мейнеке, Э. К., Дэвис, Т. Дж. (2018). Музейные образцы дают новое представление об изменении взаимодействия растений и травоядных. Филос. Транс. Р. Сок Лонд. Б. биол. науч. 374 (1763), 20170393. doi: 10.1098/rstb.2017.0393
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Мейнеке, Э. К., Дэвис, Т. Дж., Дару, Б. Х., Дэвис, К. С. (2018). Биологические коллекции для понимания биоразнообразия в антропоцене. Филос. Транс. Р. Сок Лонд. Б. биол. науч. 374, 20170386. doi: 10.1098/rstb.2017.0386
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Монфорте, Л., Томас-Лас-Эрас, Р., Дель-Кастильо-Алонсо, М.А., Мартинес-Абайгар, Дж., Нуньес-Оливера, Э. (2015). Пространственная изменчивость соединений, поглощающих ультрафиолетовое излучение, в водной печеночнице и их полезность в качестве биомаркеров текущего и прошлого УФ-излучения: тематическое исследование перехода от Атлантики к Средиземноморью.
Науч. Общая окружающая среда. 518–519, 248–257. doi: 10.1016/j.scitotenv.2015.03.006
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Ramos-Madrigal, J., Runge, A.K.W., Bouby, L., Lacombe, T., Samaniego Castruita, J.A., Adam-Blondon, A.F., et al. (2019). Палеогеномный взгляд на происхождение французского разнообразия виноградной лозы. Нац. Растения 5, 595–603. doi: 10.1038/s41477-019-0437-5
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google
Риверс, М. К., Тейлор, Л., Браммитт, Н. А., Мигер, Т. Р., Робертс, Д. Л., Ник Лугадха, Э. (2011). Сколько гербарных образцов необходимо для обнаружения исчезающих видов? биол. Консерв. 144, 2541–2547. doi: 10.1016/j.biocon.2011.07.014
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ронстед Н., Иваницки Н. Э., Мальдонадо К., Хассемер Г., Мартинес-Сватсон К. А., Саслис-Лагудакис Х. и др. (2017). Будущее открытия лекарств – нужны ли коллекции? Науч.
Даника. сер. Б. биол. 6, 253–266.
Google Scholar
Саслис-Лагудакис С. Х., Иваницки Н., Бруун-Лунд С., Петерсен Г., Себерг О., Ягер А. К. и др. (2015). Идентификация хвоща обыкновенного ( Equisetum arvense L.; Equisetaceae) с использованием тонкослойной хроматографии в сравнении со штрих-кодированием ДНК. науч. Rep. 5, 11942. doi: 10.1038/srep11942
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Сильва К., Беснар Г., Пиот А., Разанацоа Дж., Оливейра Р. П., Воронцова М. С. (2017). Музеомика разрешает систематику находящейся под угрозой исчезновения травы, эндемичной для северо-западного Мадагаскара. Энн. Бот. 119, 339–351. doi: 10.1093/aob/mcw208
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Смит В.С., Благодеров В. (2012). Выведение коллекций из темноты. ZooKeys 209, 1–6. doi: 10.3897/zookeys.209.3699
CrossRef Full Text | Google Scholar
Soltis, PS (2017).
Оцифровка гербариев позволяет проводить новые исследования. 90 120 утра. Дж. Бот. 104, 1281–1284. doi: 10.3732/ajb.1700281
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google
Stadler, J., Mungai, G., Brandl, R. (2002). Нашествие сорняков в Восточной Африке: выводы из гербарных записей. фр. Дж. Экол. 36, 15–22. doi: 10.1046/j.1365-2028.1998.115-89115.x
CrossRef Full Text | Google Scholar
Стефанаки А., Порк Х., Гримальди И. М., Турн Н., Пульяно В., Кардинаал А. и др. (2019). Нарушая тишину 500-летнего улыбающегося сада вечных цветов: книжный гербарий En Tibi. PLoS Один 14, e0217779. doi: 10.1371/journal.pone.0217779
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Тьер, Б. М. (2020). The Worlds herbaria 2019. Сводный отчет на основе данных index herbariorum . http://sweetgum.nybg.org/science/ih/ (по состоянию на 30 июня 2020 г.).
Google Scholar
Уэльс, Н.
, Андерсен, К., Каппеллини, Э., Авила-Аркос, М. К., Гилберт, М. Т. П. (2014). Оптимизация восстановления и амплификации ДНК из некарбонизированных археоботанических останков. PLoS One 9, e86827. doi: 10.1371/journal.pone.0086827
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Уиллис К.Г., Эллвуд Э.Р., Примак Р.Б., Дэвис К.С., Пирсон К.Д., Галлинат А.С. и др. (2017). Старые растения, новые приемы: фенологические исследования с гербарными образцами. Тренды Экол. Эвол. 32, 531–546. doi: 10.1016/j.tree.2017.03.015
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Волкис Д., Динс С. (2019 г.). Выбор из прошлого для подготовки к вредителям: оценка потенциала гербариев в качестве новых источников для сохранения семян ‘hi’a. Биоконсерв. Биобанк. 17, 6. doi: 10.1089/bio.2019.0044
CrossRef Full Text | Google Scholar
Йошида К., Бурбано Х. А., Краузе Дж., Тайнс М., Вайгель Д., Камун С.
