11保護生物學(xué)課件

第十一章遷地保護

12/22/20241兩個概念：就地保護(insitu或on-sitepreservation)：指保護在野外的自然群落和種群。是生物多樣性長期保護的最好策略。遷地保護(exsitu)或易地保護(off-sitepreservation)：指在人類控制的條件下維持種群個體。許多物種在野外滅絕了，但還存活在籠養(yǎng)僑居地(captivecolonies)，例如麋鹿和野馬。12/22/20242一、遷地保護的目的

并不是以人工種群代替野生種群,而是增加瀕危物種的種群數(shù)量；利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)作為輔助手段,在有限的空間內(nèi)創(chuàng)造瀕危動植物生存的必要條件,通過保證其食物供應(yīng)，治療受傷、生病個體，采取節(jié)育或人工受精，淘汰某一年齡段個體等進行人工管理,調(diào)整種群的遺傳結(jié)構(gòu)和種群結(jié)構(gòu),減少隨機因素對小種群的影響,使遷地種群的有效種群數(shù)量達到最大,并處于最佳年齡結(jié)構(gòu)。

第一節(jié)遷地保護的目的、意義和原則

12/22/20243當(dāng)遷地種群數(shù)量上升到一定量時,通過對人工馴養(yǎng)個體進行野化訓(xùn)練,在適宜的生境中不斷地釋放遷地種群的繁育后代,補充野生種群,以增加野生種群的遺傳多樣性。建立起自然狀態(tài)下可生存種群是遷地保護的最終目標。

12/22/20244遷地保護種群的個體能定期地放到野外以維持自然種群的數(shù)量和遺傳變異性。對籠養(yǎng)種群的研究能透徹了解該物種的基本生物學(xué)特性。遷地保護的種群能自我繁殖而減少為了展覽和研究目的從野外收集個體的需要。展覽個體有助于教育公眾了解保護其野外種群的重要性。遷地保護是生物保護中不可缺少的一個方面,是對就地保護的重要補充,與就地保護是相輔相成的關(guān)系。

12/22/20245二、遷地保護的意義

（1）遷地種群在生物學(xué)和社會生物學(xué)基礎(chǔ)研究中,可以作為野生個體的代用材料（2）對遷地種群的管理可以取得管理野生種群的經(jīng)驗

（3）遷地種群是野生種群遺傳多樣性提高的途徑之一（4）遷地保護為原生境己嚴重破壞的物種提供最后的避難所12/22/20246（5）遷地保護對重要經(jīng)濟植物(特別是重要的藥用植物)的保護具有巨大的現(xiàn)實意義

（6）遷地保護能為在新的生境中創(chuàng)建新的生物群落提供物種資源

（7）遷地保護設(shè)施是進行公眾生物多樣性和生物保護教育的主要基地

12/22/20247三、遷地保護的原則

（1）物種原有的生境破碎呈斑塊狀，或原有生境消失。如前面說的東北虎的例子。（2）物種的數(shù)目下降到極低的水平，種內(nèi)難以進行交配。IUCN曾指出：當(dāng)一個瀕危物種的野生種群數(shù)量低于1000只時，應(yīng)當(dāng)進行人工繁育，遷地保護作為保護該物種的一項措施。目前遷地保護手段常常是等到物種的數(shù)量極低、瀕臨滅絕時才應(yīng)用,其效果顯然不如當(dāng)它種群數(shù)量尚多但已面臨生存危機時,提前對它進行遷地保護時為好。所以,對于那些個體數(shù)目雖然較多,但已經(jīng)出現(xiàn)生存危機的物種,也應(yīng)該考慮進行遷地保護。12/22/20248（3）物種的生存條件突然惡化。這類物種常常具有極窄的生態(tài)位閾值,適應(yīng)能力較差,當(dāng)生境條件的某一個或某幾個生態(tài)因子突然惡化時,將導(dǎo)致該物種的滅絕。如在80年代中期,四川大熊貓棲息地突然發(fā)生竹子大面積開花枯死,大熊貓由于食物短缺而面臨生存危機,此時進行遷地保護是必要的,待環(huán)境狀況恢復(fù)后再可進行野放。12/22/20249第二節(jié)遷地保護的策略及其局限性（一）、動物園

