Kolekcja naukowa

Historia istnienia Kolekcji Zoologicznej ściśle wiąże się z historią Instytutu Biologii Ssaków PAN w Białowieży (wcześniej Zakładu Badania Ssaków PAN).

W latach 1946 – 1952, z inicjatywy prof. Jana Jerzego Karpińskiego, naukowcy badający Puszczę Białowieską gromadzili pierwsze okazy drobnych ssaków Białowieskiego Parku Narodowego. Ta cenna kolekcja została oznaczona przez prof. Augusta Dehnela – założyciela IBS PAN i w 1959 roku przekazana do zbiorów Instytutu. Kolekcja w IBS PAN zapoczątkowana została w lipcu 1952 r. wpisaniem do katalogu pierwszego okazu ryjówki aksamitnej Sorex araneus przez prof. Zdzisława Pucka, pierwszego kustosza kolekcji i wieloletniego dyrektora placówki. W kolejnych latach działalności kolekcji zbiory zoologiczne szybko powiększały się dzięki różnorodnym badaniom prowadzonym na terenie puszczy, a także ekspedycjom naukowym do innych rejonów Polski. W oparciu o wymianę z instytucjami zagranicznymi Kolekcja Zoologiczna wzbogaciła się o liczne eksponaty obcych dla Polski gatunków ssaków.

Wieloletnimi kustoszami kolekcji byli: dr Andrzej Lech Ruprecht (lata 70 i 80), prof. Mieczysław Wolsan (1991-1994) oraz dr hab. Elwira Szuma (1995-2018). Obecnie opiekę nad Naukową Kolekcją Zoologiczną sprawuje dr hab. Rafał Kowalczyk.

W 2002 r. całą Kolekcję Zoologiczną przeniesiono do funkcjonalnych i dobrze wyposażonych pomieszczeń w nowym budynku IBS PAN. Zorganizowano ekspozycję ssaków Polski i świata do celów edukacyjnych. W 2004 roku w ramach konkursu BIOS organizowanego przez Fundację na Rzecz Nauki Polskiej uzyskano grant na wyposażenie kolekcji w szafy metalowe do przechowywania zbiorów. Dalsze doposażenie kolekcji zoologicznej odbywało się dzięki dofinansowaniu z projektów UE oraz środków SPUB. W 2018 r. na potrzeby powiększającej się Kolekcji rozbudowano i zmodernizowano jeden z budynków gospodarczych.

Początkowo zbiory kolekcji dokumentowano i katalogowano w skorowidzach i katalogu kolekcji. Obecnie równolegle prowadzone są elektroniczne bazy zbiorów. Dane dotyczące okazów kolekcji Instytut udostępnia w ramach Globalnej Sieci Informacji o Bioróżnorodności (GBiF).

Szkolenia. Pracownicy Instytutu w ramach szkół letnich, warsztatów dla studentów i doktorantów przeprowadzą szkolenia z zakresu identyfikacji ssaków z wykorzystaniem okazów z Naukowej Kolekcji Zoologicznej. Najczęstszym tematem takich zajęć jest identyfikacja na podstawie budowy czaszki i uzębienia ssaków. Niekiedy przeprowadzano ćwiczenia z identyfikacji ssaków w oparciu o cechy zewnętrzne.

Zajęcia edukacyjne. W Kolekcji prowadzone są różnorodne zajęcia edukacyjne dla szkół podstawowych i średnich, studentów, wolontariuszy oraz kół zainteresowań.

Materiały z kolekcji są również wykorzystywane w czasie ćwiczeń terenowych, podczas konkursów na temat wiedzy przyrodniczej.

Praktyki studenckie. Naukowa Kolekcja Zoologiczna IBS PAN oferuje możliwość odbycia praktyk studenckich dla osób zainteresowanych biologią ssaków. W czasie trwania praktyki istnieje możliwość odbycia szkolenia z zakresu identyfikacji ssaków krajowych, uczestniczenia w seminariach naukowych Instytutu, zapoznania się z tematyką badań Instytutu, nabycie umiejętności preparacji czaszek i szkieletów ssaków, pomiarów okazów.

Zwiedzanie kolekcji. Po wcześniejszym uzgodnieniu z pracownikiem kolekcji – możliwe jest zwiedzanie ekspozycji ssaków i zapoznania się z działalnością Naukowej Kolekcji Zoologicznej IBS PAN.

Materiały zgromadzone w Naukowej Kolekcji Zoologicznej umożliwiają realizację bardzo wielu różnorodnych zagadnień badawczych. Okazy z kolekcji wykorzystywane są w badaniach procesów populacyjnych, zmienności ssaków i ich ewolucji, filogeografii i genetyce ewolucyjnej, genomice. Powstające coraz to nowe narzędzia badawcze, doskonalsze metody analiz (analiza DNA, analiza zawartości stabilnych izotopów w tkankach) umożliwiają coraz szersze wykorzystanie zgromadzonych okazów do rozwiązywania różnorodnych problemów naukowych.

