ドレクセル大学自然科学アカデミー

植物学は、非維管束植物である蘚苔類（コケ類、ゼニゴケ類、ツノゴケ類）や、シダ類、針葉樹、顕花植物などの維管束植物を含む植物の研究です。植物学の分野には、伝統的に藻類、地衣類、菌類の研究も含まれており、これらは現在、異なる生物界に分類されています。フィラデルフィア植物標本館（PH）に収蔵されているアカデミーのコレクションは、新世界最古の機関植物標本館であり、 ^{[ 19 ]}アメリカ大陸で最も古く重要な植物標本コレクションの一部が含まれています。^{[ 20 ]}著名な初期の収集家には、ベンジャミン・スミス・バートン、コンスタンティン・ラフィネスク、トーマス・ミーハン、トーマス・ナトール、フレデリック・パーシュなどがいます。^{[ 20 ] [ 21 ]}

植物標本館には、維管束植物、菌類、地衣類、藻類、化石植物の標本が約150万点収蔵されており、そのうち4万点はタイプ標本である。^{[ 19 ]}また、ジェームズ・クック船長の航海中にヨハン・フォルスターとゲオルク・フォルスターが収集した植物、^{[ 20 ]}およびルイス・クラーク探検隊（発見隊）中にメリウェザー・ルイスが収集した植物など、特別なコレクションもいくつか収蔵されている。^{[ 22 ]}この学科の現在の重点研究は、キョウチクトウ科（トウワタ科）とヒメハギ科に焦点を当てた植物の生物多様性と進化である。^{[ 19 ]}

アカデミーの珪藻標本館は、南北アメリカ大陸で最大、世界で2番目に大きく、これらの微細藻類のスライド標本が約22万枚収蔵されている。^{[ 23 ]}この標本館には、著名な収集家から寄贈された多くの標本、多様な化石珪藻、および米国で行われた多数の淡水環境調査の一環として収集された珪藻が含まれている。^{[ 24 ]}珪藻標本館はまた、パトリック環境研究センターの藻類学部門にコレクションと分類学的サービスを提供している。著名な元キュレーターには、チャールズ・S・ボイヤー、ルース・パトリック、チャールズ・ライマーなどがいる。^{[ 25 ]}

昆虫学は、アカデミーの創設以来、重要な位置を占めてきました。初期の会員には、アメリカ昆虫学の父とみなされているトーマス・セイと、著名な博物学イラストレーターであり、米国探検隊（1834～1842年）の主任博物学者であったティティアン・ピールがいます。昆虫学コレクションには現在350万点以上の標本があり、米国最古の昆虫学コレクションであるティティアン・ピール蛾と蝶のコレクションも含まれています。名誉学芸員のダニエル・オッテは、直翅目（コオロギ、バッタ、およびそれらの近縁種）の専門家であり、直翅目種ファイルの作成を通じて、生物学的データをインターネット上で公開する先駆者です。学芸員で昆虫学部長のジョン・ゲルハウスは、ガガンボの第一人者であり、モンゴル水生昆虫調査を管理しています。セイの元教え子であり、アカデミーとAAASに選出された最初の女性の一人であるマルガレッタ・モリスは、ヘシアンバエ、周期ゼミ（17年ゼミであるMagicicada cassiniを初めて報告した）、ゲンゴロウ（ダーウィンの『種の起源』に引用されている）、その他の農業害虫に関する先駆的な研究を行った。