動物園傳統(tǒng)上是把重點放在大型脊椎動物特別是哺乳動物上，因為這些種類能引起一般公眾的極大興趣。這有忽視昆蟲和其他無脊椎動物的巨大危險。然而，它能激發(fā)公眾對野生動物保護的熱情。如果對保護野生動物有興趣，就會捐錢，就會對政府施加壓力。結(jié)果，終于促使設(shè)立了這些物種的保護區(qū)，并使其它數(shù)千種分布于這些環(huán)境的動物和植物也得到保護。這些動物可稱為“旗幟種(flagspecies)”一、遷地保護的策略12/22/202410全世界動物園現(xiàn)今保持有50萬頭陸生脊椎動物，代表3000種哺乳動物、鳥類、爬行類和兩棲類?，F(xiàn)在全球12%鳥類、1/4哺乳動物和1/3魚類已瀕臨滅絕。僅在美國，約有5千萬只貓被養(yǎng)作寵物。12/22/202411宗旨：

建立不再容易從野外捕捉到的稀有種和瀕危種的活的種群。如果它們的自然環(huán)境已被人類活動嚴重破壞，動物園養(yǎng)殖可能是許多種類存活的唯一機會。12/22/202412繁殖：世界各地動物園中的274種稀有哺乳動物中僅約10%的種是能自我持續(xù)的籠養(yǎng)種群。動物園從事的一項主要工作是設(shè)計和發(fā)展為建立(含繁殖)稀有和瀕危種群所需要的設(shè)備和技術(shù)，為在野外重新定殖物種發(fā)展新的方法和研究項目。12/22/202413生物學(xué)家已研究出一些新的技術(shù)來提高這些種類的低繁殖率。如：人工孵卵(artificialincubation)。將采集的卵放在標準的孵化條件下，在孵化幼仔的早期易受攻擊階段，人工仔細照料和喂食，稍大后釋放到野外或籠養(yǎng)。交叉撫養(yǎng)(cross-fostering)。兀鷲每年僅產(chǎn)一窩蛋，但如果這窩蛋被移走，母鳥將產(chǎn)下并飼養(yǎng)第二窩蛋，如果將這第一窩蛋給另一近緣種鳥撫養(yǎng)，則每年每只雌兀鷲會產(chǎn)兩窩蛋。12/22/202414人工授精(artificialinsemination)：當(dāng)動物園僅有一頭或很少幾頭稀有個體時，可以采用此法。胚胎移植(embryotransfer)：能增加一些稀有動物的繁殖量。其它方法：單性別培育物種(當(dāng)僅殘留一個個體時)、種間雜交(cross-specieshybridization)(當(dāng)一個種的殘留成員不能在它們自己中繁殖時)、誘發(fā)冬眠和滯育技術(shù)、遺傳檢測技術(shù)、親緣譜系技術(shù)和克隆技術(shù)。可還通過建立野生動物救護中心和繁育中心來增加目標物種的人工種群。12/22/202415（二）、水族館公開的水族館傳統(tǒng)上都趨于展覽一些稀有的和有引誘力的魚類，再輔以海豹、海豚和其他海洋哺乳動物表演。當(dāng)前的主要任務(wù)是發(fā)展繁殖技術(shù)，以便稀有種類能在水族館中維持，在某時候放回到野外，而且水族館的種類不需到野外采集。12/22/202416飼養(yǎng)海洋哺乳動物和大型魚類的一個實際問題是它們需要龐大水體。一種可能的方法是利用小的、有保護的天然水體建設(shè)介于野生和人造條件之間的生境。例子：白鰭豚現(xiàn)僅保留野生個體約200個，原因：堤壩、水閘、水污染、船槳、噪音等，科學(xué)家已在河道U形彎曲形成的湖中成立了養(yǎng)護繁育中心。12/22/202417植物園的主要目的是搜集、培育珍稀瀕危植物。（三）、植物園世界上最大的植物園英國皇家植物園栽培了2.5萬種植物，約占世界植物種類的10%，其中2700種植物是IUCN紅皮書上的受威脅種類。全球現(xiàn)在有1500家植物園，栽培著至少3.5萬種植物，占世界植物種類的15%以上，加上溫室、私人花園以及其他人工栽培的野生植株，在栽培條件下生存的植物種類達7萬種以上。12/22/202418植物比動物較容易保持在控制條件下。植物能容易地通過種子、扦插、根莖和組織培養(yǎng)定植。大多數(shù)植物都有對光照、水分和礦物質(zhì)的共同基本要求，而這些在溫室和花園中都能容易地供給。12/22/2024191、種子庫(seedbank)任務(wù)：保存作物種類的變異性。依據(jù)：在低溫下，種子的新陳代謝下降，種胚的營養(yǎng)消耗很慢。大多數(shù)植物的種子都能長時間在冷、干條件下貯藏在種子庫中，以后發(fā)芽長成新植株。優(yōu)點：管理工作很少，費用也低。（四）、種子庫與基因資源庫12/22/202420問題：因故障或設(shè)備損壞而毀壞；能量貯備耗盡和有害變化的積累使之逐漸失去發(fā)芽力；對于大型的、生活期長的種類，恢復(fù)種子的活力可能花費極大財力和消耗很長時間。約有15%“頑固的”(recalcitrant)種子，既不休眠也不耐低溫貯藏條件。解決方式：種子樣本必須定期播種、生長、成熟結(jié)實，貯存新的種子樣本。野生種的種子需講究采集(sampling)策略。12/22/2024212.基因資源庫(genomeresourcebank)目的：保存野生生物的遺傳多樣性。意義：

