只剩最后几十只，它却在数字世界“重生”了|世界模型|动物|数字世界|显微|灭绝|重生

两只在海面游动的加湾鼠海豚。加湾鼠海豚是分布于墨西哥加利福尼亚湾北部的特有珍稀物种，也是目前世界上体型最小且最濒危的鲸豚类动物。这张照片由保拉·奥尔森（Paula Olson）于2008年10月18日拍摄。图源：NOAA

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文 | 朱潇潇

出品 | 海潮天下

加湾鼠海豚（vaquita）是目前世界上最濒危的海洋哺乳动物。这种体型最小的鲸豚类动物成体只有1.5米左右，眼睛和嘴巴周围自带一圈黑色的斑纹，像是大熊猫一样的黑眼圈。它们在地球上的栖息地非常狭窄，只分布在墨西哥加利福尼亚湾北部的浅水海域。由于当地针对石首鱼的非法刺网捕捞屡禁不止，加湾鼠海豚经常被误缠在网中溺亡。多年来野生种群数量持续骤降，现在野外可能只剩下区区几只了，随时面临灭绝。

为了抢在它们从地球上消失之前留下珍贵的生物学记录，佛罗里达大西洋大学、圣迭戈自然历史博物馆、加州海洋世界以及美国国家海洋和大气管理局的科研人员组成联合团队，完成了一项特殊的数字化保存工作。他们找到了一具珍贵的雌性加湾鼠海豚完整骨骼标本，这具标本是由科研人员在1960年代采集并捐赠给博物馆的，距今已有60年历史。

▲上图：加湾鼠海豚标本（编号SDNHM 20688）的科学照片与显微CT三维渲染图示例。图a至图c为实物摄影：（a）颅骨左侧面，（b）第1至第12节胸椎左侧面，（c）左下颌骨外侧面。图d至图f为显微CT体积渲染图：（d）基舌骨与甲舌骨愈合部腹侧面，（e）右侧肩胛骨内侧面，（f）部分脉弧斜侧面。该标本所有骨骼的完整照片及数字模型均可在MorphoSource开源数据库中查阅。论文出处：©Knaub J L, Dolan B A, Unitt P, et al.(2026)

在最新的这项研究中，科学家们把医疗CT、显微CT以及高分辨率数字摄影结合起来，为这具骨骼制作了极其精细的三维数字化档案。技术人员把每一块骨头单独拿出来拍照并进行断层扫描。其中，显微CT的精度达到了微米级，比人的头发丝还要细，这让研究人员连骨骼内部最微小的细胞级结构都能看得一清二楚。相关成果已经发表在《海洋哺乳动物科学》杂志上。

▲上图：加湾鼠海豚标本（编号SDNHM 20688）的三维网格模型与对应3D打印实物照片示例。图a至图c为数字网格模型，图d至图f为对应的3D打印实体：（a, d）右侧第2节真肋，（b, e）第3节腰椎，（c, f）颅骨。论文出处：©Knaub J L, Dolan B A, Unitt P, et al.(2026)

▲上图：加湾鼠海豚标本（编号SDNHM 20688）颅骨的原始胶片摄影底片扫描件，由达拉斯·克莱茨（Dallas Clites）于1968年拍摄。图中是四个不同的观察视角：（a）背面，（b）腹面，（c）侧面，（d）后面。论文出处：©Knaub J L, Dolan B A, Unitt P, et al.(2026)

▲上图：加湾鼠海豚标本（编号SDNHM 20688）的前肢影像资料。图a与图b为1966年5月3日由加利福尼亚州托伦斯的普罗维登斯马丽小公司医疗中心拍摄的左前肢与右前肢X光片，红色箭头指示了额外多出的指骨（多指畸形现象）。图c为右前肢的显微CT扫描图像，清晰地显示出第五指实际上包含两节指骨（红圈所示），而在当年的原始X光片中仅记录到了一节。论文出处：©Knaub J L, Dolan B A, Unitt P, et al.(2026)

扫描产生的数千张断面图像，在专用的三维成像软件里被重新拼接、组合。最终成型的高精度数字模型，完全还原了骨骼真实的外部形态和内部架构。在电脑屏幕上，研究人员可以把这些骨骼模型放大、缩小或者任意角度旋转。也就是说，世界各地的科学家不用顶着损坏标本的风险，就能直接在网络上开展研究。