魚類学は、アカデミーの創設当初からコレクションと研究の一部でしたが、 1898年にエドワード・ドリンカー・コープの個人コレクションを取得するまでは、コレクションの規模は比較的小規模でした。数年後、ヘンリー・ウィード・ファウラーがアカデミーに着任し、コレクションの体系化と1,408種の記載を行いました。ジェームズ・E・ベールケ、ウィリアム・ソール、ウィリアム・スミス＝ヴァニズらは、ファウラーに続く科学者たちです。名誉学芸員のジョン・ランドバーグは、ナマズの専門家であり、熱帯の大河における深水採集の先駆者であり、アマゾン川流域の生物学的および地理的歴史に関する重要な科学論文の筆頭著者です。現在、約120万点の標本と約3,000点のタイプ標本を所蔵する魚類学コレクションは、米国で最も重要なコレクションの一つです。当学科は、ナマズに関する包括的なオンラインリソースである「全ナマズ種目録」と、ナマズの形態に関するオンラインデジタルアトラスである「ナマズの骨」も運営しており、新熱帯魚類学コレクションのオンラインリソースである「 Neodat II」にも参加しています。

アカデミーの初期メンバーのうち、トーマス・セイとアイザック・リーの2人は軟体動物学者でした（貝類学者も参照）。R . タッカー・アボット、サミュエル・ステマン・ハルデマン、ヘンリー・A・ピルスブリー、ジョージ・W・トライオン・ジュニアもアカデミーで活躍した著名な軟体動物学者です。アカデミーの軟体動物コレクションは、米国で最も古いコレクションであり、世界で3番目に大きいコレクションです。現在、400人以上の著者が設置したタイプ標本を含む1,000万点以上の標本を所蔵しています。ジャマイカの陸生巻貝の専門家である学芸員のゲイリー・ローゼンバーグは、博物館のコレクションと研究データのデジタル化のリーダーです。研究ウェブサイトには、西大西洋の海洋軟体動物（Malacolog）のオンラインデータベースであるMalacology Georeferencing Project （ Wayback Machineに2015年9月24日にアーカイブ済み）とOBISインド太平洋軟体動物データベースがあります。研究員であり、元学芸員でもあるダニエル・グラフは、イシガイ科（淡水二枚貝）の専門家であり、 MUSSEL Projectのウェブサイトを管理している。

19世紀前半に米国で活躍した鳥類学者の大半、チャールズ・リュシアン・ボナパルト、ジョージ・オード、ティティアン・ラムゼイ・ピール、ジョン・ジェームズ・オーデュボン、ジョン・カッサン、トーマス・ナトール、ジョン・カーク・タウンゼントらは、アカデミーの会員でした。後にアカデミーの著名な鳥類学者となったのは、ジェームズ・ボンド、フランク・ギル、ロドルフ・マイヤー・ド・シャウエンゼー、ピート・マイヤーズ、フレッド・シェルドン、ウィットマー・ストーンなどです。約20万点の標本、9,000種以上を擁する鳥類コレクションは、世界最大級かつ分類学的に最も網羅的な鳥類コレクションの一つです。デラウェア・バレー鳥類クラブ（DVOC）は、1890年以来、アカデミーで定期的に会合を開いています。

アメリカ合衆国における脊椎動物古生物学は、 19世紀初頭の10年間、アメリカ哲学協会（APS）に所属する博物学者や科学者たちの努力によってフィラデルフィアで始まり、その後は自然科学アカデミーで発展しました。19世紀末までに、トーマス・ジェファーソン化石コレクションを含むAPSの所蔵品は、保管のためアカデミーに移管されました。現在、このコレクションには多くの種類を含む22,000点以上の標本が収蔵されています。リチャード・ハーランは初期の会員で、多くのアメリカ人博物学者にジョルジュ・キュヴィエの画期的な研究を紹介しました。ハドロサウルスを記載し、アメリカ西部の古生物学的宝物を科学界に知らしめたジョセフ・レイディは、アメリカ脊椎動物古生物学の「父」とみなされています。他の脊椎動物の研究にも幅広く携わったエドワード・ドリンカー・コープは、悪名高い「骨戦争」でオスニエル・チャールズ・マーシュと競い合ったことで最もよく知られています。学芸員のエドワード・B・デシュラー氏は現在、デボン紀の四足動物の進化を研究していますが、2023年9月に退職予定です。彼は、カナダ北極圏で発見された過渡期の「魚脚類」であるティクターリク・ロゼアエの共同発見者であり、ペンシルベニア州キャッツキル層から発見された2種の四足動物、ハイネルペトンとデンシグナトゥスの発見者でもあります。

