生物标本制作技术改进与标本组合的创新设计

李永民，禤志冰，张 坤，李东伟，王魏根

（1.阜阳师范大学 生物与食品工程学院，安徽 阜阳 236037；2.阜阳师范大学 保护生物学研究中心，安徽 阜阳 236037）

将动物或植物的整体或局部整理后，经加工，保持其原形或特征，并保存在科研单位或学校的实验室中，供生物学等学科教学、科学研究或陈列观摩用的实物，为生物标本[1-2]。生物标本分为浸制标本、剥制标本、干制标本、骨骼标本和切片标本[3]。传统生物标本制作技术复杂、制作周期较长[4-8]，标本造型比较单调，缺乏创新性和时代感[9-11]。

阜阳师范大学保护生物学研究中心与阜阳机场以及阜阳各县市林业部门具有长期而良好的合作关系，在阜阳机场日常鸟击防范工作中，大量枪击或网捕的鸟类在保护中心得到细心的救护，康复的鸟类被放归野外，死亡的鸟类由标本制作团队制成生物标本；另外，在林业部门查办的野生动物案件中，经常有一些受伤或生病的野生动物需要送到保护中心进行救护，经过精心的医疗和喂养，康复的动物被放归野外，死亡的动物被制成标本。通过与林业、民航部门建立良好合作关系，参与野生动物救护、机场鸟击防范以及死亡动物的处理工作，解决标本来源问题，确保动物标本来源合法、充足。

保护生物学研究中心的标本制作团队基于长期的实践过程以及多年参加省级生物标本制作大赛的经验，从剥制标本的填充、骨骼标本的透明化染色以及组合标本的整体设计上都进行了一系列的探索和创新。

1 剥制标本填充技术改进

1.1 聚氨酯填充技术

聚氨酯无毒无味，同时具有质量轻、易塑形、不吸水、不发霉、易取材等优点，采用聚氨酯填充技术能使剥制标本体态丰盈、栩栩如生[12]。在传统的剥制标本制作过程中，通常采用棉花作为填充材料，但是棉花作为填充物容易吸水发霉、整形繁琐并且成本较高。以聚氨酯作为填充物有效的克服了这些缺陷，简化了标本制作工艺，提高了标本整形效果，延长了标本保存期限。根据标本制作实践经验，聚氨酯填充技术尤其适用于兽类和鱼类剥制标本工艺中。

聚氨酯填充标本制作范例：聚氨酯填充小鼠标本。首先对小鼠进行剥离，然后根据提前预设小鼠的完美姿态，如伸头仰望、四处觅食、玩耍嬉戏或者是相互打闹等姿势，对聚氨酯进行一定的塑形，研磨和加工，使填充后的小鼠标本，体型饱满，神态自然。最后根据不同的生态场景，对完成的小鼠标本进行适当的摆放，以期呈现不同的生态效果。

1.2 聚苯乙烯泡沫塑形技术

聚苯乙烯泡沫塑料具有抗水性强、质量轻、硬度适中、易于模塑成型等优点，是一种物美价廉的标本塑形材料[13]。在动物剥制标本制作过程中，以聚苯乙烯泡沫塑料为填充材料，根据动物的身体构造，把握好四肢的比例特点，使用热风枪雕刻出鸟类、兽类、爬行类等动物的躯体模型，最后将动物皮张缝合在模型上，即完成整个工序。

这是近年来开发出的一种新技术，使用聚苯乙烯作为剥制标本的塑形材料，替代了传统的砒霜防腐剂和棉花填充物，使得标本制作工艺更加环保高效，制作成本也显著降低。采用聚苯乙烯作为塑形剂，还具有如下优点：其一，聚苯乙烯吸水性小，有优良的抗水性，可防止标本发生霉变；其二，聚苯乙烯材质轻盈，携带运输便利，减轻标本搬运或输送的负担；其三，使用热风枪雕刻聚苯乙烯，不仅克服了使用棉花填充后整形的繁琐，而且用热风枪塑形出的标本模型惟妙惟肖，体态丰盈。

