11保護(hù)生物學(xué)課件

第十一章遷地保護(hù)

12/22/20241兩個(gè)概念：就地保護(hù)(insitu或on-sitepreservation)：指保護(hù)在野外的自然群落和種群。是生物多樣性長(zhǎng)期保護(hù)的最好策略。遷地保護(hù)(exsitu)或易地保護(hù)(off-sitepreservation)：指在人類(lèi)控制的條件下維持種群個(gè)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(hù)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(dòng)植物生存的必要條件,通過(guò)保證其食物供應(yīng)，治療受傷、生病個(gè)體，采取節(jié)育或人工受精，淘汰某一年齡段個(gè)體等進(jìn)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(jī)因素對(duì)小種群的影響,使遷地種群的有效種群數(shù)量達(dá)到最大,并處于最佳年齡結(jié)構(gòu)。

第一節(jié)遷地保護(hù)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(shí),通過(guò)對(duì)人工馴養(yǎng)個(gè)體進(jìn)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(bǔ)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(hù)的最終目標(biāo)。

12/22/20244遷地保護(hù)種群的個(gè)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(duì)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(hù)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(gè)體的需要。展覽個(gè)體有助于教育公眾了解保護(hù)其野外種群的重要性。遷地保護(hù)是生物保護(hù)中不可缺少的一個(gè)方面,是對(duì)就地保護(hù)的重要補(bǔ)充,與就地保護(hù)是相輔相成的關(guān)系。

12/22/20245二、遷地保護(hù)的意義

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

（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(hù)為原生境己嚴(yán)重破壞的物種提供最后的避難所12/22/20246（5）遷地保護(hù)對(duì)重要經(jīng)濟(jì)植物(特別是重要的藥用植物)的保護(hù)具有巨大的現(xiàn)實(shí)意義

（6）遷地保護(hù)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(hù)設(shè)施是進(jìn)行公眾生物多樣性和生物保護(hù)教育的主要基地

12/22/20247三、遷地保護(hù)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(shuō)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(jìn)行交配。IUCN曾指出：當(dāng)一個(gè)瀕危物種的野生種群數(shù)量低于1000只時(shí)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行人工繁育，遷地保護(hù)作為保護(hù)該物種的一項(xiàng)措施。目前遷地保護(hù)手段常常是等到物種的數(shù)量極低、瀕臨滅絕時(shí)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(jī)時(shí),提前對(duì)它進(jìn)行遷地保護(hù)時(shí)為好。所以,對(duì)于那些個(gè)體數(shù)目雖然較多,但已經(jīng)出現(xiàn)生存危機(jī)的物種,也應(yīng)該考慮進(jìn)行遷地保護(hù)。12/22/20248（3）物種的生存條件突然惡化。這類(lèi)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(gè)或某幾個(gè)生態(tài)因子突然惡化時(shí),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(kāi)花枯死,大熊貓由于食物短缺而面臨生存危機(jī),此時(shí)進(jìn)行遷地保護(hù)是必要的,待環(huán)境狀況恢復(fù)后再可進(jìn)行野放。12/22/20249第二節(jié)遷地保護(hù)的策略及其局限性（一）、動(dòng)物園

