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第十一章 迁地保护
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两个概念:
? 就地保护 (in situ或 on-site preservation):指保护在
野外的自然群落和种群。
– 是生物多样性长期保护的最好策略。
? 迁地保护 (ex situ)或易地保护 (off-site preservation),
指在人类控制的条件下维持种群个体。
– 许多物种在野外灭绝了,但还存活在笼养侨居地 (captive
colonies),例如麋鹿和野马。
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一、迁地保护的目的
并不是以人工种群代替野生种群,而是增加濒危物种的种群
数量;
利用现代科学技术作为辅助手段,在有限的空间内创造濒危
动植物生存的必要条件,通过保证其食物供应,治疗受伤、
生病个体,采取节育或人工受精,淘汰某一年龄段个体等进
行人工管理,调整种群的遗传结构和种群结构,减少随机因素
对小种群的影响,使迁地种群的有效种群数量达到最大,并处
于最佳年龄结构。
第一节 迁地保护的目的、意义和原则
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? 当迁地种群数量上升到一定量时,通过对人工驯养
个体进行野化训练,在适宜的生境中不断地释放迁
地种群的繁育后代,补充野生种群,以增加野生种
群的遗传多样性 。
建立起自然状态下可生存种群是迁地保护的最终
目标。
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1.迁地保护种群的个体能定期地放到野外以维持自
然种群的数量和遗传变异性。
2.对笼养种群的研究能透彻了解该物种的基本生物
学特性。
3.迁地保护的种群能自我繁殖而减少为了展览和研
究目的从野外收集个体的需要。
4.展览个体有助于教育公众了解保护其野外种群的
重要性。
迁地保护是生物保护中不可缺少的一个方面,
是对就地保护的重要补充,与就地保护是相辅
相成的关系。
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二、迁地保护的意义
? ( 1) 迁地种群在生物学和社会生物学基础研究
中,可以作为野生个体的代用材料
? ( 2)对迁地种群的管理可以取得管理野生种群
的经验
? ( 3) 迁地种群是野生种群遗传多样性提高的
途径之一
? ( 4) 迁地保护为原生境己严重破坏的物种提供
最后的避难所
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? ( 5) 迁地保护对重要经济植物 (特别是重要
的药用植物 )的保护具有巨大的现实意义
? ( 6) 迁地保护能为在新的生境中创建新的生
物群落提供物种资源
? ( 7) 迁地保护设施是进行公众生物多样性和
生物保护教育的主要基地
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三、迁地保护的原则
? ( 1)物种原有的生境破碎呈斑块状,或原有生境消失。
如前面说的东北虎的例子。
? ( 2)物种的数目下降到极低的水平,种内难以进行交
配。
? IUCN曾指出:当一个濒危物种的野生种群数量低于
1000只时,应当进行人工繁育,迁地保护作为保护该
物种的一项措施。目前迁地保护手段常常是等到物种
的数量极低、濒临灭绝时才应用,其效果显然不如当它
种群数量尚多但已面临生存危机时,提前对它进行迁地
保护时为好。所以,对于那些个体数目虽然较多,但已
经出现生存危机的物种,也应该考虑进行迁地保护。
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( 3) 物种的生存条件突然恶化 。
这类物种常常具有极窄的生态位阈值,适应
能力较差,当生境条件的某一个或某几个生态
因子突然恶化时,将导致该物种的灭绝 。 如在
80年代中期,四川大熊猫栖息地突然发生竹子
大面积开花枯死,大熊猫由于食物短缺而面临
生存危机,此时进行迁地保护是必要的,待环境
状况恢复后再可进行野放 。
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第二节 迁地保护的策略及其局限性
(一)、动物园
动物园传统上是把重点放在大型脊椎动物特别是
哺乳动物上,因为这些种类能引起一般公众的极大
兴趣。这有忽视昆虫和其他无脊椎动物的巨大危险。
? 然而,它能激发公众对野生动物保护的热情。
如果对保护野生动物有兴趣,就会捐钱,就会对政
府施加压力。结果,终于促使设立了这些物种的保
护区,并使其它数千种分布于这些环境的动物和植
物也得到保护。这些动物可称为“旗帜种 (flag
species)”
一,迁地保护的策略