聚苯乙烯泡沫塑形标本范例：聚苯乙烯泡沫填充家鸽标本。首先，对家鸽进行体长、体宽等部位进行测量，根据测得数据对家鸽进行一定轮廓的塑合，通过热风对聚苯乙烯泡沫的加工，塑造成鸟体的轮廓，使其具有与生活状态的鸟相似的流线型。在对家鸽进行剥离完成之后，可直接套进剥制后家鸽皮囊内，最后缝合、整理。一般可以整形为展翅飞扬、轻姿曼舞、母子情深或相互竞争等场景。

2 骨骼标本的透明化染色技术

骨骼标本的透明染色通常包括软骨染色和硬骨染色，这是一种新型的原位骨骼染色技术[14]。通过固定、脱脂、脱脂复水、染色、脱色等步骤，可制成单一的硬骨染色或者是复合的硬软骨染色标本。将经过染色处理的骨骼置于透明的密封容器内，可以制成海洋骨骼世界，再用特殊的灯光照明，就是一幅美丽的画面。同时，也可以用透明骨骼表现相互厮杀的激烈场景。透明骨骼标本的优点在于精确而直观地展示了生物体的骨骼结构与位置，犹如X光片一样，但相对于X光片的平面呈现，透明骨骼标本则更具有立体性。另外，通过染色技术将骨骼染成绚丽的颜色，使各种精细结构也展露无遗，避免了传统的骨骼标本制作过程中因解剖取骨清洗再组装而导致的骨骼相对位置的改变。

透明染色的骨骼标本制作范例：根据硬骨和软骨的特点，将其染成不同的颜色，形成鲜明的对比。完成的透明骨骼标本，放入一个较大的容器里，通过对不同透明染色的骨骼标本进行固定，可以展现海底世界的场景，有游荡的海龟，觅食的小鱼小虾、散步的海马爸爸等不同的海底动物。也可以展示陆地竞争生存的食物链场景，其中有刺猬猎食小家鼠、蛇捕食正在觅食蚊虫的蟾蜍等。

3 组合标本的整体设计

3.1 单型组合

3.1.1 昆虫或羽毛组合

昆虫的形态多样，色彩鲜艳，蕴含着自然的神秘感。体型轻巧的昆虫，通过制作者各种创新组合，给观赏者带来别样的体验和视觉冲击。如鳞翅目的蝴蝶、膜翅目的蜜蜂以及蜻蜓目的蜻蜓等昆虫，通过各种创新设计把大量个体组合在一起，如小圆套大圆式、层层镶嵌式或形状模板式等，再辅以自己匠心独具的元素，就能表现一种别样的美感。同样，动物的羽毛由于轻盈柔软、色彩多样，不同颜色和形状的羽毛也能拼贴成一幅幅美妙的画卷。另外，也可以制作成3D立体羽毛标本，比如小鸟、小鱼或其他飞禽走兽等样式。总之，单型标本的创新创意组合是非常理想的直观教学用具，可以让学生对昆虫的分类、分布、形态、习性和生活史等知识有更深入的认知和理解，丰富学生的生物学知识，提高生物学素养。此外，可以将昆虫或羽毛组合标本装裱成画，或者将3D立体羽毛标本制作成小型摆件，立于办公室、家庭或者公司等场所，以营造和谐之感。

组合标本制作范例：采集各种蝴蝶标本，根据每种蝴蝶标本的颜色、大小和形状，进行恰当的组合，将其拼贴成巨型的蝴蝶形状，造成视觉的冲击。当然也可拼成其他的形状，如字体、人物画像等。另外，可以使用鸟类的羽毛组合不同的画面，然后装裱成框。