アカデミーには、規模は小さいものの歴史的、科学的に重要なコレクションがいくつか収蔵されている。一般無脊椎動物コレクションには約22,600点の標本があり、無脊椎動物古生物学コレクションには約105,000点の標本がある。どちらにも多数のタイプ標本が含まれている。一般的に、21,500点の標本は痩せた標本で、13,500点は付属の皮、1,700点は湿潤保存標本である。^{[ 26 ]}フランク・J・マイヤーズ輪形動物コレクションは、顕微鏡スライド上の輪形動物 の最も包括的なコレクションである。爬虫両棲類コレクションには、500点以上のタイプ標本を含む約40,000点の標本がある。哺乳類学コレクションには、約36,000点の標本と180点のホロタイプが含まれている。これらのコレクションに関係する博物学者や科学者には、ティモシー・コンラッド、エドワード・ドリンカー・コープ、リチャード・ハーラン、ジョン・エドワーズ・ホルブルック、ウィリアム・W・ジェフェリス、ヘンリー・チャールズ・リー、アイザック・リー、ジョセフ・レイディ、サミュエル・ジョージ・モートン、トーマス・セイなどがいる。

パトリックセンターの生物地球化学部門は、水生生物が水系における化学物質の発生源、運命、輸送に及ぼす影響に関心を持っています。研究では、炭素循環や栄養循環、微量元素（鉛、銅、水銀、亜鉛など） 、ポリ塩化ビフェニル（PCB）や多環芳香族炭化水素（PAH）などの有機汚染物質の循環が頻繁に取り上げられます。この部門は、全国の政府機関、政府間機関、民間企業向けに、水、堆積物、組織の分析を定期的に提供しています。前述の堆積物コアプロジェクトに加え、最近では、小型ダムが堆積物汚染物質に及ぼす影響、湿地由来の溶存有機物の光化学的変換、塩性湿地における堆積と富栄養化についても研究しています。

生態系モデリング部門は、高度で厳密な数理モデリング手法を用いて、基礎研究および応用研究における様々な課題に取り組んでいます。具体例としては、流域規模のモデリングとリスク評価、年齢、体サイズ、空間に基づいて構造化された非線形個体群モデル、乱流水系における粒子輸送、都市公園における外来侵入植物の生態と防除などが挙げられます。

パトリックセンターの漁業部門は、流水域および汽水域の魚類の生態、保全、管理に関する研究を行っています。研究内容は、魚類組織の汚染物質分析、環境評価のための魚類個体群のモニタリング、個々の魚種の生活史の調査など多岐にわたります。最近および現在進行中の研究には、デラウェア川流域におけるシラスウナギ（淡水ウナギまたはアメリカウナギの幼生）の加入、ペンシルベニア州で絶滅危惧種に指定されているブライダルシャイナーの生態と遺伝学、アッパーデラウェア川における流量管理（ダム放流）が在来魚および外来魚の個体群に与える影響などが含まれます。

底生大型無脊椎動物（主に水生昆虫、甲殻類、軟体動物）は、生物モニタリングプログラムにおいて有用です。これらの動物の寿命は数週間から数年に及び、断続的および継続的な汚染物質を検出するのに十分な長さでありながら、水質の悪化や改善に反応するのに十分な短さも兼ね備えています。パトリックセンターの大型無脊椎動物部門は、米国全土の淡水生息地における生物評価、生物モニタリング、および生物目録作成において豊富な経験を有しています。