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?全世界动物园现今保持有 50万头陆生脊椎动物,代
表 3000种哺乳动物、鸟类、爬行类和两栖类。
?现在全球 12%鸟类,1/4哺乳动物和 1/3 鱼类已濒临
灭绝。
?仅在美国,约有 5千万只猫被养作宠物。
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?宗旨:
– 建立不再容易从野外捕捉到的稀有种和
濒危种的活的种群。如果它们的自然环境
已被人类活动严重破坏,动物园养殖可能
是许多种类存活的唯一机会。
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?繁殖:
– 世界各地动物园中的 274种稀有哺乳
动物中仅约 10%的种是能自我持续的笼
养种群。
– 动物园从事的一项主要工作是设计和
发展为建立 (含繁殖 )稀有和濒危种群所
需要的设备和技术,为在野外重新定殖
物种发展新的方法和研究项目。
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– 生物学家已研究出一些新的技术来提高这些
种类的低繁殖率。如:
?人工孵卵 (artificial incubation)。 将采集的卵放在标
准的孵化条件下,在孵化幼仔的早期易受攻击阶段,
人工仔细照料和喂食,稍大后释放到野外或笼养。
?交叉抚养 (cross-fostering) 。 兀鹫每年仅产一窝
蛋,但如果这窝蛋被移走,母鸟将产下并饲养第
二窝蛋,如果将这第一窝蛋给另一近缘种鸟抚养,
则每年每只雌兀鹫会产两窝蛋。
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? 人工授精 (artificial insemination),当动物
园仅有一头或很少几头稀有个体时,可以采用
此法。
? 胚胎移植 (embryo transfer),能增加一些稀有
动物的繁殖量。
? 其它方法,单性别培育物种 (当仅残留一个个体
时 )、种间杂交 (cross-species
hybridization)(当一个种的残留成员不能在它
们自己中繁殖时 )、诱发冬眠和滞育技术、遗传
检测技术、亲缘谱系技术和克隆技术。可还通
过建立野生动物救护中心和繁育中心来增加目
标物种的人工种群。
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(二)、水族馆
公开的水族馆传统上都趋于展览一些稀有的
和有引诱力的鱼类,再辅以海豹、海豚和其
他海洋哺乳动物表演。
当前的主要任务是发展繁殖技术,以
便稀有种类能在水族馆中维持,在某时候
放回到野外,而且水族馆的种类不需到野
外采集。
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饲养海洋哺乳动物和大型鱼类的一个实
际问题是它们需要庞大水体。一种可能的方
法是利用小的、有保护的天然水体建设介于
野生和人造条件之间的生境。
?例子:白鳍豚现仅保留野生个体约 200个,
原因:堤坝、水闸、水污染、船桨、噪音等,
科学家已在河道 U形弯曲形成的湖中成立了养
护繁育中心。
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? 植物园的主要目的是搜集、培育珍稀濒危植物。
(三)、植物园
世界上最大的植物园英国皇家植物园栽培了 2.5
万种植物,约占世界植物种类的 10%,其中 2 700
种植物是 IUCN红皮书上的受威胁种类。
全球现在有 1500家植物园,栽培着至少 3.5万种植
物,占世界植物种类的 15%以上,加上温室、私人
花园以及其他人工栽培的野生植株,在栽培条件下
生存的植物种类达 7万种以上。
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? 植物比动物较容易保持在控制条件下。
植物能容易地通过种子、扦插、根茎和
组织培养定植。
?大多数植物都有对光照、水分和矿物质的
共同基本要求,而这些在温室和花园中都
能容易地供给。
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1、种子库 (seed bank)
? 任务:保存作物种类的变异性。
? 依据:在低温下,种子的新陈代谢下降,
种胚的营养消耗很慢。 大多数植物的种
子都能长时间在冷、干条件下贮藏在种
子库中,以后发芽长成新植株。
? 优点:管理工作很少,费用也低。
(四)、种子库与基因资源库
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? 问题,因故障或设备损坏而毁坏;能量贮备耗
尽和有害变化的积累使之逐渐失去发芽力;对
于大型的、生活期长的种类,恢复种子的活力
可能花费极大财力和消耗很长时间。 约有 15%
“顽固的” (recalcitrant)种子,既不休眠也不耐
低温贮藏条件。
? 解决方式,种子样本必须定期播种、生长、成
