生物標本制作技術改進與標本組合的創新設計

李永民，禤志冰，張 坤，李東偉，王魏根

（1.阜陽師范大學 生物與食品工程學院，安徽 阜陽 236037；2.阜陽師范大學 保護生物學研究中心，安徽 阜陽 236037）

將動物或植物的整體或局部整理后，經加工，保持其原形或特征，并保存在科研單位或學校的實驗室中，供生物學等學科教學、科學研究或陳列觀摩用的實物，為生物標本[1-2]。生物標本分為浸制標本、剝制標本、干制標本、骨骼標本和切片標本[3]。傳統生物標本制作技術復雜、制作周期較長[4-8]，標本造型比較單調，缺乏創新性和時代感[9-11]。

阜陽師范大學保護生物學研究中心與阜陽機場以及阜陽各縣市林業部門具有長期而良好的合作關系，在阜陽機場日常鳥擊防范工作中，大量槍擊或網捕的鳥類在保護中心得到細心的救護，康復的鳥類被放歸野外，死亡的鳥類由標本制作團隊制成生物標本；另外，在林業部門查辦的野生動物案件中，經常有一些受傷或生病的野生動物需要送到保護中心進行救護，經過精心的醫療和喂養，康復的動物被放歸野外，死亡的動物被制成標本。通過與林業、民航部門建立良好合作關系，參與野生動物救護、機場鳥擊防范以及死亡動物的處理工作，解決標本來源問題，確保動物標本來源合法、充足。

保護生物學研究中心的標本制作團隊基于長期的實踐過程以及多年參加省級生物標本制作大賽的經驗，從剝制標本的填充、骨骼標本的透明化染色以及組合標本的整體設計上都進行了一系列的探索和創新。

1 剝制標本填充技術改進

1.1 聚氨酯填充技術

聚氨酯無毒無味，同時具有質量輕、易塑形、不吸水、不發霉、易取材等優點，采用聚氨酯填充技術能使剝制標本體態豐盈、栩栩如生[12]。在傳統的剝制標本制作過程中，通常采用棉花作為填充材料，但是棉花作為填充物容易吸水發霉、整形繁瑣并且成本較高。以聚氨酯作為填充物有效的克服了這些缺陷，簡化了標本制作工藝，提高了標本整形效果，延長了標本保存期限。根據標本制作實踐經驗，聚氨酯填充技術尤其適用于獸類和魚類剝制標本工藝中。

聚氨酯填充標本制作范例：聚氨酯填充小鼠標本。首先對小鼠進行剝離，然后根據提前預設小鼠的完美姿態，如伸頭仰望、四處覓食、玩耍嬉戲或者是相互打鬧等姿勢，對聚氨酯進行一定的塑形，研磨和加工，使填充后的小鼠標本，體型飽滿，神態自然。最后根據不同的生態場景，對完成的小鼠標本進行適當的擺放，以期呈現不同的生態效果。

1.2 聚苯乙烯泡沫塑形技術

聚苯乙烯泡沫塑料具有抗水性強、質量輕、硬度適中、易于模塑成型等優點，是一種物美價廉的標本塑形材料[13]。在動物剝制標本制作過程中，以聚苯乙烯泡沫塑料為填充材料，根據動物的身體構造，把握好四肢的比例特點，使用熱風槍雕刻出鳥類、獸類、爬行類等動物的軀體模型，最后將動物皮張縫合在模型上，即完成整個工序。

這是近年來開發出的一種新技術，使用聚苯乙烯作為剝制標本的塑形材料，替代了傳統的砒霜防腐劑和棉花填充物，使得標本制作工藝更加環保高效，制作成本也顯著降低。采用聚苯乙烯作為塑形劑，還具有如下優點：其一，聚苯乙烯吸水性小，有優良的抗水性，可防止標本發生霉變；其二，聚苯乙烯材質輕盈，攜帶運輸便利，減輕標本搬運或輸送的負擔；其三，使用熱風槍雕刻聚苯乙烯，不僅克服了使用棉花填充后整形的繁瑣，而且用熱風槍塑形出的標本模型惟妙惟肖，體態豐盈。

