第十一章-迁地保护课件

第十一章第十一章 迁地保护迁地保护 7/17/20241两个概念：两个概念：就地保就地保护(in situ或或on-site preservation)：指保指保护在在野外的自然群落和种群。野外的自然群落和种群。是生物多是生物多样性性长期保期保护的最好策略。的最好策略。迁地保迁地保护(ex situ)或易地保或易地保护(off-site preservation)：指在人指在人类控制的条件下控制的条件下维持种群个体。持种群个体。许多物种在野外多物种在野外灭绝了，但了，但还存活在存活在笼养养侨居地居地(captive colonies)，例如麋鹿和野例如麋鹿和野马。7/17/20242一、迁地保护的目的一、迁地保护的目的 并不是以人工种群代替野生种群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而是增加濒危物种的种群数量；数量；利用现代科学技术作为辅助手段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在有限的空间内创造濒危动植物生存的必要条件动植物生存的必要条件,通过保证其食物供应，治疗受伤、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行人工管理,调整种群的遗传结构和种群结构调整种群的遗传结构和种群结构,减少随机因素减少随机因素对小种群的影响对小种群的影响,使迁地种群的有效种群数量达到最大使迁地种群的有效种群数量达到最大,并处并处于最佳年龄结构。于最佳年龄结构。第一节第一节 迁地保护的目的、意义和原则迁地保护的目的、意义和原则 7/17/20243当当迁迁地地种种群群数数量量上上升升到到一一定定量量时时,通通过过对对人人工工驯驯养养个个体体进进行行野野化化训训练练,在在适适宜宜的的生生境境中中不不断断地地释释放放迁迁地地种种群群的的繁繁育育后后代代,补补充充野野生生种种群群,以以增增加加野野生生种种群的遗传多样性。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建立起自然状态下可生存种群是迁地保护的最终目标。目标。7/17/202441.迁地保迁地保护种群的个体能定期地放到野外以种群的个体能定期地放到野外以维持自持自然种群的数量和然种群的数量和遗传变异性。异性。2.对笼养种群的研究能透养种群的研究能透彻了解了解该物种的基本生物物种的基本生物学特性。学特性。3.迁地保迁地保护的种群能自我繁殖而减少的种群能自我繁殖而减少为了展了展览和研和研究目的从野外收集个体的需要。究目的从野外收集个体的需要。4.展展览个体有助于教育公众了解保个体有助于教育公众了解保护其野外种群的其野外种群的重要性。重要性。迁地保护是生物保护中不可缺少的一个方面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是对就地保护的重要补充,与就地保护是相辅与就地保护是相辅相成的关系。相成的关系。7/17/20245二、迁地保护的意义二、迁地保护的意义 （1 1）迁地种群在生物学和社会生物学基迁地种群在生物学和社会生物学基础研究研究中中,可以作可以作为野生个体的代用材料野生个体的代用材料 （2 2）对迁地种群的管理可以取得管理野生种群迁地种群的管理可以取得管理野生种群的的经验 （3 3）迁地种群是野生种群迁地种群是野生种群遗传多多样性提高的性提高的途径之一途径之一 （4 4）迁地保迁地保护为原生境己原生境己严重破坏的物种提供重破坏的物种提供最后的避最后的避难所所 7/17/20246（5 5）迁迁地地保保护护对对重重要要经经济济植植物物(特特别别是是重重要要的药用植物的药用植物)的保护具有巨大的现实意义的保护具有巨大的现实意义（6 6）迁迁地地保保护护能能为为在在新新的的生生境境中中创创建建新新的的生生物群落提供物种资源物群落提供物种资源（7 7）迁迁地地保保护护设设施施是是进进行行公公众众生生物物多多样样性性和和生物保护教育的主要基地生物保护教育的主要基地 7/17/20247三、迁地保护的原则三、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。7/17/20248（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。7/17/20249第二节第二节 迁地保护的策略及其局限性迁地保护的策略及其局限性 （一）、动物园（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。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。这些动物可称为也得到保护。这些动物可称为“旗帜种旗帜种(flag species)”一、迁地保护的策略迁地保护的策略7/17/202410全世界动物园现今保持有全世界动物园现今保持有50万头陆生脊椎动物，代万头陆生脊椎动物，代表表3000种哺乳动物、鸟类、爬行类和两栖类。种哺乳动物、鸟类、爬行类和两栖类。现在全球现在全球12%鸟类、鸟类、1/4哺乳动物和哺乳动物和1/3 鱼类已濒临鱼类已濒临灭绝。灭绝。仅在美国，约有仅在美国，约有5千万只猫被养作宠物。千万只猫被养作宠物。7/17/202411宗旨：宗旨：建立不再容易从野外捕捉到的稀有种和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。