熟结实,贮存新的种子样本。
野生种的种子需讲究采集 (sampling)策略。
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2.基因资源库 (genome resource bank)
? 目的,保存野生生物的遗传多样性。
? 意义:
– 为就地保护和迁地种群保存了遗传多样性。
– 减少了饲养个体数目,延长了个体的繁殖寿
命。
– 为改良家养动物品质和种间杂交提供了野生
种源。
– 为地理隔离种群之间交流基因提供了途径。
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? 基因资源库只是一种保护手段,不能取代
就地和迁地保护的种群。
? IUCN保护繁育专家组得出结论:基因资源
库是长期保存野生生物遗传变异的手段。
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?中国科学院在上海细胞生物学研究所和昆明
动物研究所分别建立了细胞库。其中昆明所收
集了 170余种野生动物的细胞,如滇金丝猴、
黑麂、毛冠鹿、赤斑羚等。
??随着细胞生物学和发育生物学的发展,人们将能通过细胞培养和核移植技术培育已经
灭绝的野生动物。
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?( 一 ), 主观上的局限性
– ( 1)迁地保护的成效,取决于政策和经费的连续
性。
– ( 2)迁地保护场所在数量上和面积上是有限的
– ( 3)在许多动物园、植物园和野生动物园中,不
同的亚种、不同的生态型个体常常混养在一起,使得
物种的遗传成分混杂。
– 同时,迁地保护的物种有时会受到有意识的人工选
择的干扰,如挑选驯服的、野性弱的个体进行繁育等。
二、迁地保护的局限性
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(二)、客观上的局限性
( 1)物种的濒危在宏观上总是和原生境条件的变
化有关
在迁地保护场所,受到保护的物种所拥有的生
境条件,远远优于其原来的生境,也就不可能产生
向着适应栖息地变化的方向的定向的演化,所以,
迁地保护的濒危物种由于长期受到这种无意识的人
工选择,并不能获取有利于进化的遗传多样性,也就
不能适应变化了的环境条件。
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( 2) 濒危物种往往具有较低水平的遗传多样性
迁地保护中种群的遗传背景可能会更加狭隘,被
收集到的保护个体并不能完全包含该物种所有的基因
型,在这种情况下,迁地保护的种群不能避免遗传漂变
和近交衰退的加剧,造成遗传多样性的进一步丢失 。
对于濒危物种,迁地保护虽然能保证它们暂时免遭灭
绝, 但仍需要就地保护不断地充实它们的遗传资源库 。
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( 3) 动物具有复杂精细的行为发育模式,需要社会
交际空间,需要环境对其行为的养成 。
? 迁地保护的动物濒危种群常生活在封闭的、面
积较小的人造环境中,缺乏植被和地形提供隐蔽条件,
并不时有人类的干扰。在这种环境中长大的动物一
般产生了行为障碍,个体不能正常发育 ;个体形成不
正常的印痕 ;由于缺乏亲代哺育和群体交流,个体行
为不正常 ;缺乏野外生存所必需的觅食、逃避天敌的
行为技巧等等。
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(三)、迁地保护与就地保护比较的局限性:
– 种群规模。 为了防止遗传漂变,迁地保护种群
至少要维持数百个个体。但在任何一个动物园和
植物园中均做不到这一点。
– 适应性。 迁地保护种群可能对人为条件经历了
遗传适应。例如,人工饲养下许多世代的动物可
能由于动物园的食物发生了口器和消化酶的变化。
当将这种变化了的动物放回到野外时,它们可能
难于取食它们的自然食物。
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– 学习技能。 迁地保护种群的个体可能已丧
失它们在自然环境生存的本领,可能不能在
野外长期存活。例如,笼养繁殖的动物,因
无学习技能的机会,如将它们再放回野外,
可能不会识别野生食物或探测水源。
– 遗传变异性。 迁地保护种群可能仅代表该
物种基因库的一个有限部分。例如一个笼养
种群的最初个体是从温暖低地收集来的,可
能在生理学上就不能适应从前由该种占据的
寒冷高地。
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– 持续性。 迁地保护工作需要连续的资金支持和
稳定的政治制度。
– 集中性。 因为迁地保护工作有时集中在一个相
对较小的地方,存在着整个种群被突发灾害如火
灾、飓风或流行病摧毁的危险。
?尽管有这些局限性,当一个种的就地保护困
难或不可能时,迁地保护可能是最好的或唯
一的选择。