聚苯乙烯泡沫塑形標本范例：聚苯乙烯泡沫填充家鴿標本。首先，對家鴿進行體長、體寬等部位進行測量，根據測得數據對家鴿進行一定輪廓的塑合，通過熱風對聚苯乙烯泡沫的加工，塑造成鳥體的輪廓，使其具有與生活狀態的鳥相似的流線型。在對家鴿進行剝離完成之后，可直接套進剝制后家鴿皮囊內，最后縫合、整理。一般可以整形為展翅飛揚、輕姿曼舞、母子情深或相互競爭等場景。

2 骨骼標本的透明化染色技術

骨骼標本的透明染色通常包括軟骨染色和硬骨染色，這是一種新型的原位骨骼染色技術[14]。通過固定、脫脂、脫脂復水、染色、脫色等步驟，可制成單一的硬骨染色或者是復合的硬軟骨染色標本。將經過染色處理的骨骼置于透明的密封容器內，可以制成海洋骨骼世界，再用特殊的燈光照明，就是一幅美麗的畫面。同時，也可以用透明骨骼表現相互廝殺的激烈場景。透明骨骼標本的優點在于精確而直觀地展示了生物體的骨骼結構與位置，猶如X光片一樣，但相對于X光片的平面呈現，透明骨骼標本則更具有立體性。另外，通過染色技術將骨骼染成絢麗的顏色，使各種精細結構也展露無遺，避免了傳統的骨骼標本制作過程中因解剖取骨清洗再組裝而導致的骨骼相對位置的改變。

透明染色的骨骼標本制作范例：根據硬骨和軟骨的特點，將其染成不同的顏色，形成鮮明的對比。完成的透明骨骼標本，放入一個較大的容器里，通過對不同透明染色的骨骼標本進行固定，可以展現海底世界的場景，有游蕩的海龜，覓食的小魚小蝦、散步的海馬爸爸等不同的海底動物。也可以展示陸地競爭生存的食物鏈場景，其中有刺猬獵食小家鼠、蛇捕食正在覓食蚊蟲的蟾蜍等。

3 組合標本的整體設計

3.1 單型組合

3.1.1 昆蟲或羽毛組合

昆蟲的形態多樣，色彩鮮艷，蘊含著自然的神秘感。體型輕巧的昆蟲，通過制作者各種創新組合，給觀賞者帶來別樣的體驗和視覺沖擊。如鱗翅目的蝴蝶、膜翅目的蜜蜂以及蜻蜓目的蜻蜓等昆蟲，通過各種創新設計把大量個體組合在一起，如小圓套大圓式、層層鑲嵌式或形狀模板式等，再輔以自己匠心獨具的元素，就能表現一種別樣的美感。同樣，動物的羽毛由于輕盈柔軟、色彩多樣，不同顏色和形狀的羽毛也能拼貼成一幅幅美妙的畫卷。另外，也可以制作成3D立體羽毛標本，比如小鳥、小魚或其他飛禽走獸等樣式。總之，單型標本的創新創意組合是非常理想的直觀教學用具，可以讓學生對昆蟲的分類、分布、形態、習性和生活史等知識有更深入的認知和理解，豐富學生的生物學知識，提高生物學素養。此外，可以將昆蟲或羽毛組合標本裝裱成畫，或者將3D立體羽毛標本制作成小型擺件，立于辦公室、家庭或者公司等場所，以營造和諧之感。

組合標本制作范例：采集各種蝴蝶標本，根據每種蝴蝶標本的顏色、大小和形狀，進行恰當的組合，將其拼貼成巨型的蝴蝶形狀，造成視覺的沖擊。當然也可拼成其他的形狀，如字體、人物畫像等。另外，可以使用鳥類的羽毛組合不同的畫面，然后裝裱成框。

