Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено из Ex situ )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Ex - situ сохранение буквально означает «внеплощадочное сохранение ». Это процесс защиты находящихся под угрозой исчезновения видов, разновидностей или пород растений или животных за пределами их естественной среды обитания; например, путем удаления части популяции из угрожаемой среды обитания и помещения ее в новое место, искусственная среда, аналогичная естественной среде обитания соответствующего животного и находящаяся под присмотром людей, например, зоологические парки и сафари по дикой природе. [1] [2] Степень, в которой люди контролируют или изменяют естественную динамику управляемой популяции, широко варьируется, и это может включать изменение среды обитания, репродуктивных моделей, доступа к ресурсам и защиты от хищников и смертности.Управление ex-situ может происходить в пределах или за пределами естественного географического ареала вида. Лица, поддерживаемые ex situ, существуют вне экологической ниши . Это означает, что они не находятся под тем же давлением отбора, что и дикие популяции, и могут подвергаться искусственному отбору, если поддерживаются ex situ в течение нескольких поколений. [3]

Биоразнообразие сельского хозяйства также сохраняется в коллекциях ex-situ . Это в первую очередь в форме генных банков, в которых хранятся образцы для сохранения генетических ресурсов основных сельскохозяйственных культур и их диких родственников .

Услуги [ править ]

Ботанические сады, зоопарки и аквариумы [ править ]

Ботанические сады и зоопарки являются наиболее традиционными методами сохранения Ex-situ. Также в условиях сохранения ex-situ, все они содержат целые, охраняемые экземпляры для разведения и реинтродукции в дикую природу, когда это необходимо и возможно. Эти учреждения не только предоставляют жилье и уход за образцами исчезающих видов, но также имеют образовательную ценность. Они информируют общественность об угрожающем статусе исчезающих видов и о тех факторах, которые вызывают эту угрозу, с надеждой вызвать общественный интерес в остановке и обращении вспять тех факторов, которые в первую очередь ставят под угрозу выживание вида. Они являются наиболее посещаемыми природными заповедниками ex-situ: согласно WZCS (Всемирная стратегия сохранения зоопарков), 1100 организованных зоопарков в мире ежегодно принимают более 600 миллионов посетителей. По оценкам, всего в мире 2,107 аквариумов и зоопарков в 125 странах мира. Кроме того, многие частные коллекционеры или другие некоммерческие группы содержат животных и участвуют в усилиях по сохранению или реинтродукции.[4] Аналогичным образом существует около 2 000 ботанических садов в 148 округах, где выращивают или хранят около 80 000 таксонов растений. [5]

Техники для растений [ править ]

Криоконсервация [ править ]

Криоконсервация растений заключается в хранении семян, пыльцы, тканей или зародышей в жидком азоте. Этот метод можно использовать для практически неограниченного хранения материала без порчи в течение гораздо большего периода времени по сравнению со всеми другими методами сохранения ex situ . Криоконсервация также используется для сохранения генетики домашнего скота посредством криоконсервации генетических ресурсов животных . Технические ограничения препятствуют криоконсервации многих видов, но криобиология - это область активных исследований, и многие исследования, касающиеся растений, еще продолжаются.

Банк семян [ править ]

Хранение семян в условиях контролируемой температуры и влажности. Этот метод используется для таксонов с ортодоксальными семенами, устойчивыми к высыханию . Возможности банка семян варьируются от герметичных коробок до морозильных камер или хранилищ с климат-контролем. Таксоны с устойчивыми семенами, которые не переносят высыхания, обычно не хранятся в семенных банках в течение длительного периода времени.

Полевой генный банк [ править ]

Используемые обширные посадки под открытым небом поддерживают генетическое разнообразие диких, сельскохозяйственных или лесных видов. Обычно виды, которые трудно или невозможно сохранить в семенных банках, сохраняются в полевых генных банках. Банки полевых генов могут также использоваться для выращивания и отбора потомства видов, хранимых другими методами ex situ .

Коллекции выращивания [ править ]

Садоводческие растения в искусственном ландшафте, как правило, в ботаническом саду или дендрарии. Этот метод аналогичен полевому банку генов в том, что растения содержатся в окружающей среде, но коллекции обычно не так генетически разнообразны или обширны. Эти коллекции подвержены гибридизации, искусственному отбору, генетическому дрейфу и передаче болезней. Виды, которые нельзя сохранить с помощью других методов ex situ , часто включаются в культивируемые коллекции.

Inter situ [ править ]

Растения находятся под опекой садоводства, но окружающая среда приближается к естественным условиям. Это происходит либо с восстановленной, либо с полуестественной средой. Этот метод в основном используется для таксонов, которые встречаются редко или в районах, где среда обитания сильно деградировала.