是许多种类存活的唯一机会。7/17/202412繁殖：繁殖：世界各地动物园中的世界各地动物园中的274274种稀有哺乳动种稀有哺乳动物中仅约物中仅约10%10%的种是能自我持续的笼养种的种是能自我持续的笼养种群。群。动物园从事的一项主要工作是设计和动物园从事的一项主要工作是设计和发展为建立发展为建立(含繁殖含繁殖)稀有和濒危种群所稀有和濒危种群所需要的设备和技术，为在野外重新定殖需要的设备和技术，为在野外重新定殖物种发展新的方法和研究项目。物种发展新的方法和研究项目。7/17/202413生物学家已研究出一些新的技生物学家已研究出一些新的技术来提高来提高这些些种种类的低繁殖率。如：的低繁殖率。如：人工孵卵人工孵卵(artificial incubation)。将采集的卵放在标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，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。人工仔细照料和喂食，稍大后释放到野外或笼养。交叉交叉抚养养(cross-fostering)。兀鹫每年仅产一窝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，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。则每年每只雌兀鹫会产两窝蛋。7/17/202414人工授精人工授精(artificial insemination)artificial insemination)：当动物当动物园仅有一头或很少几头稀有个体时，可以采用园仅有一头或很少几头稀有个体时，可以采用此法。此法。胚胎移植胚胎移植(embryo transfer)embryo transfer)：能增加一些稀有能增加一些稀有动物的繁殖量。动物的繁殖量。其它方法：其它方法：单性别培育物种单性别培育物种(当仅残留一个个体当仅残留一个个体时时)、种间杂交、种间杂交(cross-species cross-species hybridization)(hybridization)(当一个种的残留成员不能在它当一个种的残留成员不能在它们自己中繁殖时们自己中繁殖时)、诱发冬眠和滞育技术、遗传、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。标物种的人工种群。7/17/202415（二）、水族馆（二）、水族馆公开的水族馆传统上都趋于展览一些稀有的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。他海洋哺乳动物表演。当前的主要任当前的主要任务是是发展繁殖技展繁殖技术，以，以便稀有种便稀有种类能在水族能在水族馆中中维持，在某持，在某时候候放回到野外，而且水族放回到野外，而且水族馆的种的种类不需到野不需到野外采集。外采集。7/17/202416 饲养海洋哺乳动物和大型鱼类的一个实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。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例子：白鳍豚现仅保留野生个体约200200个个 ，原因：堤坝、水闸、水污染、船桨、噪音等，原因：堤坝、水闸、水污染、船桨、噪音等，科学家已在河道科学家已在河道U U形弯曲形成的湖中成立了养形弯曲形成的湖中成立了养护繁育中心。护繁育中心。7/17/202417植物园的主要目的是搜集、培育珍稀植物园的主要目的是搜集、培育珍稀濒危植物。危植物。（三）、植物园（三）、植物园世界上最大的植物园英国皇家植物园栽培了世界上最大的植物园英国皇家植物园栽培了2.5万万种植物，约占世界植物种类的种植物，约占世界植物种类的10%，其中，其中2 700种种植物是植物是IUCN红皮书上的受威胁种类。红皮书上的受威胁种类。全球现在有全球现在有1500家植物园，栽培着至少家植物园，栽培着至少3.5万种植万种植物，占世界植物种类的物，占世界植物种类的15%以上，加上温室、私人以上，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生存的植物种类达7万种以上。万种以上。7/17/202418植物比植物比动物物较容易保持在控制条件下。容易保持在控制条件下。植物能容易地通植物能容易地通过种子、种子、扦插、根茎和插、根茎和组织培养定植。培养定植。大多数植物都有大多数植物都有对光照、水分和光照、水分和矿物物质的的共同基本要求，而共同基本要求，而这些在温室和花园中都能些在温室和花园中都能容易地供容易地供给。7/17/2024191 1、种子库、种子库(seed bank)seed bank)任任务：保存作物种：保存作物种类的的变异性。异性。依据：在低温下，种子的新依据：在低温下，种子的新陈代代谢下降，下降，种胚的种胚的营养消耗很慢。养消耗很慢。大多数植物的种大多数植物的种子都能长时间在冷、干条件下贮藏在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。子库中，以后发芽长成新植株。优点：管理工作很少，点：管理工作很少，费用也低。用也低。（四）、种子库与基因资源库（四）、种子库与基因资源库7/17/202420问题：因故障或因故障或设备损坏而坏而毁坏；能量坏；能量贮备耗耗尽和有害尽和有害变化的化的积累使之逐累使之逐渐失去失去发芽力；芽力；对于大型的、生活期于大型的、生活期长的种的种类，恢复种子的活力，恢复种子的活力可能花可能花费极大极大财力和消耗很力和消耗很长时间。