3.1.2 植物叶片、叶脉或果实、种子组合

随着经济和社会的逐步发展，人们越来越追求天然的东西，因为天然的东西既健康环保，同时又寓意独特。在生活中，随处可见植物叶片、果实和种子，虽然有些叶片、果实具有毒性，但是经过特殊处理，可以制成绚丽的叶脉或干果。经染色后的叶脉、保色的叶片以及脱水的五谷果实都能够拼贴多种多样的画作，如染色的叶脉可以拼贴山水画、风景画、人物画等装饰品。再比如可以使用五谷拼贴成国旗、会徽或者中国结等可爱的装饰物，既表达了相应的情感，又开拓了装饰品的新领域。

组合标本制作范例：利用五谷和叶脉可组合成中国地图，各省的轮廓可用五谷表示，而每个省内的区域可用叶脉组合拼贴，当然若想增添文化底蕴，可以添加软笔书法或者水彩等辅助元素。也可利用单一的叶片和花瓣进行艺术创造，比如可拼贴山水画、风景画或者人物画像等，最后装裱成框。

3.1.3 微生物标本组合

微生物个体微小、种类繁多、与人类关系密切。通过活体培养无毒无害的微生物，可以在培养皿中描绘出独特的画面。这种微生物绘画可分为真菌描绘和细菌描绘。用独特的处理方法如抑制剂、杀菌剂等，预先在培养基上描绘出想要的画面，然后经过数天的培养，微生物可在无抑制剂的地方生长，在小型培养皿中形成一幅美丽的画面。另外，可以通过各类细菌或者真菌本身独特的颜色和形状，进行创意组合。通过制作活体微生物标本，一方面可激发学生的对微生物的学习兴趣；另一方面也可以训练学生微生物学实践操作的能力。

组合标本制作范例：培养不同的微生物，根据微生物的习性和特点，采用适当的抑菌剂，在微生物标本中描绘各式各样的形态，此外还可根据不同微生物的颜色，形状等特点进行各种艺术加工，组合成一幅有趣味的情景故事图。

3.2 生态型组合

3.2.1 动、植物标本组合

生物标本的重要用途之一便是公众科普宣教[15]。在面对公众时，若以单一的动物标本或者是植物标本展现，那么只能传递给公众有限的信息，缺乏视觉的冲击力。传统的生物标本无论是结构还是姿态都比较单一，无论是动物标本还是植物标本都无法单独构建一个小型的生态系统或者一个形式多样的场景。针对这一问题，阜阳师范大学保护生物学研究中心所属的生物标本制作团队，在长期、大量的实践过程中，将动物标本和植物标本有机结合，以树干或者其他材料作为载体，构建小型的生态系统，展示生物间的捕食、竞争、共生或是寄生的相互关系。动、植物标本的组合，不仅可以作为直观教学的辅助工具，促进学生对动物学、植物学和生态学相关知识的理解和掌握，培养学生对生物学的兴趣和提高生物学科学素养；同时可以作为科普宣教工具，提高公众的科学素养和野生动植物保护意识；另外，也可以陈列于生物标本馆中，有利于濒危物种的保存，可以为今后的分子生物学研究提供样品材料。

动植物标本组合范例1，以一棵树为框架，制作一个小型的生态系统。各个枝头放上不同姿态的鸟类标本，如觅食的喜鹊、正要飞翔的阿穆尔隼，正要降落的四声杜鹃，还有眉目传情的红嘴相思鸟等等。在树干上，用动物标本展示“螳螂捕蝉黄雀在后”的自然界食物链关系。以动物植物构建小型的生物系统，在这个生态系统中，动植物和谐相处，维持着动态平衡。