目前，这套完整的加湾鼠海豚三维骨骼模型已经上传到了开源数据库MorphoSource，向全球免费开放下载。毕竟，真正的骨骼标本太过脆弱，不可能频繁拿出来公开展览或用于教学，而有了这套数字档案，学校、博物馆就可以直接用3D打印技术制作出100%还原的实体复制品，用于科普课堂，让更多人了解这个濒危物种的遭遇。

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▲上图：加湾鼠海豚标本（编号SDNHM 20688）在MorphoSource开源数据库中的在线浏览界面。每个数据条目的主页均展示了标本的基础信息、文件详情、采集参数以及所有权许可（未在图中显示）。同时，主页还集成了不同类型数据的在线交互视窗：（a）摄影照片，（b, c）三维体积数据集，（d）网格模型。图中展示的加湾鼠海豚具体数据包括：（a）第1至第14节腰椎侧面照片，（b）第3至第4节腰椎显微CT扫描的切片视图，（c）第3至第4节腰椎显微CT扫描的三维体积视图，（d）第3节腰椎的数字网格模型。论文出处：©Knaub J L, Dolan B A, Unitt P, et al.(2026)

加湾鼠海豚与成年人类的体型对比示意图。加湾鼠海豚作为世界上体型最小的鲸豚类动物，成体身长通常仅有1.5米左右，在人类身型对比下显得十分娇小。©Chris huh

开源数据库MorphoSource——数字永生

海潮天下（Marine Biodiversity）小编查阅资料了解到，MorphoSource是一个专门针对生物三维解剖数据的开源共享平台，由美国杜克大学发起并运营。简单来说，它就像是一个面向全球科研人员、教师和古生物爱好者的“3D标本数字图书馆”一般。

在传统的研究中，像加湾鼠海豚这样极其稀有的生物标本，通常被妥善锁在博物馆的标本库里。普通人很难见到，即便是异地的科学家想要观察，也必须亲自出差前往，或者承担巨大的物流风险去借调标本。而且，由于标本本身很脆弱，反复的拿取和触摸极易造成不可逆的损坏。

数字化档案上传到这个平台后，情况就完全改变了。加湾鼠海豚的CT扫描数据和三维模型转化为公开的高清数字资产，任何人都可以在该网站上直接检索并免费下载。

在平台上，用户不仅能在线全方位旋转、放大观察加湾鼠海豚的骨骼细节，甚至还能直接下载用于3D打印的通用格式文件（如STL或PLY格式）。这意味着，远在地球另一端的一位中学老师，只要下载了这个数据，就能用学校的3D打印机完美还原出一具和1966年采集到的标本一模一样的实体模型，直接拿到课堂上给学生们去展示。

这种开放获取的模式，极大地推动了科学数据的透明和普及。它消除了科研的地域壁垒，让资金有限的研究机构也能共享顶尖的学术资源，更重要的是，就像流浪地球中的数字永生一样，它为这些处于灭绝边缘的濒危物种留下了一份永不消失的数字解剖档案、数字孪生体（digital twin）。即使有一天某个物种不幸在野外灭绝，它的物理形态也能在数字世界中得以永久保存。

▲上图：白鱀豚、江豚标本。©Linda Wong 摄于国家动物博物馆（CC BY-SA 4.0）

海潮君·写在最后

搞一个中国国家级数字生命档案工程，可行吗？

海潮天下（Marine Biodiversity）编辑在审核这篇文章的时候，有点冲动想写一段文字，供启发思考。或许这个案例中的数字化保存技术在加湾鼠海豚身上的应用，对中国的濒危海洋生物保护来讲，也有一些借鉴意义，尤其是对同样处于极度濒危状态的长江江豚和中华白海豚、以及其他濒临灭绝的哺乳动物。