约有有15%“顽固的固的”(recalcitrant)种子，既不休眠也不耐种子，既不休眠也不耐低温低温贮藏条件。藏条件。解决方式：解决方式：种子种子样本必本必须定期播种、生定期播种、生长、成、成熟熟结实，贮存新的种子存新的种子样本。本。野生种的种子需野生种的种子需讲究采集究采集(sampling)策略。策略。7/17/2024212.2.基因资源库基因资源库(genome resource bank)genome resource bank)目的：目的：保存野生生物的遗传多样性。保存野生生物的遗传多样性。意义：意义：为就地保护和迁地种群保存了遗传多样性。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减少了饲养个体数目，延长了个体的繁殖寿命。命。为改良家养动物品质和种间杂交提供了野生为改良家养动物品质和种间杂交提供了野生种源。种源。为地理隔离种群之间交流基因提供了途径。为地理隔离种群之间交流基因提供了途径。7/17/202422基因资源库只是一种保护手段，不能取代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。就地和迁地保护的种群。IUCNIUCN保护繁育专家组得出结论：基因资源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。库是长期保存野生生物遗传变异的手段。7/17/202423中国科学院在上海细胞生物学研究所和昆明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。其中昆明所收动物研究所分别建立了细胞库。其中昆明所收集了集了170余种野生动物的细胞，如滇金丝猴、余种野生动物的细胞，如滇金丝猴、黑麂、毛冠鹿、赤斑羚等。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。灭绝的野生动物。7/17/2024247/17/2024257/17/202426（一）、主观上的局限性（一）、主观上的局限性（1 1）迁地保护的成效）迁地保护的成效,取决于政策和经费的连续取决于政策和经费的连续性。性。（2 2）迁地保护场所在数量上和面积上是有限的）迁地保护场所在数量上和面积上是有限的（3 3）在许多动物园、植物园和野生动物园中）在许多动物园、植物园和野生动物园中,不不同的亚种、不同的生态型个体常常混养在一起同的亚种、不同的生态型个体常常混养在一起,使得使得物种的遗传成分混杂。物种的遗传成分混杂。同同时,迁地保迁地保护的物种有的物种有时会受到有意会受到有意识的人工的人工选择的干的干扰,如挑如挑选驯服的、野性弱的个体服的、野性弱的个体进行繁育等。行繁育等。二、迁地保护的局限性二、迁地保护的局限性 7/17/202427（二）、客观上的局限性（二）、客观上的局限性 （1 1）物种的濒危在宏观上总是和原生境条件的变）物种的濒危在宏观上总是和原生境条件的变化有关化有关 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。7/17/202428（2 2）濒危物种往往具有较低水平的遗传多样性）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。7/17/202429（3 3）动动物物具具有有复复杂杂精精细细的的行行为为发发育育模模式式,需需要要社社会会交际空间交际空间,需要环境对其行为的养成。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。7/17/202430（三）、迁地保护与就地保护比较的局限性：（三）、迁地保护与就地保护比较的局限性：种群规模。种群规模。为了防止遗传漂变，迁地保护种群为了防止遗传漂变，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。植物园中均做不到这一点。适应性。适应性。迁地保护种群可能对人为条件经历了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。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。难于取食它们的自然食物。7/17/202431学习技能。学习技能。迁地保护种群的个体可能已丧失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。识别野生食物或探测水源。遗传变异性。遗传变异性。迁地保护种群可能仅代表该物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。理学上就不能适应从前由该种占据的寒冷高地。7/17/202432持续性。持续性。迁地保护工作需要连续的资金支持和迁地保护工作需要连续的资金支持和稳定的政治制度。稳定的政治制度。集中性。集中性。因为迁地保护工作有时集中在一个相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。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难或不可能时，迁地保护可能是最好的或唯一的选择。一的选择。7/17/202433