為就地保護和遷地種群保存了遺傳多樣性。減少了飼養(yǎng)個體數(shù)目，延長了個體的繁殖壽命。為改良家養(yǎng)動物品質(zhì)和種間雜交提供了野生種源。為地理隔離種群之間交流基因提供了途徑。12/22/202422基因資源庫只是一種保護手段，不能取代就地和遷地保護的種群。IUCN保護繁育專家組得出結(jié)論：基因資源庫是長期保存野生生物遺傳變異的手段。12/22/202423中國科學(xué)院在上海細胞生物學(xué)研究所和昆明動物研究所分別建立了細胞庫。其中昆明所收集了170余種野生動物的細胞，如滇金絲猴、黑麂、毛冠鹿、赤斑羚等。

隨著細胞生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)的發(fā)展，人們將能通過細胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)培育已經(jīng)滅絕的野生動物。12/22/20242412/22/20242512/22/202426（一）、主觀上的局限性

（1）遷地保護的成效,取決于政策和經(jīng)費的連續(xù)性。

（2）遷地保護場所在數(shù)量上和面積上是有限的

（3）在許多動物園、植物園和野生動物園中,不同的亞種、不同的生態(tài)型個體常?；祓B(yǎng)在一起,使得物種的遺傳成分混雜。同時,遷地保護的物種有時會受到有意識的人工選擇的干擾,如挑選馴服的、野性弱的個體進行繁育等。

二、遷地保護的局限性

12/22/202427（二）、客觀上的局限性（1）物種的瀕危在宏觀上總是和原生境條件的變化有關(guān)

在遷地保護場所，受到保護的物種所擁有的生境條件，遠遠優(yōu)于其原來的生境，也就不可能產(chǎn)生向著適應(yīng)棲息地變化的方向的定向的演化，所以,遷地保護的瀕危物種由于長期受到這種無意識的人工選擇,并不能獲取有利于進化的遺傳多樣性,也就不能適應(yīng)變化了的環(huán)境條件。12/22/202428（2）瀕危物種往往具有較低水平的遺傳多樣性遷地保護中種群的遺傳背景可能會更加狹隘,被收集到的保護個體并不能完全包含該物種所有的基因型,在這種情況下,遷地保護的種群不能避免遺傳漂變和近交衰退的加劇,造成遺傳多樣性的進一步丟失。對于瀕危物種,遷地保護雖然能保證它們暫時免遭滅絕，但仍需要就地保護不斷地充實它們的遺傳資源庫。12/22/202429（3）動物具有復(fù)雜精細的行為發(fā)育模式,需要社會交際空間,需要環(huán)境對其行為的養(yǎng)成。遷地保護的動物瀕危種群常生活在封閉的、面積較小的人造環(huán)境中,缺乏植被和地形提供隱蔽條件,并不時有人類的干擾。在這種環(huán)境中長大的動物一般產(chǎn)生了行為障礙:個體不能正常發(fā)育;個體形成不正常的印痕;由于缺乏親代哺育和群體交流,個體行為不正常;缺乏野外生存所必需的覓食、逃避天敵的行為技巧等等。12/22/202430（三）、遷地保護與就地保護比較的局限性：

種群規(guī)模。為了防止遺傳漂變，遷地保護種群至少要維持數(shù)百個個體。但在任何一個動物園和植物園中均做不到這一點。適應(yīng)性。遷地保護種群可能對人為條件經(jīng)歷了遺傳適應(yīng)。例如，人工飼養(yǎng)下許多世代的動物可能由于動物園的食物發(fā)生了口器和消化酶的變化。當(dāng)將這種變化了的動物放回到野外時，它們可能難于取食它們的自然食物。12/22/202431學(xué)習(xí)技能。遷地保護種群的個體可能已喪失它們在自然環(huán)境生存的本領(lǐng)，可能不能在野外長期存活。例如，籠養(yǎng)繁殖的動物，因無學(xué)習(xí)技能的機會，如將它們再放回野外，可能不會識