我国能不能建立国家级濒危物种高精度数字资产库？中国目前拥有不少珍贵的江豚、白海豚、乃至已经功能性灭绝的白鱀豚的实体标本，但这些标本大都分散在各地的研究所和博物馆里，普通公众难得一见，跨机构的研究合作也存在物理壁垒。若是如法炮制、采用类似的医用CT和微米级显微CT技术，对现存的这些珍贵标本进行全方位的数字化扫描，就能在它们老化、损毁之前，为中国特有的珍稀鲸豚类留下一份永久的“数字孪生体”。就像刘德华扮演的角色在《流浪地球》中，选择的数字永生。

刘德华饰演的图恒宇（研究“数字生命计划”的科学家和数字世界架构师）在《流浪地球》中选择了一种特殊的“数字永生”。在月球危机的关键时刻，图恒宇在溺水牺牲前，将自己的意识连同女儿的备份一同上传至550W，在数字世界里与女儿重逢，并以数字形态“活”了下去。他的这个选择，主要为了给意外去世的女儿图丫丫一个“完整的一生”。图源：《流浪地球》海报

当然了，其实我们国家已经建立了多个很棒的国家级的生物标本资源库和数据共享平台，比如由科技部和财政部批准认定的国家动物标本资源库、国家植物标本资源库，以及更宏观的国家标本资源共享平台，等等。这些平台整合了国内几十家顶尖科研院所和博物馆的资源。以国家动物标本资源库为例，它目前保存了2400万号各类动物标本、相当的丰富了，数字化整理并共享的数据也达到了数百万号，包含了大量的物种名录、高清晰度照片、采集地理信息以及基础生理数据。

不过，如果把这些平台与前面提到的加湾鼠海豚数字档案进行对比，就会发现我国现阶段的数字资产库在“数据形态”上还是存在一些结构性的差异的。目前国内这些国家级标本库的数据，绝大多数依然是以二维形态为主，也就是文字描述、平面照片或者传统的标本切片图像。它们的核心功能是解决“查重”和“摸底”的问题，让科研人员知道中国有什么物种、分布在哪里、长什么样。

像加湾鼠海豚那种基于高精度医疗CT和微米级显微CT、包含了骨骼内外微观架构、支持交互旋转并可以直接用于3D打印的三维数字资产，在我国目前还没有形成一个统一的、面向全社会开放共享的国家级中央数据库。

这类高精度的三维生物数据，现在主要分散在各个具体的科研机构和高校实验室里。比如中国科学院动物研究所、水生所等机构，掌握着非常先进的计算机断层扫描设备，也针对特定珍稀物种做过很多高精度的三维建模。但是，这些数据目前大多服务于特定的科研课题，由于可能是涉及数据版权、知识产权以及部分濒危物种的机密性，它们并没有被集中打包成一个像MorphoSource那样人人皆可下载的开源公共资产库。

近几年国内的一些大型自然博物馆、数字科技团队已在跃跃欲试做物种的三维数字化了，比如建立数字虚拟展厅或者珍稀动物的3D在线交互模型，搞了不少，但这些尝试更多偏向于前端的视觉展示和科普体验一些，多数面向公众的数字展陈项目主要服务于展示和教育目的，其数据精度与科研级CT/μCT数据之间还是存在明显差异的。中国现在具备了庞大的国家级生物数据底座和一流的硬件设备，也有足够的技术能力去为大熊猫、长江江豚或者东北虎的骨骼、牙齿和关键组织建立微米级三维档案。或许现在比较缺的、可以考虑的，是一个能够把各家科研院所手里分散的三维数据整合起来、并制定统一开源标准的国家级3D数字资产平台。比如说，我国是否可以搞一个国家级数字生命档案工程（暂称之为Digital Biodiversity Heritage Program）？或许，这是一个未来可以考虑探讨的方向。另外预计它在海关上可能也会很好应用，可利用这些数字技术对抗非法野生动物贸易。

考虑到OA的天然特点，在版权上，可以考虑像MorphoSource那样引入精细的知识产权许可协议，来平衡。数据上传者可给每一个三维模型指定不同的知识产权许可，比如使用知识共享协议中的“署名-非商业性使用-相同方式共享”（CC BY-NC-SA）。那么，任何人下载和使用这个加湾鼠海豚模型，都必须在论文或展示中明确标注原始采集机构和科研人员的名字、权利归属。那么如果有人想把这个高精度模型直接拿去打印成商业工艺品卖钱，就会直接构成侵权，得承担法律责任。