3.1.2 植物葉片、葉脈或果實、種子組合

隨著經濟和社會的逐步發展，人們越來越追求天然的東西，因為天然的東西既健康環保，同時又寓意獨特。在生活中，隨處可見植物葉片、果實和種子，雖然有些葉片、果實具有毒性，但是經過特殊處理，可以制成絢麗的葉脈或干果。經染色后的葉脈、保色的葉片以及脫水的五谷果實都能夠拼貼多種多樣的畫作，如染色的葉脈可以拼貼山水畫、風景畫、人物畫等裝飾品。再比如可以使用五谷拼貼成國旗、會徽或者中國結等可愛的裝飾物，既表達了相應的情感，又開拓了裝飾品的新領域。

組合標本制作范例：利用五谷和葉脈可組合成中國地圖，各省的輪廓可用五谷表示，而每個省內的區域可用葉脈組合拼貼，當然若想增添文化底蘊，可以添加軟筆書法或者水彩等輔助元素。也可利用單一的葉片和花瓣進行藝術創造，比如可拼貼山水畫、風景畫或者人物畫像等，最后裝裱成框。

3.1.3 微生物標本組合

微生物個體微小、種類繁多、與人類關系密切。通過活體培養無毒無害的微生物，可以在培養皿中描繪出獨特的畫面。這種微生物繪畫可分為真菌描繪和細菌描繪。用獨特的處理方法如抑制劑、殺菌劑等，預先在培養基上描繪出想要的畫面，然后經過數天的培養，微生物可在無抑制劑的地方生長，在小型培養皿中形成一幅美麗的畫面。另外，可以通過各類細菌或者真菌本身獨特的顏色和形狀，進行創意組合。通過制作活體微生物標本，一方面可激發學生的對微生物的學習興趣；另一方面也可以訓練學生微生物學實踐操作的能力。

組合標本制作范例：培養不同的微生物，根據微生物的習性和特點，采用適當的抑菌劑，在微生物標本中描繪各式各樣的形態，此外還可根據不同微生物的顏色，形狀等特點進行各種藝術加工，組合成一幅有趣味的情景故事圖。

3.2 生態型組合

3.2.1 動、植物標本組合

生物標本的重要用途之一便是公眾科普宣教[15]。在面對公眾時，若以單一的動物標本或者是植物標本展現，那么只能傳遞給公眾有限的信息，缺乏視覺的沖擊力。傳統的生物標本無論是結構還是姿態都比較單一，無論是動物標本還是植物標本都無法單獨構建一個小型的生態系統或者一個形式多樣的場景。針對這一問題，阜陽師范大學保護生物學研究中心所屬的生物標本制作團隊，在長期、大量的實踐過程中，將動物標本和植物標本有機結合，以樹干或者其他材料作為載體，構建小型的生態系統，展示生物間的捕食、競爭、共生或是寄生的相互關系。動、植物標本的組合，不僅可以作為直觀教學的輔助工具，促進學生對動物學、植物學和生態學相關知識的理解和掌握，培養學生對生物學的興趣和提高生物學科學素養；同時可以作為科普宣教工具，提高公眾的科學素養和野生動植物保護意識；另外，也可以陳列于生物標本館中，有利于瀕危物種的保存，可以為今后的分子生物學研究提供樣品材料。

動植物標本組合范例1，以一棵樹為框架，制作一個小型的生態系統。各個枝頭放上不同姿態的鳥類標本，如覓食的喜鵲、正要飛翔的阿穆爾隼，正要降落的四聲杜鵑，還有眉目傳情的紅嘴相思鳥等等。在樹干上，用動物標本展示“螳螂捕蟬黃雀在后”的自然界食物鏈關系。以動物植物構建小型的生物系統，在這個生態系統中，動植物和諧相處，維持著動態平衡。