Техники для животных [ править ]

Резервуар с жидким азотом , используемый для питания криогенного морозильника (для хранения лабораторных образцов при температуре около -150 ° C).

Вымирающие виды и породы животных сохраняются с использованием аналогичных методов. [6] Виды животных могут храниться в генных банках , которые состоят из криогенных помещений, используемых для хранения живой спермы , яйцеклеток или эмбрионов . Например, Зоологическое общество Сан-Диего создало « замороженный зоопарк » для хранения таких образцов с использованием методов криоконсервации более чем 355 видов, включая млекопитающих, рептилий и птиц.

Потенциальным методом помощи в воспроизводстве исчезающих видов является межвидовая беременность , имплантация эмбрионов исчезающих видов в утробу самки родственных видов и вынашивание их до срока. [7] Это было сделано для испанского горного козла . [8]

Генетическое управление популяциями в неволе [ править ]

Популяции в неволе подвержены таким проблемам, как инбридинговая депрессия , потеря генетического разнообразия и адаптация к неволе. Важно управлять популяции в неволе таким образом, чтобы свести к минимуму эти проблемы, чтобы вводимые особи максимально походили на первоначальных основателей, что повысит шансы на успешное повторное внедрение . [9] Во время начальной фазы роста размер популяции быстро увеличивается до тех пор, пока не будет достигнут целевой размер популяции. [10] Размер целевой популяции - это количество особей, которое требуется для поддержания надлежащего уровня генетического разнообразия, которое обычно составляет 90% от текущего генетического разнообразия через 100 лет. [10] Количество особей, необходимое для достижения этой цели, варьируется в зависимости от потенциальной скорости роста, эффективного размера, текущего генетического разнообразия и времени генерации. [9] Как только целевой размер популяции достигнут, акцент смещается на поддержание популяции и предотвращение генетических проблем внутри популяции, содержащейся в неволе. [10]

Минимизация среднего родства [ править ]

Управление популяциями на основе минимизации средних значений родства часто является эффективным способом увеличения генетического разнообразия и предотвращения инбридинга в неволе. [10] Родство - это вероятность того, что два аллеля будут идентичны по происхождению, когда один аллель выбирается случайным образом от каждого спаривающегося человека. Среднее значение родства - это среднее значение родства между данным человеком и любым другим членом населения. Средние значения родства могут помочь определить, каких особей следует спаривать. При выборе особей для разведения важно выбирать особей с наименьшими средними значениями родства, потому что эти особи наименее связаны с остальной частью популяции и имеют наименее общие аллели. [10] Это гарантирует, что более редкиепередаются аллели , что способствует увеличению генетического разнообразия. Также важно избегать спаривания двух особей с очень разными средними значениями родства, потому что такие пары распространяют как редкие аллели, которые присутствуют у индивида с низким средним значением родства, так и общие аллели, которые присутствуют у индивида с высоким значением родства. среднее значение родства. [10] Этот метод генетического управления требует, чтобы родословная была известна, поэтому в обстоятельствах, когда родословная неизвестна, может потребоваться использование молекулярной генетики, такой как данные микросателлитов, чтобы помочь разрешить неизвестные. [9]

Как избежать потери генетического разнообразия [ править ]

Генетическое разнообразие часто утрачивается в неволе популяций из-за эффекта основателя и последующего небольшого размера популяции. [10] Сведение к минимуму потери генетического разнообразия внутри популяции, содержащейся в неволе, является важным компонентом сохранения ex-situ и имеет решающее значение для успешного реинтродукции и долгосрочного успеха вида, поскольку более разнообразные популяции обладают более высоким адаптивным потенциалом. [9] Утрата генетического разнообразия из-за эффекта основателя может быть сведена к минимуму, если популяция основателя будет достаточно большой и генетически репрезентативной для дикой популяции. [10] Это часто бывает сложно, потому что удаление большого количества особей из диких популяций может еще больше уменьшить генетическое разнообразие вида, который уже вызывает озабоченность по поводу сохранения. Альтернативой этому является сбор спермы у диких особей и использование ее путем искусственного осеменения для внесения свежего генетического материала. [11] Максимальное увеличение размера популяции в неволе и эффективного размера популяции может уменьшить потерю генетического разнообразия за счет минимизации случайной потери аллелей из-за генетического дрейфа . [10] Сведение к минимуму количества поколений в неволе - еще один эффективный метод уменьшения потери генетического разнообразия в неволе. [10]

Как избежать адаптации к неволе [ править ]

