植物标本馆的使用和重要性随着气候变化而增长
地球上有超过350,000种开花植物，但只有其中12种使人类免于饥饿。而且，查尔斯·戴维斯说，由于人类造成的土地利用和气候变化，五分之二的植物物种可能在不久的将来灭绝。
“我们对大多数植物物种确实了解不多，”哈佛大学植物标本馆和图书馆的有机生物学教授兼维管植物馆长戴维斯说。“由于物种正在迅速消失，这种知识差距感觉越来越大。”
戴维斯说，以前，对植物标本馆等收藏品的研究是个别科学家为了更好地理解分类学而努力的。现在，借助基因组学和数字化，全球范围内协作的研究人员团队可以同时访问植物标本室和其他自然历史馆藏，以解决重大问题，例如自然是否能够适应快速变暖的世界。哈佛大学的一个创新项目将加强这一努力，特别是在药用植物方面。
戴维斯说：“了解物种是什么以及它们生活在哪里仍然是生物学知识的基础，但面对土地利用和气候变化的加剧，我们现在正在以许多新的重要方式使用植物标本馆藏品。”
世界各地约3,000个植物标本室保存着4.5亿份标本，其中超过500万份标本存放在位于神性大道的一栋四层砖砌建筑的金属柜中，该建筑被称为哈佛大学植物标本室，由研究人员和档案管理员组成的团队负责监管他们的策展和数字化。
哈佛大学技术开发办公室最近与LVMHRecherche、ParfumsChristianDior和哈佛大学协调了一项为期三年的研究协议，该协议将支持哈佛大学植物标本馆戴维斯实验室的基因组分析和药用植物收藏数字化。2月26日，《当代生物学》杂志发表了一篇阐述新资助项目的论文。
戴维斯说：“我们正在产生大量资源，以真正解决与这些人类使用的重要植物相关的大局问题，这些植物对于人类扩张和文化轨迹至关重要。”
“我们开发了一种对物种进行‘条形码’的新方法，该方法利用这些样本和尖端DNA序列技术以及人工智能来改进现场药用植物的识别。数字化过程将使研究人员能够完成从重建古代生态系统并针对影响农业的微观入侵病原体来描述新物种。”
当戴维斯转动其中一个柜子上的压紧手柄时，他和30年前一样兴奋，柜子里可能盛有新英格兰发现的睡莲，也可能盛放着生长在非洲和马达加斯加的非洲豆蔻(野豆蔻)。首先走进密歇根大学的植物标本室。
“我长期以来一直致力于植物标本馆收藏，从根本上说，它们的主要用途是存储与我们共享地球的植物物种的永久记录，并了解它们生活在哪里。这仍然非常重要。
“但是这些馆藏现在可以以多种方式使用，解决许多与保护、基因组学和生物化学相关的问题，以及许多其他与人类使用植物相关的问题。从很多方面来说，这些领域都是我现在最兴奋的是，我在哈佛大学在这一领域任教了近二十年，”他说。
他举例说，新英格兰地区常见的植物的开花时间与地球变暖密切相关。
“当春天来得更早时，这些植物会更早开始开花。但是对于世界其他地区(尤其是热带地区)生长的绝大多数植物物种来说，我们不知道它们如何应对全球变暖。那么，什么是我们一直在努力做的是引入众包和机器学习来收集这些数据并将它们组合成大数据的‘全球元植物标本馆’，”他说。
研究助理兼项目经理JacksonKehoe‘22是戴维斯植物多样性班的学生，他对该项目充满热情，该项目将动员来自世界各地的一系列关键植物物种，这些植物物种在整个人类历史上一直被用于药用目的。
“对于健康意味着什么，以及人体系统如何与植物相互作用来治愈疾病，我们都有不同的想法。探索这一点是这项工作的一个有趣的部分，”他说。“我们生成的大量数据更加令人兴奋。随着时间的推移，研究的可能性正在成倍增加。”
戴维斯指出，在35,000种已知药用植物中，大多数都没有以更传统的、以西方为中心的意义上对其治疗价值进行评估。“杰克逊和我一直在寻找传统药典之间的联系，不仅包括西欧的《药物学》，还包括来自和中国其他国家的古代文献。
“所以，这里的想法是，如果你在，你可以使用X物种，但在东南亚，X物种不生长，它的近亲之一以类似的方式使用。然后我们可以开始拼凑出药用植物的进化热点区域。”
“大多数人不明白的是，至少75%的发展中国家依赖天然药物，其中大多数是整个植物、植物部分或从植物中提取的化合物。然而，尽管它们很重要，但大型天然药物并不多。-旨在从植物或其他物种中发现新药的大规模努力。”
使用数字化标本构建地理和生态进化模型还将使科学家能够预测在不同气候变化情景下物种的分布将如何变化：“塑造文化轨迹和人类迁徙的重要物种有多安全，我们是否充分地收集并保存了能让我们预防未来灾难的遗传物质?”戴维斯说。
“植物构成了地球上所有生命的基质，为人类和无数其他物种提供食物、住所和药物，但其中40%的植物正在快速灭绝，”他补充道。“我们还没有得到所有的结果，但我的猜测是，我们在保护许多重要物种方面做得相当糟糕。”