動植物標本組合范例2，以環境保護為主題，制作一顆小型的景觀樹，樹冠整體呈圓形，將樹的整體分成兩個部分，一半為蔥蔥郁郁；而另一半為凄敗蒼涼。綠色生機的一邊，在樹枝間可以搭建一個鳥窩，一對成年喜鵲正忙于孵卵育雛，而此時緩緩爬上樹枝的黑眉錦蛇悄悄地盯上了喜鵲巢里的鳥蛋，一幕驚險的場景正在上演；樹下田鼠、草兔穿游，不禁讓人羨慕其悠然自得的閑情逸致，同時隱藏在樹枝間的阿穆爾隼和東方角鸮也在貪婪注視著這些獵物，又不禁讓人為這些可愛的鼠、兔捏把汗。而枯萎的樹枝下則呈現出另一番情景，地面是黃沙漫漫，沙漠上還裸露幾具殘骨，給人一種凄涼、衰敗的印象。兩者形成鮮明的對比，給人一種視覺的強烈沖擊，突出作品的主體，呼吁公眾保護環境，關愛生命。

3.2.2 添加聲光模擬系統

考慮到傳統生物標本陳列僅僅是一種靜物展示，并且對展示環境的光線要求較高。以此為突破點，嘗試采用適當的科學技術，比如聲音模擬系統，在標本陳列廳中，盡可能地還原標本原有的聲音，如鳥鳴、蟲叫、獸類的吼聲等，讓生物標本更加栩栩如生。此外，還可以采用特殊的光照系統，如LED燈，照亮動物標本或植物標本局部或特殊結構，讓標本在夜晚也能煥發獨特魅力，真正讓欣賞者體會到標本的美感。

展示傳統的生物標本時，因空間的局限性，無法系統全面地展現標本各個方面的獨特性。標本制作團隊科學攻關，設計了一個旋轉裝置從而解決了這個難題。在標本展示過程中，將標本的底座置于手動或自動轉軸之上，也可以采用更有技術含量的磁懸浮，讓標本360°手動或自動旋轉，摒棄視覺盲區。這一技術既可以運用到動物標本、也可以運用到植物標本的展示過程中。

添加聲光模擬系統的標本范例：運用現代科技，將聲音、光照系統、旋轉裝置等與傳統的生物標本相結合。聲音技術方面，可以運用藍牙無線音響、聲音傳感器等，將動物鳴叫聲錄入聲音裝置中，根據設定的開關遠程控制聲音的開啟與關閉。這些裝置需隱藏在標本之中，以保持神秘感。當然，這一聲音系統如應用于大型組合標本則效果更加理想。光照技術方面，安裝特殊的光照系統投射在標本的不同角度，即使在夜晚光線很暗的情況下，也能通過獨特的光照，使標本呈現不一樣的美。旋轉裝置技術方面，可以在標本基座下安裝磁懸浮、手動或自動軸承旋轉裝置，一方面不需要觀眾圍繞標本的四周觀看欣賞，另一方面，使標本整體創新技術得到大幅度提高。

3.3 對比型組合

3.3.1 動物內部器官對比

動物的內臟器官，如肝臟、腎臟等，對其結構的觀察研究，有助于了解其功能。內臟器官血管鑄型標本是一種新型的動物器官標本，該技術利用內臟器官里的血管系統，將動物的內臟進行血管鑄型，暴露出鮮紅的血管紋理，血管鑄型標本能夠清楚地展示不同動物相同內臟器官的結構和特性的差異[16]。

動物內部器官對比標本制作范例：血管灌注了的動物內臟可以呈現出不同的顏色，如藍色或紅色，將其置于標本缸里，對其進行浸制保存，當然浸制液體最好是透明無色，這樣才能清晰地觀察血管鑄型標本。不同內臟的血管灌注標本組合在同一容器或者不同的容器里，對其改造創新，添加獨特的熒光使其發光，集科學性與觀賞性于一體。

3.3.2 動物骨骼對比

不同種類的動物骨骼數目及大小、形態各不相同，有實質骨，也有中空骨，因此它們的功能也不盡相同。經過剔除肌肉、漂白、干燥和打磨等工序，將同一綱目或者屬種的動物骨骼進行對比。

動物骨骼對比標本制作范例：對不同類群的動物，如魚綱、兩棲綱、爬行綱、鳥綱和哺乳綱動物的頭骨、脊柱、附肢骨骼制作成對比標本。形象而直觀地展示脊椎動物骨骼系統的演化過程。或者對同一動物不同部位的骨骼制成對比標本，以便更好地理解動物骨骼結構與功能的關系。