動(dòng)物園傳統(tǒng)上是把重點(diǎn)放在大型脊椎動(dòng)物特別是哺乳動(dòng)物上，因?yàn)檫@些種類(lèi)能引起一般公眾的極大興趣。這有忽視昆蟲(chóng)和其他無(wú)脊椎動(dòng)物的巨大危險(xiǎn)。然而，它能激發(fā)公眾對(duì)野生動(dòng)物保護(hù)的熱情。如果對(duì)保護(hù)野生動(dòng)物有興趣，就會(huì)捐錢(qián)，就會(huì)對(duì)政府施加壓力。結(jié)果，終于促使設(shè)立了這些物種的保護(hù)區(qū)，并使其它數(shù)千種分布于這些環(huán)境的動(dòng)物和植物也得到保護(hù)。這些動(dòng)物可稱(chēng)為“旗幟種(flagspecies)”一、遷地保護(hù)的策略12/22/202410全世界動(dòng)物園現(xiàn)今保持有50萬(wàn)頭陸生脊椎動(dòng)物，代表3000種哺乳動(dòng)物、鳥(niǎo)類(lèi)、爬行類(lèi)和兩棲類(lèi)?，F(xiàn)在全球12%鳥(niǎo)類(lèi)、1/4哺乳動(dòng)物和1/3魚(yú)類(lèi)已瀕臨滅絕。僅在美國(guó)，約有5千萬(wàn)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(lèi)活動(dòng)嚴(yán)重破壞，動(dòng)物園養(yǎng)殖可能是許多種類(lèi)存活的唯一機(jī)會(huì)。12/22/202412繁殖：世界各地動(dòng)物園中的274種稀有哺乳動(dòng)物中僅約10%的種是能自我持續(xù)的籠養(yǎng)種群。動(dòng)物園從事的一項(xiàng)主要工作是設(shè)計(jì)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(xiàng)目。12/22/202413生物學(xué)家已研究出一些新的技術(shù)來(lái)提高這些種類(lèi)的低繁殖率。如：人工孵卵(artificialincubation)。將采集的卵放在標(biāo)準(zhǔn)的孵化條件下，在孵化幼仔的早期易受攻擊階段，人工仔細(xì)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(niǎo)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(niǎo)撫養(yǎng)，則每年每只雌兀鷲會(huì)產(chǎn)兩窩蛋。12/22/202414人工授精(artificialinsemination)：當(dāng)動(dòng)物園僅有一頭或很少幾頭稀有個(gè)體時(shí)，可以采用此法。胚胎移植(embryotransfer)：能增加一些稀有動(dòng)物的繁殖量。其它方法：?jiǎn)涡詣e培育物種(當(dāng)僅殘留一個(gè)個(gè)體時(shí))、種間雜交(cross-specieshybridization)(當(dāng)一個(gè)種的殘留成員不能在它們自己中繁殖時(shí))、誘發(fā)冬眠和滯育技術(shù)、遺傳檢測(cè)技術(shù)、親緣譜系技術(shù)和克隆技術(shù)?？蛇€通過(guò)建立野生動(dòng)物救護(hù)中心和繁育中心來(lái)增加目標(biāo)物種的人工種群。12/22/202415（二）、水族館公開(kāi)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(yú)類(lèi)，再輔以海豹、海豚和其他海洋哺乳動(dòng)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(lèi)能在水族館中維持，在某時(shí)候放回到野外，而且水族館的種類(lèi)不需到野外采集。12/22/202416飼養(yǎng)海洋哺乳動(dòng)物和大型魚(yú)類(lèi)的一個(gè)實(shí)際問(wèn)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(hù)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(gè)體約200個(gè)，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(hù)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(guó)皇家植物園栽培了2.5萬(wàn)種植物，約占世界植物種類(lèi)的10%，其中2700種植物是IUCN紅皮書(shū)上的受威脅種類(lèi)。全球現(xiàn)在有1500家植物園，栽培著至少3.5萬(wàn)種植物，占世界植物種類(lèi)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(lèi)達(dá)7萬(wàn)種以上。12/22/202418植物比動(dòng)物較容易保持在控制條件下。植物能容易地通過(guò)種子、扦插、根莖和組織培養(yǎng)定植。大多數(shù)植物都有對(duì)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(kù)(seedbank)任務(wù)：保存作物種類(lèi)的變異性。依據(jù)：在低溫下，種子的新陳代謝下降，種胚的營(yíng)養(yǎng)消耗很慢。大多數(shù)植物的種子都能長(zhǎng)時(shí)間在冷、干條件下貯藏在種子庫(kù)中，以后發(fā)芽長(zhǎng)成新植株。優(yōu)點(diǎn)：管理工作很少，費(fèi)用也低。（四）、種子庫(kù)與基因資源庫(kù)12/22/202420問(wèn)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(duì)于大型的、生活期長(zhǎng)的種類(lèi)，恢復(fù)種子的活力可能花費(fèi)極大財(cái)力和消耗很長(zhǎng)時(shí)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(zhǎng)、成熟結(jié)實(shí)，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(kù)(genomeresourcebank)目的：保存野生生物的遺傳多樣性。意義：

為就地保護(hù)和遷地種群保存了遺傳多樣性。減少了飼養(yǎng)個(gè)體數(shù)目，延長(zhǎng)了個(gè)體的繁殖壽命。為改良家養(yǎng)動(dòng)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(kù)只是一種保護(hù)手段，不能取代就地和遷地保護(hù)的種群。IUCN保護(hù)繁育專(zhuān)家組得出結(jié)論：基因資源庫(kù)是長(zhǎng)期保存野生生物遺傳變異的手段。12/22/202423中國(guó)科學(xué)院在上海細(xì)胞生物學(xué)研究所和昆明動(dòng)物研究所分別建立了細(xì)胞庫(kù)。其中昆明所收集了170余種野生動(dòng)物的細(xì)胞，如滇金絲猴、黑麂、毛冠鹿、赤斑羚等。

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

（1）遷地保護(hù)的成效,取決于政策和經(jīng)費(fèi)的連續(xù)性。

（2）遷地保護(hù)場(chǎng)所在數(shù)量上和面積上是有限的

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

二、遷地保護(hù)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(hù)場(chǎng)所，受到保護(hù)的物種所擁有的生境條件，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其原來(lái)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(hù)的瀕危物種由于長(zhǎng)期受到這種無(wú)意識(shí)的人工選擇,并不能獲取有利于進(jìn)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(hù)中種群的遺傳背景可能會(huì)更加狹隘,被收集到的保護(hù)個(gè)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(hù)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(jìn)一步丟失。對(duì)于瀕危物種,遷地保護(hù)雖然能保證它們暫時(shí)免遭滅絕，但仍需要就地保護(hù)不斷地充實(shí)它們的遺傳資源庫(kù)。12/22/202429（3）動(dòng)物具有復(fù)雜精細(xì)的行為發(fā)育模式,需要社會(huì)交際空間,需要環(huán)境對(duì)其行為的養(yǎng)成。遷地保護(hù)的動(dòng)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(shí)有人類(lèi)的干擾。在這種環(huán)境中長(zhǎng)大的動(dòng)物一般產(chǎn)生了行為障礙:個(gè)體不能正常發(fā)育;個(gè)體形成不正常的印痕;由于缺乏親代哺育和群體交流,個(gè)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(hù)與就地保護(hù)比較的局限性：

種群規(guī)模。為了防止遺傳漂變，遷地保護(hù)種群至少要維持?jǐn)?shù)百個(gè)個(gè)體。但在任何一個(gè)動(dòng)物園和植物園中均做不到這一點(diǎn)。適應(yīng)性。遷地保護(hù)種群可能對(duì)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(dòng)物可能由于動(dòng)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(dòng)物放回到野外時(shí)，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(hù)種群的個(gè)體可能已喪失它們?cè)谧匀画h(huán)境生存的本領(lǐng)，可能不能在野外長(zhǎng)期存活。例如，籠養(yǎng)繁殖的動(dòng)物，因無(wú)學(xué)習(xí)技能的機(jī)會(huì)，如將它們?cè)俜呕匾巴?，可能不?huì)識(shí)