动植物标本组合范例2，以环境保护为主题，制作一颗小型的景观树，树冠整体呈圆形，将树的整体分成两个部分，一半为葱葱郁郁；而另一半为凄败苍凉。绿色生机的一边，在树枝间可以搭建一个鸟窝，一对成年喜鹊正忙于孵卵育雏，而此时缓缓爬上树枝的黑眉锦蛇悄悄地盯上了喜鹊巢里的鸟蛋，一幕惊险的场景正在上演；树下田鼠、草兔穿游，不禁让人羡慕其悠然自得的闲情逸致，同时隐藏在树枝间的阿穆尔隼和东方角鸮也在贪婪注视着这些猎物，又不禁让人为这些可爱的鼠、兔捏把汗。而枯萎的树枝下则呈现出另一番情景，地面是黄沙漫漫，沙漠上还裸露几具残骨，给人一种凄凉、衰败的印象。两者形成鲜明的对比，给人一种视觉的强烈冲击，突出作品的主体，呼吁公众保护环境，关爱生命。

3.2.2 添加声光模拟系统

考虑到传统生物标本陈列仅仅是一种静物展示，并且对展示环境的光线要求较高。以此为突破点，尝试采用适当的科学技术，比如声音模拟系统，在标本陈列厅中，尽可能地还原标本原有的声音，如鸟鸣、虫叫、兽类的吼声等，让生物标本更加栩栩如生。此外，还可以采用特殊的光照系统，如LED灯，照亮动物标本或植物标本局部或特殊结构，让标本在夜晚也能焕发独特魅力，真正让欣赏者体会到标本的美感。

展示传统的生物标本时，因空间的局限性，无法系统全面地展现标本各个方面的独特性。标本制作团队科学攻关，设计了一个旋转装置从而解决了这个难题。在标本展示过程中，将标本的底座置于手动或自动转轴之上，也可以采用更有技术含量的磁悬浮，让标本360°手动或自动旋转，摒弃视觉盲区。这一技术既可以运用到动物标本、也可以运用到植物标本的展示过程中。

添加声光模拟系统的标本范例：运用现代科技，将声音、光照系统、旋转装置等与传统的生物标本相结合。声音技术方面，可以运用蓝牙无线音响、声音传感器等，将动物鸣叫声录入声音装置中，根据设定的开关远程控制声音的开启与关闭。这些装置需隐藏在标本之中，以保持神秘感。当然，这一声音系统如应用于大型组合标本则效果更加理想。光照技术方面，安装特殊的光照系统投射在标本的不同角度，即使在夜晚光线很暗的情况下，也能通过独特的光照，使标本呈现不一样的美。旋转装置技术方面，可以在标本基座下安装磁悬浮、手动或自动轴承旋转装置，一方面不需要观众围绕标本的四周观看欣赏，另一方面，使标本整体创新技术得到大幅度提高。

3.3 对比型组合

3.3.1 动物内部器官对比

动物的内脏器官，如肝脏、肾脏等，对其结构的观察研究，有助于了解其功能。内脏器官血管铸型标本是一种新型的动物器官标本，该技术利用内脏器官里的血管系统，将动物的内脏进行血管铸型，暴露出鲜红的血管纹理，血管铸型标本能够清楚地展示不同动物相同内脏器官的结构和特性的差异[16]。

动物内部器官对比标本制作范例：血管灌注了的动物内脏可以呈现出不同的颜色，如蓝色或红色，将其置于标本缸里，对其进行浸制保存，当然浸制液体最好是透明无色，这样才能清晰地观察血管铸型标本。不同内脏的血管灌注标本组合在同一容器或者不同的容器里，对其改造创新，添加独特的荧光使其发光，集科学性与观赏性于一体。

3.3.2 动物骨骼对比

不同种类的动物骨骼数目及大小、形态各不相同，有实质骨，也有中空骨，因此它们的功能也不尽相同。经过剔除肌肉、漂白、干燥和打磨等工序，将同一纲目或者属种的动物骨骼进行对比。