1) Zjawisko Dehnela

Zjawisko sezonowej zmienności wysokości czaszki, wymiarów i masy ciała ryjówek, odkryte przez założyciela IBS PAN profesora Augusta Dehnela. Odkrycie to zainspirowało wiele późniejszych badań nad zmiennością morfologiczną ssaków i zostało potwierdzone również u innych gatunków jak łasica Mustela nivalis. Standaryzowana względem długości czaszki wysokość puszki mózgowej u samców łasicy zmniejszała się średnio o 16% w okresie zimowym i wzrastała średnio o 8% w kolejnym roku życia. U samic nie zaobserwowano ponownego wzrostu wysokości puszki mózgowej. Uzyskane dane wskazują na konwergentną ewolucję tej cechy u różnych grup ssaków o podobnych historiach życiowych. Zarówno ryjówki jak i łasice charakteryzują się wyjątkowo wysokim tempem metabolizmu i pozostają aktywne przez cała zimę. Zmiany objętości puszki mózgowej pozwalają na zmniejszenie wydatków energetycznych, co powinno przekładać się na wyższą przeżywalność zimową.

2) Klucz do oznaczania ssaków Polski

Zgromadzone w kolekcji okazy ssaków z terenu Polski, posłużyły do badań morfologicznych oraz taksonomicznych, na podstawie, których przygotowano opracowania: „Klucz do oznaczania ssaków Polski” (red. Z. Pucek) oraz „Atlas rozmieszczenie ssaków Polski” (red. Z. Pucek i J. Raczyński).

3) Morfometryczne wzorce zmienności

Materiały kostne wielu gatunków ssaków owadożernych, nietoperzy, gryzoni, drapieżnych i kopytnych wykorzystywane są w analizach cech morfologicznych, metrycznych i niemetrycznych. Opracowano między innymi geograficzny wzorzec zmienności uzębienia u lisa wykazujący istotny związek z parametrami geograficznymi i klimatycznymi. W oparciu o ten wzorzec przeprowadzono następnie rekonstrukcję zależności filogeograficznych w holarktycznym zasięgu lisa. Przeprowadzono również analizę wzorca starcia uzębienia dużych ssaków kopytnych wskazującą na rodzaj diety badanych gatunków.

4) Parametry biologiczne hybrydy żubra z bydłem domowym

W latach 1958-1976 prowadzone były badania eksperymentalne nad zagadnieniem hybrydyzacji żubra i bydła domowego. Hybrydy pierwszego pokolenia (F1) masą i wielkością ciała przewyższały formy wyjściowe. Największy samiec pokolenia F1 osiągnął ciężar 1 030 kg, a samica 880 kg. Prześledzono mechanizmy dziedziczenia, płodność, oraz aspekty heterozji u mieszańców. Analizowano też morfometryczne, fizjologiczne właściwości krzyżówek tych dwóch gatunków.

5)  Pochodzenie żubra

Materiał kostny żubra nizinnego, kaukaskiego i gatunków pokrewnych będący w posiadaniu IBS PAN przyczynił się do powstania kilku niezwykle ciekawych publikacji dotyczących pochodzenia żubra, opartych o informacje genomowe gatunku (Soubrier i in., 2016, Massiliani i in., 2016, Węcek i in., 2017). Odkryto, że żubr jako gatunek powstał ok. 120 tys. lat temu w wyniku hybrydyzacji pomiędzy żubrem pierwotnym (Bison priscus) a turem (Bos primigenius) – przodkiem współczesnego bydła. W okresie późnego plejstocenu i początku holocenu funkcjonowały dwa klady genetyczne żubra, z których jeden wyginął we wczesnym holocenie, a drugi dał początek współczesnym żubrom.

6) Filogeograficzne i filogenetyczne zależności w obrębie przedstawicieli rodzimej fauny ssaków

W oparciu o materiały z kolekcji zidentyfikowano linie filogenetyczne nornicy rudej Clethrionomys glareolus, nornika burego Microtus agrestis, łasicy Mustela nivalis, lisa Vulpes vulpes, rysia Lynx lynx, wilka Canis lupus, jelenia Cervus elaphus i łosia Alces alces oraz zasięgi występowania tych linii w Polsce i Europie. Opisano wzajemne powiązania między subpopulacjami, ustalono refugia w okresie epoki lodowcowej i drogi rozprzestrzeniania się po ustąpieniu lodowca, wpływu zmian klimatu i działalności człowieka.

• Atmeh K., Andruszkiewicz A., Zub K. 2018. Climate change is affecting mortality of weasels due to camouflage mismatch. Scientific Reports 8: 7648.

• Hofman-Kamińska E., Bocherens H., Borowik T., Drucker D.G., Kowalczyk R. 2018. Stable isotope signatures of large herbivore foraging habitats across Europe. PLOS ONE 13: e0190723.

• Kołodziej-Sobocińska M., Brzeziński M., Niemczynowicz A., Zalewski A. 2018. High parasite infection level in non-native invasive species: It is just a matter of time. Ecography 41: 1283-1294.