藻類、特に珪藻類は、その多様性と特有の生態学的要件から、水質の優れた指標となります。さらに、珪藻類は堆積物中に容易に保存されるため、古湖沼学（河川や湖沼の長期的な傾向）の研究に役立つ生物です。パトリックセンターの藻類学部門は、水質評価と長期的な環境傾向の両方に関心を持つ政府機関やその他の機関向けに藻類分析を提供しています。その取り組みの一つが、米国東部全域の湖底堆積物（堆積物コア）中の珪藻群集の分析です。この研究は、 EPAが管理する大規模プロジェクトの一部であり、全米の湖沼における基準（人為的影響を受ける前の）状態を確立することを目的としています。

これらの研究活動に加えて、パトリックセンターの藻類学部門は、藻類を環境研究に利用するためのオンラインリソース群を開発しました（2019年9月6日、Wayback Machineにアーカイブ）。これには、藻類画像データベース、淡水藻類の生態データセット、米国地質調査所（USGS）の国家水質評価（NAWQA）プログラムによる藻類研究、珪藻古湖沼学データベースなどが含まれます。

アカデミーのモンゴルでの活動は、ホブスグル湖（ホブスグル・ヌール）で得られる独自の研究機会に気づいたことから始まった。この大きな湖とその流域は、特にロシアの姉妹湖であるバイカル湖と比較すると、驚くほど手つかずで比較的知られていなかった。1995年、アカデミーおよび他のアメリカの機関、モンゴル、ロシア、日本の科学者からなる学際的なチームが、湖の生物多様性、湖沼学、流域に関する複数年にわたる研究を開始した。^{[ 29 ]}

この研究は科学的に有益であったものの、環境保護と持続可能な経済発展に関する問題に取り組む必要があることは明らかであった。^{[ 30 ]}その結果、ホブスゴルでの作業は生態系研究と能力開発へと移行した。^{[ 31 ]}初期の取り組みの一つは、ホブスゴル国立公園の運営および物理的インフラの強化であった。^{[ 32 ]}いくつかの支流流域の長期生態学的モニタリングは1997年に開始され、まもなくこのサイトは 国際長期生態学的研究ネットワークに採用されることになった。^{[ 33 ]}

ホブスゴルでの最近の研究は、気候変動の影響と持続可能な対応に焦点を当てています。この地域は、南の半乾燥ユーラシアステップ（草原）と北のユーラシアタイガ（北方林）の間の移行帯に位置しています。そのため、気候変動の生態学的影響を監視するのに理想的な大陸中央部の場所となっています。 ^{[ 34 ]}さらに、家畜の放牧方法の変化^{[ 35 ]}は、過放牧と砂漠化に関する懸念を引き起こしています。これに対応するため、ホブスゴルのチームは牧畜民ハンドブック^{[ 36 ]}を作成・配布し、持続可能な方法を開発するために研究を続け、遊牧民と協力しています。^{[ 37 ]}

モンゴル水生昆虫調査^{[ 38 ]}は、アカデミー昆虫学部のジョン・ゲルハウス氏が管理する複数年にわたる生物多様性調査、環境モニタリング、能力開発プロジェクトです。モンゴルで最も人口が多く、最も広大な流域であるセレンゲ川流域から合計217地点が2003年から2006年にかけて調査されました。これらの地点のほとんどは河川や小川にありますが、淡水湖や塩水湖、温泉や冷泉、湿地にもいくつかあります。モンゴル西部の遠隔地の流域からも追加の地点が2008年にサンプリングされる予定です。

この調査により、数多くの新種が発見され、既知の水生昆虫については数百件の地理的記録が得られたほか、継続的な環境モニタリングのための広範なデータセットが提供され、モンゴルにおける研究および技術インフラの整備にも貢献した。この能力開発には、気象水文研究所との協力による、モンゴル初の水生無脊椎動物研究専門の研究室の建設が含まれる。また、モンゴルの科学者や学生の育成も含まれている。

