Entwicklung der Herbarien: von Hortus siccus in alten Büchern bis hin zu virtuellen Sammlungen weltweit
Die Geburt des Herbariums (dh einer Sammlung getrockneter Pflanzen, geordnet nach Familie, Gattung und Art) lässt sich bis in die Renaissance zurückverfolgen, als der italienische Botaniker Luca Ghini eine Technik zum Sammeln, Konservieren und Katalogisieren von Pflanzenexemplaren einführen. Genauer gesagt presste und konservierte er Heilpflanzen in Büchern und schuf so den ersten Hortus siccus – ein trockener Garten, gelagert in Bücherregalen. Zwei Jahrhunderte später, Carl von Linné – bekannt als „Vater der Taxonomie“ – optimierte diese Methode, indem er ein Exemplar auf einem einzelnen Blatt Papier fixierte und eine Sammlung davon erstellte Pflanzenkarten in Gruppen eng verwandter Arten organisiert. Bemerkenswert ist, dass dieses Format seit Jahrhunderten für den Handel und Austausch verwendet wird und immer noch als Standard gilt!
Sechshundert Jahre später erleben 3000 Herbarien weltweit eine echte Revolution: Die Digitalisierung alter Pflanzenkarten, der umfassende Einsatz maschinellen Lernens zur Identifizierung und Beschreibung von Arten sowie die Online-Mobilisierung großer Datenmengen beschleunigen die Generierung der Herbarium der Zukunft, ein globales Inventar der Pflanzenbiodiversität, das umfassende Informationen über Tausende von Arten enthält (z. B. Bilder, Georeferenzierung, Verwendungen und Zubereitungen, genetische und phänotypische Daten). Neben ihrer etablierten Verwendung in der systematischen Botanik wurden neue Anwendungen alter Herbarien vorgeschlagen Charles C. Davis – Professor für Organismische und Evolutionsbiologie und Kurator für Gefäßpflanzen an der Harvard University Herbaria – in einem aktuellen Überprüfen veröffentlicht in Trends in Ecology and Evolution, mit besonderem Schwerpunkt auf Pflanzenschutz.
Koloniales Erbe der Pflanzensammlungen
Seit den ersten botanischen Erkundungen im XNUMX. und XNUMX. Jahrhundert waren Naturforscher „Jagdpflanzen” in Regionen mit hoher biologischer Vielfalt – typischerweise tropische Gebiete des globalen Südens – und die Konservierung von Exemplaren für weitere Studien in botanischen Gärten und Privatsammlungen – typischerweise in gemäßigten Regionen des globalen Nordens.
Obwohl bei der Regulierung des Probenaustauschs und der Pflanzenentdeckung große Fortschritte erzielt wurden, bedarf es noch weiterer Arbeit, um den Ursprung der pflanzlichen Biodiversität eindeutig anzuerkennen und den Wert des von indigenen Gemeinschaften weitergegebenen lokalen Wissens anzuerkennen.
Wert digitaler Biodiversitätsressourcen für den Pflanzenschutz
Zusätzlich zu den historischen und kulturellen Werten dieser erstaunlichen Kunstwerke bieten Herbarien eine außergewöhnliche Gelegenheit, die Krise der Artenvielfalt zu bewältigen. Tatsächlich erleichtern unzählige Aufzeichnungen von Pflanzenexemplaren das Studium der Pflanzenentwicklung über Zeit und Raum hinweg, da sie wertvolle Informationen über den Ursprung und die geografische Verbreitung einer Art sowie über ihr Diversifizierungsmuster und ihre heutige Erhaltung liefern. Daher können Herbarien Pflanzenschutzprogramme, die darauf abzielen, Biodiversitäts-Hotspots besser zu schützen und den Status des Biodiversitätsverlusts zu überwachen, erheblich unterstützen. Entsprechend der Rote Liste der IUCNEinige Pflanzenarten sind bereits vom Aussterben bedroht, andere sind in ihrem derzeitigen Lebensraum stark gefährdet und mehrere Arten werden im anthropogenen Zeitalter aufgrund der negativen Auswirkungen des Klimawandels extrem gefährdet.
Auf dem Weg zu einem globalen Pflanzeninventar: Open Access und „Herbaromik“
Der Autor schlug vor, dass internationale Institutionen ihre Zusammenarbeit verstärken sollten, um digitale Ressourcen zusammenzustellen, Daten mit Digital Object Identifiers (DOIs) zu verfolgen und weltweit nicht nur Amateurnaturforschern und Laien, die an Citizen-Science-Projekten beteiligt sind, sondern auch Amateur-Naturforschern und Laien, die an Citizen Science-Projekten beteiligt sind, Open Access zu wertvollen Informationen bereitzustellen an die wissenschaftliche Gemeinschaft.
Verbesserungen bei den Extraktionsprotokollen alter DNA, eine optimierte und kostengünstige Sequenzierung degradierter Genome und die Verfügbarkeit bioinformatischer Tools zur Verarbeitung großer Datensätze machen die DNA-Barcodierung von Pflanzensammlungen zur Realität. Genomische Daten und genaue Daten zur morphologischen und phänotypischen Charakterisierung von Pflanzenarten, die in der wissenschaftlichen Datenbank enthalten sind, sollten mit vorhandenen Pflanzeninventaren verknüpft werden, um eine zu erstellen globales Metaherbarium.
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Davis, CC (2023) „Das Herbarium der Zukunft“ Trends in Ökologie & Evolution, 38(5), S. 412–423. Verfügbar um: https://doi.org/10.1016/j.tree.2022.11.015.