动物骨骼对比标本制作范例：对不同类群的动物，如鱼纲、两栖纲、爬行纲、鸟纲和哺乳纲动物的头骨、脊柱、附肢骨骼制作成对比标本。形象而直观地展示脊椎动物骨骼系统的演化过程。或者对同一动物不同部位的骨骼制成对比标本，以便更好地理解动物骨骼结构与功能的关系。

3.4 辅助型组合

3.4.1 添加绘画技术

中国画历史悠久，具有独特的视觉美感。将动物标本或者植物标本添加在国画中，别具一番韵味。以山水画为背景，将压制好的保色植物叶片或者花卉，粘贴在画面的恰当位置，实现中国画与植物标本的完美搭配，虚实结合，让标本充满文化气息。如若添加中国软笔书法，那就更美了。

将标本置于画中的组合，不仅独特新颖，而且具有一定的文化韵味。经过保色处理的植物标本，不仅保存时间长久、观赏性强，而且具有收藏纪念等诸多价值。将这样一种组合作品作为装饰画也不失为一个很好的选择。

辅助型标本制作范例：作品名称——“和谐”。画面通过展示一只孔雀和一个小女孩的亲密相处来表达心灵相通的重要性。所用材料为琥珀、叶脉以及保色叶片、花卉等，同时添加一定的绘画元素。孔雀的尾巴用琥珀和植物的叶片拼接而成，孔雀的头部可用水彩绘制。翩翩起舞的小女孩的裙摆使用叶脉装饰，同时，小女孩的上半身也可用水彩绘制。另外，地面可用一种淡淡的土黄色简单勾勒描绘。画面整体淡雅素净。

3.4.2 添加三维立体技术

传统的植物标本，几乎全是平面型的，很难见到三维立体的植物标本。如何突破植物标本展示单调、表现呆板的缺点，标本制作团队进行了大量的探索和尝试，最终通过三维立体展示技术打破了传统植物标本只能平面展示的局限性。这种三维立体展示技术，主要依靠辅助工具对压制后呈现平面化的植物标本进行改造。这种工具可以为亚克力板、铁丝等。经过处理后，无论是叶片还是花卉都可以表现为三维立体形态。这种新型的标本组合创意，首先可以激发学生的学习兴趣，调节课堂氛围，有助于知识的传播；其次，也能够培养学生的动手能力和创新思考能力，尝试在不同领域对组合标本有新的突破。同时，新颖的组合标本，也会迎来巨大的市场前景，推动生物标本的转化应用。

辅助型标本制作范例：作品名称——“社会主义核心价值观”。运用保色的叶片和花卉，将其组合在亚克力板上，不同模块的亚克力板的内容不一，分别为富强、民主、文明、和谐、自由、平等、公正、法治、爱国、敬业、诚信、友善共十二个模块。每个模块可运用独特的元素，将其内容表现出来。如自由，可表现为一个自由自在、无忧无虑的热气球在空中飞翔。那么平等则可表现为一个均分的大蛋糕、每个人都均等的分到一块；同时和谐可表现为一家三口的脚印，交相辉映，和谐友爱。同样道理，其他内容可根据同等的方式表现出来。整体树立起来，中间为一个扇形，两边像一块屏风，具有古典韵味。形象生动，充分诠释社会主义核心价值观的理念。

4 结语

生物标本，种类繁多，形式多样。一方面，生物标本作为直观教学工具发挥着重要作用，它能够在理论课和实验课上作为辅助工具，以保证教学内容的正常进行并提高教学效果[1]。另一方面，生物标本具有重要的科学研究价值和科普宣教价值[17]，可以为新种发表提供实物证据，为生物多样性、分子系统发育等研究提供样品来源。

新技术、新材料在生物标本制作领域中越来越广泛的应用，创新创意思维在生物标本组合和标本展示环节越来越多的应用，极大地推动了生物标本制作技术的发展进步和生物标本陈列展示方式的与时俱进，顺应了建设创新型国家的社会潮流，满足了公众科普宣教的需求，体现了新技术、新材料的优越性，具有广阔的发展前景。