3.4 輔助型組合

3.4.1 添加繪畫技術

中國畫歷史悠久，具有獨特的視覺美感。將動物標本或者植物標本添加在國畫中，別具一番韻味。以山水畫為背景，將壓制好的保色植物葉片或者花卉，粘貼在畫面的恰當位置，實現中國畫與植物標本的完美搭配，虛實結合，讓標本充滿文化氣息。如若添加中國軟筆書法，那就更美了。

將標本置于畫中的組合，不僅獨特新穎，而且具有一定的文化韻味。經過保色處理的植物標本，不僅保存時間長久、觀賞性強，而且具有收藏紀念等諸多價值。將這樣一種組合作品作為裝飾畫也不失為一個很好的選擇。

輔助型標本制作范例：作品名稱——“和諧”。畫面通過展示一只孔雀和一個小女孩的親密相處來表達心靈相通的重要性。所用材料為琥珀、葉脈以及保色葉片、花卉等，同時添加一定的繪畫元素。孔雀的尾巴用琥珀和植物的葉片拼接而成，孔雀的頭部可用水彩繪制。翩翩起舞的小女孩的裙擺使用葉脈裝飾，同時，小女孩的上半身也可用水彩繪制。另外，地面可用一種淡淡的土黃色簡單勾勒描繪。畫面整體淡雅素凈。

3.4.2 添加三維立體技術

傳統的植物標本，幾乎全是平面型的，很難見到三維立體的植物標本。如何突破植物標本展示單調、表現呆板的缺點，標本制作團隊進行了大量的探索和嘗試，最終通過三維立體展示技術打破了傳統植物標本只能平面展示的局限性。這種三維立體展示技術，主要依靠輔助工具對壓制后呈現平面化的植物標本進行改造。這種工具可以為亞克力板、鐵絲等。經過處理后，無論是葉片還是花卉都可以表現為三維立體形態。這種新型的標本組合創意，首先可以激發學生的學習興趣，調節課堂氛圍，有助于知識的傳播；其次，也能夠培養學生的動手能力和創新思考能力，嘗試在不同領域對組合標本有新的突破。同時，新穎的組合標本，也會迎來巨大的市場前景，推動生物標本的轉化應用。

輔助型標本制作范例：作品名稱——“社會主義核心價值觀”。運用保色的葉片和花卉，將其組合在亞克力板上，不同模塊的亞克力板的內容不一，分別為富強、民主、文明、和諧、自由、平等、公正、法治、愛國、敬業、誠信、友善共十二個模塊。每個模塊可運用獨特的元素，將其內容表現出來。如自由，可表現為一個自由自在、無憂無慮的熱氣球在空中飛翔。那么平等則可表現為一個均分的大蛋糕、每個人都均等的分到一塊；同時和諧可表現為一家三口的腳印，交相輝映，和諧友愛。同樣道理，其他內容可根據同等的方式表現出來。整體樹立起來，中間為一個扇形，兩邊像一塊屏風，具有古典韻味。形象生動，充分詮釋社會主義核心價值觀的理念。

4 結語

生物標本，種類繁多，形式多樣。一方面，生物標本作為直觀教學工具發揮著重要作用，它能夠在理論課和實驗課上作為輔助工具，以保證教學內容的正常進行并提高教學效果[1]。另一方面，生物標本具有重要的科學研究價值和科普宣教價值[17]，可以為新種發表提供實物證據，為生物多樣性、分子系統發育等研究提供樣品來源。

新技術、新材料在生物標本制作領域中越來越廣泛的應用，創新創意思維在生物標本組合和標本展示環節越來越多的應用，極大地推動了生物標本制作技術的發展進步和生物標本陳列展示方式的與時俱進，順應了建設創新型國家的社會潮流，滿足了公眾科普宣教的需求，體現了新技術、新材料的優越性，具有廣闊的發展前景。