在新冠疫情封锁期间维持科学发展的挑战

Matt Kasson 是西弗吉尼亚大学植物病理学和真菌学助理教授。Brian Lovett 是西弗吉尼亚大学真菌学博士后研究员。Rita Rio 是西弗吉尼亚大学生物学教授。本文最初发表于The Conversation。点击此处阅读PopSci 关于实验室工作中断的报道。

第二次世界大战期间，在列宁格勒长达 28 个月的围困期间，一群忠诚的植物学家守护着世界上最古老的植物收藏。其中近十几人饿死，因为他们更看重这些植物的生存，而不是吃种子的诱惑。

这些位于如今的俄罗斯圣彼得堡的瓦维洛夫植物产业研究所的科学家表现出非凡的奉献精神，以确保这些无价的生物收藏品有一个未来，即使他们自己没有。

这个悲惨的故事引起了当今许多科学家的共鸣，他们毕生致力于记录和保护地球的生物多样性。在冠状病毒大流行期间，许多人冒着个人健康风险，以确保令人惊叹的藻类、节肢动物、细菌、真菌、哺乳动物、植物、病毒和鱼类群落的生存。

即使在最好的情况下，管理这些藏品也是很耗时的，而在保持社交距离的时代，这项任务变得更加复杂。然而，美国各地数百名科学家正在这样做，他们管理着从蟋蟀到组织培养物、老鼠、白粉病、线虫、木虱、斑马鱼甚至锈菌等各种生物。

值得冒险

就像心爱的后院花园一样，这些藏品必须不断得到培育。它们需要随时准备接纳新的标本，但也要放弃那些不再可行的标本。这些藏品需要一生的时间才能建立起来，因为标本是经过艰苦的努力获得的，并经过观察、净化和对遗传学和可测量特征的审查。

我们这样的科学家之所以收集这些生物，部分原因是这些生物能激发我们的研究兴趣，激发我们的想象力。但同样重要的是，这些收藏品对社会及其进步意义重大。

种子库，如圣彼得堡植物收藏，可以安全地储存具有独特特性的旧种子，这些种子可以从休眠状态中被采摘出来，并与现代品种一起培育以改良它们。在其他收藏中，类似的秘密等待着人们去发现，它们可能对人类疾病、微生物学和食品生物安全产生深远的影响。随着基因组测序等现代科学技术的不断进步，研究人员肯定会从这些活体收藏中学到更多东西，并进一步提高它们对人类的价值。

活体藏品通常存放在学术或政府实验室内，但一般可供广大科学界人士使用。维护资金通常来自公众，许多藏品依靠美国农业部、国家科学基金会和国立卫生研究院的支持。

活体收藏的隐性成本通常由收藏经理和工作人员承担。没有人看到策展人和技术人员花费数天甚至数月培育一个独特的生物或群落，在假期设置笼子，在周末更换食物、提供水，当然还有清理废物。

需要大量的劳动力和技术技能来保持藏品的活力和偿付能力。

我们自己的生活收藏

在全球疫情期间，这项不起眼的工作变得更加困难。许多科学家不得不努力向政府证明他们的藏品的重要性，以便在社交距离限制期间获得实验室使用权。我们之所以知道这一点，是因为我们花时间在西弗吉尼亚大学维护自己的活体藏品。

我们维护着世界上最大的丛枝菌根真菌集合 INVAM。这些真菌与植物根部形成了密切的有益关系——如此密切以至于它们只能在活植物上培养。

为了维护我们收集的 900 多个菌株，这些真菌必须单独与它们的植物宿主配对。然后，这些植物必须每年在温室中保存几个月。每三个月培养 250 到 300 个分离物并每天浇水，这是一项重要的时间投入。我们还需要支持商业销售（这是收集的一部分）、需要特别关注的问题培养物以及需要额外空间、劳动力和维护的研究项目。

尽管面临许多挑战，但这一切都是值得的，因为我们的收藏为科学家提供了无与伦比的资源，使他们能够研究这些密切的伙伴关系如何发展，以及如何利用这些伙伴关系在现在以及在不断变化的环境下种植更健康的食物和更健康的作物。

在校园的其他地方，里约实验室拥有全美仅有的两个采采蝇群落之一。这些嗜血的苍蝇会传播寄生虫，导致一些最严重的被忽视的疾病。这些群落对于促进科学家对苍蝇生物学和寄生虫相互作用的理解以及设计新的害虫控制策略至关重要。

这些挑剔的昆虫总是在寻找血液，并且需要每周多次进食，无论世界上发生了什么。和人类一样，单个采采蝇的后代数量很少。这意味着保持群体中采采蝇的数量以促进遗传多样性非常重要。

疫情期间保持藏品活力

为了在遵守社交距离规则的同时继续进行收藏，科学家似乎采取了两种方法：让收藏品进入“冬眠”状态或将它们带回家。

由于监管和后勤原因，我们无法将藏品带回家，因此我们仔细规划了最低维护要求，以限制所需人员和访问大学的次数。我们的目标只是在不进行实验或增加藏品数量的情况下，让尽可能多的真菌菌株或苍蝇度过这场人类公共卫生危机。

为了实现这一目标，我们必须向大学证明我们作为必要员工的身份。我们戴着口罩上班，并严格消毒共用表面。我们不仅与其他必要人员协调，以确保我们在不同时间在校园，而且使用不同的路线穿过大楼。我们这样做是为了保护我们的社区，同时也保护花费了大量时间和精力积累的科学资源。

另一种选择是将收集到的样本带回家。这种方法适用于占用空间小、可以离开实验室的生物（与受许可证管制的采采蝇不同），这些生物可以适应我们家庭的环境。

这种短期解决方案可以更有效地保持社交距离，但也带来了新的后勤挑战。想象一下，你和几百只群居蜘蛛、400 只越冬的 Boisduval 蝴蝶，甚至 1,500 只寡妇蜘蛛住在一起。

尽管科学家饲养员能够很好地应对在家饲养这些生物的挑战，但他们仍然面临着一些难题。你把它们存放在哪里？你如何获得足够的食物来度过这段不确定的自我隔离期？你如何让你的猫或孩子远离充满面粉甲虫的孵化器？

对于我们这样的科学家来说，将一群昆虫带回家或冒着风险参观实验室里的藏品都是值得的。在疫情期间，为了保持科学的活力而做出的努力是值得的，因为这些藏品为研究人员和社会提供了价值。