19世紀のほとんどの博物館と同様に、科学研究に不可欠なアカデミーのコレクションと一般公開スペースはほとんど分離されていませんでした。そのため、コレクションは余分な摩耗にさらされるだけでなく、来館者は通常、補足情報がほとんどない、混乱を招くような標本の集合体に直面することになりました。しかし、時が経つにつれて、アカデミーのような博物館は、コレクションの大部分を隔離しながら、より人気のある標本を展示し始めました。さらに、一般公開展示の解説にもっと力を入れるようになりました。博物館は、一般の人々を教育する上でより積極的な役割を果たすようになりました。^{[ 42 ]}

この変革の一例として、自然史博物館の象徴ともいえるジオラマの台頭が挙げられる。これらの立体的な展示は、当時の仮想現実であり、何世代にもわたる博物館来館者に、遠い場所や異国の野生生物を体験できる唯一の機会を提供した。

1929年、プログラムコーディネーターのハロルド・T・グリーンは、ロッキー山脈のヤギを描いたアカデミー初のジオラマを制作した。グリーンの作品は、費用とセンセーショナリズムの非難の両方から、当初はアカデミーのスタッフの間で物議を醸したが、一般の人々の間では人気を博した。1935年、公共事業促進局はジオラマ制作を支援するアーティストの派遣を開始し、展示の継続的な拡大を後押しした。^{[ 43 ]}

ジオラマは、野生の自然を一般の人々に紹介することで、私たちの自然遺産への感謝の念を育み、それはアメリカ合衆国における自然保護運動の発展と時を同じくしていました。アカ​​デミーは現在37のジオラマを所蔵しており、そのほとんどは1930年代と1940年代に設置されたものです。 ^{[ 44 ]}それらはアフリカ、アジア、北アメリカのさまざまな動物を特徴としています。カリブー、ライオン、平原シマウマなど、馴染み深く比較的よく見られる動物もいますが、デザートビッグホーン、キアン、コディアックヒグマ、パンダ、リョコウバトなど、絶滅の危機に瀕している、絶滅危惧種、または絶滅した動物もいます。

2018年、ドレクセル大学の管理下で、アカデミーは古いジオラマの一部を改修しました。これらの改修は、展示の科学的正確性を高め、美観を向上させることを目的としていました。^{[ 45 ]}

自然史博物館のもう一つの象徴は、恐竜の骨格標本です。その最初の例であるハドロサウルスの骨格標本は、著名な自然史画家ベンジャミン・ウォーターハウス・ホーキンスによって制作され、1868年にアカデミーで初公開されました。ハドロサウルスの骨格標本は、プリンストン大学、ロイヤル・スコティッシュ博物館、スミソニアン博物館、1876年のアメリカ独立100周年記念博覧会など、他の公共施設にも展示されました。ハドロサウルス・フォルキの歴史に関する特別展は、2008年11月22日から2009年4月19日まで開催されました。

20世紀半ば、近縁の恐竜であるコリトサウルスの骨格標本が、アカデミーの「地球史ホール」の目玉展示物として展示されていた。1986年、アカデミーは「恐竜の発見」という新しい展示を開設した。これは「恐竜ルネッサンス」の発見を取り入れた最初の大規模な展示だった。恐竜は、冷血で動きの鈍い爬虫類ではなく、活動的で、おそらく温血動物であり、爬虫類よりも鳥類に近い存在として捉えられるようになった。

1979年、別の種類の恐竜がアカデミーの展覧会のテーマとなり、ジム・ゲイリーの「20世紀の恐竜」が展示され、一般の人々から大きな成功を収めた。科学博物館としては異例のこの展覧会は、現代彫刻を展示し、集中的な科学的探究のテーマに焦点を当てたもので、同種の機関の間でトレンドを生み出し、ゲイリーや科学的なテーマや主題を専門とする他の数人のアーティストを、これまで「現代美術」とみなされるものを展覧会として避けてきた博物館に招き始めた。^{[ 46 ]}