• Dechmann D.K.N., LaPoint S., Dullin Ch., Hertel M., Taylor J.R.E., Zub K., Wikelski M. 2017. Profound seasonal shrinking and regrowth of the ossified braincase in phylogenetically distant mammals with similar life histories. Scientific Reports 7: 42443.

• Marmesat E., Schmidt K., Saveljev A.P., Seryodkin I.V., Godoy J.A. 2017. Retention of functional variation despite extreme genomic erosion: MHC allelic repertoires in the Lynx genus. BMC Evolutionary Biology 17: 158.

• Węcek K., Hartmann S., Paijmans J.L.A., Taron U., Xenikoudakis G., Cahill J.A., Heintzman P.D., Shapiro B., Baryshnikov G., Bunevich A.N., Crees J.J., Dobosz R., Manaserian N., Okarma H., Tokarska M., Turvey S.T., Wójcik J.M., Żyła W., Szymura J.M., Hofreiter M.,  Barlow A. 2017. Complex admixture preceded and followed the extinction of wisent in the wild. Molecular Biology and Evolution 34: 598-612.

• Massiliani D., Guimaraes S., Brugal J-P., Bennet E.A., Tokarska M., Arbogast R-M., Baryshnikov G., Boeskorov G., Castel J-C., Davydov S., Madelaine S., Putelat O., Spasskaya N.N., Uerpmann H-P., Grange T., Geigl E-M. 2016. Past climate changes, population dynamics and the origin of Bison in Europe. BMC Biology 14: 93.

• Stojak J., McDevitt A.D., Herman J.S., Kryštufek B., Uhlíková J., Purger J.J., Lavrenchenko L.A., Searle J.B., Wójcik J.M. 2016. Between the Balkans and the Baltic: phylogeography of a common vole mitochondrial DNA lineage limited to Central Europe. PLOS ONE 11(12): e0168621.

• Soubrier J., Gower G., Chen K., Richards S.M., Llamas B., Mitchell K.J., Ho S.Y.W., Kosintsev P., Lee M.S.Y., Baryshnikov G., Bollongino R., Bover P., Burger J., Chivall D., Crégut-Bonnoure E., Decker J.E., Doronichev V.B., Douka K., Fordham D.A., Fontana F., Fritz C., Glimmerveen J., Golovanova L.V., Groves C., Guerreschi A., Haak V., Higham T., Hofman-Kamińska E., Krause J., Larson G., Immel A., Scheu A., Schnabel R.D., Taylor J.F., Tokarska M., Tosello G., Van Der Plicht J., Van Loenen A., Vigne J.-D., Wooley O., Orlando L., Kowalczyk R., Shapiro B., Cooper A. 2016. Early cave art and ancient DNA record the origin of European bison. Nature Communications 7: 13158.

• Niedziałkowska M., Hundertmark K.J., Jędrzejewska B., Niedziałkowski K., Sidorovich V.E., Górny M., Veeroja R., Solberg E.J., Laaksonen S., Sand H., Solovyev V.A., Shkvyria M., Tiainen J., Okhlopkov I.M., Juškaitis R., Done G., Borodulin V.A., Tulandin E.A., Jędrzejewski W. 2014. Spatial structure in European moose (Alces alces): genetic data reveal a complex population history. Journal of Biogeography 41: 2173-2184.

• Vilaça S.T., Biosa D., Zachos F., Iacolina L., Kirschning J., Alves P.C., Paule L., Gortazar Ch., Mamuris Z., Jędrzejewska B., Borowik T., Sidorovich V.E., Kusak J., Costa S., Schley L., Hartl G.B., Apollonio M., Bertorelle G., Scandura M. 2014. Mitochondrial phylogeography of the European wild boar: the effect of climate on genetic diversity and spatial lineage sorting across Europe. Journal of Biogeography 41: 987-998.

Naukowa Kolekcja Zoologiczna IBS PAN zajmuje 8 pomieszczeń o powierzchni ponad 844,32 m². Główną część kolekcji stanowi magazyn materiałów suchych (materiał kostny, skóry), materiałów mokrych (przechowywanych w etanolu i formalinie). Ponadto pomieszczenia kolekcji obejmują część ekspozycyjną wraz z salą ćwiczeniową, pracownię fotografii bezcieniowej oraz preparatornię okazów.

Część wystawowa kolekcji podzielona jest na faunę krajową i faunę świata. Na wystawie prezentowane są przede wszystkim czaszki oraz wypchane okazy. W ostatnich latach wystawę ssaków wzbogacano o nowe eksponaty, w tym historyczne czaszki i rogi żubra oraz wypchane okazy dużych i średnich drapieżników.

prof. dr hab. Rafał Kowalczyk – Kustosz kolekcji

Mgr inż. Aniela Stepaniuk – pracownik administracyjny

Mgr inż. Andrzej Stepaniuk

Mgr Ewelina Hapunik – pracownik techniczny

Inż. Dariusz Chilecki – preparator