1979年、アカデミーは体験型の子供向け自然博物館「Outside-In」を開設しました。1995年には、恐竜発掘の体験型シミュレーション「The Big Dig」を先駆けて導入しました。その他の常設展示には、ジオラマの制作過程を紹介する「Secrets of the Diorama」や、アカデミーの最新の研究成果を紹介する「Science at the Academy」などがあります。

この博物館では、特別企画展も随時開催されています。最近の企画展には、「皮膚：生きた鎧、進化するアイデンティティ」、「光り輝く鳥たち」、「極限の深海：深淵への探求」、「ワニ：現代社会における古代の捕食者」などがあります。

年間を通して、科学分野をテーマにした週末フェスティバルが4つ開催されます。2月中旬に開催されるパレオパルーザでは、化石コレクションの展示や著名な古生物学者による講演が行われます。4月中旬に開催されるアースデイフェスティバルでは、アカデミーのパトリック環境研究センターの科学者たちが参加します。8月中旬に開催されるバグフェストでは、昆虫学者、昆虫コレクション、生きた昆虫などが展示されます。10月中旬に開催されるフィラデルフィアシェルショーでは、国際的な貝殻市場と貝殻の展示会が行われます。

アカデミーは1820年代にはすでに一般向け講演会を開催していました。現在では、博物学作家による講演、科学者による講演、ワークショップ、講座などを提供しています。さらに、環境政策センターは環境問題に関する一般向けプログラムも実施しています。

1930年代にネイチャークラブを設立して以来、当アカデミーは子ども向けのプログラムを提供してきました。現在、さまざまな年齢層に適したプログラムが複数用意されています。サファリ・オーバーナイト・スリープオーバー（キャンプ）は、秋、冬、春の特定の週末に開催されます。ボーイスカウトとガールスカウトは、バッジやピンの取得要件を満たすために、日帰りワークショップや宿泊プログラムに参加できます。タイニー・トット・エクスプローラーズは、幼児向けのプログラムです。大人と子ども両方を対象とした新しいファミリーワークショップシリーズは、2010年初頭に開始されました。

年間を通して特定の週末に開催される「ワイルド・ウィークエンド」では、博物館の標本を実際に見て学ぶ体験型プログラム、工作、哺乳類、鳥類、爬虫類などの動物のライブショーなど、子ども向けの様々なプログラムが用意されています。ライブショーは他の曜日にも定期的に開催され、教育プログラムの中でも特に重要な位置を占めています。

アカデミーへの校外学習は、学校、サマーキャンプ、その他の団体向けに年間を通して実施しています。オプションの指導付きプログラムには、低年齢層（未就学児以上）向けのディスカバリー・レッスンと、高学年（中学1年生から3年生）向けのサイエンス・エクスプローラーがあります。「アカデミー・オン・ザ・ゴー」は、学校、キャンプ、コミュニティセンターを訪問する教育普及プログラムです。

WINS（Women in Natural Sciences：自然科学分野の女性）は、フィラデルフィア学区と協力し、自然科学アカデミーが実施する革新的で成功を収めている科学教育プログラムです。1982年の設立以来、WINSは公立学校の女子生徒に対し、実践的な科学授業、科学的リテラシーとスキル構築のための活動、そして他に類を見ない育成環境の中での人格形成の機会を提供してきました。

アカデミー・エクスプローラーズ・キャンプは、春休みと夏休みに開催されるデイキャンププログラムです。ジョージ・ワシントン・カーバー科学フェアは2月または3月に開催されます。科学フェアの参加者は、同じくアカデミーで開催されるジョージ・ワシントン・カーバー奨学生サマープログラムに参加できます。教育者向けワークショップは年間を通して開催されています。最近のシリーズでは、科学と読み書き能力の統合について取り上げました。博物館の展示物の中には、小さなお子様向けに作られた自習用ワークブックが用意されているものもあります。