Отбор благоприятствует различным признакам в неволе, чем в диких популяциях, поэтому это может привести к адаптации, которая полезна в неволе, но пагубна в дикой природе. [10] Это снижает успешность повторной интродукции, поэтому важно управлять популяциями в неволе, чтобы уменьшить адаптацию к неволе. Адаптация к неволе может быть уменьшена за счет минимизации количества поколений в неволе и максимального увеличения числа мигрантов из диких популяций. [10] Сведение к минимуму отбора популяций в неволе путем создания среды, похожей на их естественную среду, является еще одним методом уменьшения адаптации к неволе, но важно найти баланс между средой, которая минимизирует адаптацию к неволе, и средой, которая позволяет адекватное воспроизводство. [10] Адаптация к неволе также может быть уменьшена путем управления пленным населением как серией фрагментов популяции. В этой стратегии управления содержащееся в неволе население делится на несколько субпопуляций или фрагментов, которые содержатся отдельно. Меньшие популяции имеют более низкие адаптивные возможности, поэтому фрагменты популяции с меньшей вероятностью накапливают адаптации, связанные с неволей. Фрагменты хранятся отдельно до инбридинга.становится проблемой. Затем иммигранты обмениваются между фрагментами, чтобы уменьшить инбридинг, а затем снова обрабатывают фрагменты отдельно. [10]

Управление генетическими расстройствами [ править ]

Генетические расстройства часто представляют собой проблему для содержащихся в неволе популяций из-за того, что популяции обычно создаются небольшим числом основателей. [10] В больших популяциях аутбридинга частота наиболее вредных аллелей относительно низка, но когда популяция испытывает затруднения при создании популяции в неволе, ранее редкие аллели могут выжить и увеличиться в количестве. [9] Дальнейшее инбридинг в популяции в неволе также может увеличить вероятность того, что вредные аллели будут выражены из-за увеличения гомозиготности в популяции. [9]Высокая частота генетических нарушений в популяции в неволе может угрожать как выживанию популяции в неволе, так и ее возможному возвращению в дикую природу. [12] Если генетическое заболевание является доминирующим , можно полностью устранить болезнь за одно поколение, избегая разведения пораженных особей. [10] Однако, если генетическое заболевание является рецессивным , может оказаться невозможным полностью устранить аллель из-за его присутствия у здоровых гетерозигот . [10] В этом случае лучший вариант - попытаться минимизировать частоту аллеля путем выборочного выбора пар для спаривания. В процессе устранения генетических нарушений важно учитывать, что, когда определенные особи не могут размножаться, аллели и, следовательно, генетическое разнообразие удаляются из популяции; если этих аллелей нет у других людей, они могут быть полностью утеряны. [12] Предотвращение размножения определенных особей также снижает эффективный размер популяции, что связано с такими проблемами, как потеря генетического разнообразия и рост инбридинга. [10]

Примеры [ править ]

Яркий индийский клевер , Trifolium amoenum , является примером вида, который считался вымершим, но был вновь открыт в 1993 году [13] в виде единственного растения на участке в западном округе Сонома . [14] Семена были собраны, а виды выращены в условиях ex-situ .

Сосна Wollemi является еще одним примером завода , который в настоящее время сохранились через ex - situ сохранения, так как они выращиваются в питомниках , которые будут проданы широкой общественности.

Недостатки [ править ]

Сохранение ex-situ , хотя и помогает человечеству в усилиях по поддержанию и защите окружающей среды, редко бывает достаточно, чтобы спасти вид от исчезновения. Его следует использовать в качестве крайней меры или в качестве дополнения к сохранению in situ, потому что он не может воссоздать среду обитания в целом: всю генетическую вариацию вида, его симбиотические аналоги или те элементы, которые со временем могут помочь вид приспосабливается к изменяющейся среде. Вместо этого ex situСохранение удаляет вид из его естественного экологического контекста, сохраняя его в полуизолированных условиях, в результате чего естественные процессы эволюции и адаптации либо временно останавливаются, либо изменяются путем введения экземпляра в неестественную среду обитания. В случае криогенных методов хранения адаптационные процессы консервированного образца (в буквальном смысле слова) полностью замораживаются. Обратной стороной этого является то, что при повторном выпуске у вида может отсутствовать генетическая адаптация и мутации, которые позволили бы ему процветать в его постоянно меняющейся естественной среде обитания.

Кроме того, методы сохранения ex-situ часто являются дорогостоящими, а криогенное хранение в большинстве случаев экономически нецелесообразно, поскольку виды, хранящиеся таким образом, не могут обеспечить прибыль, а вместо этого медленно истощают финансовые ресурсы правительства или организации, решившей их использовать. Банки семян неэффективны для определенных родов растений с устойчивыми семенами, которые не остаются плодородными в течение длительного периода времени. Болезни и вредители, чужеродные для видов, от которых вид не имеет естественной защиты, также могут нанести вред посевам охраняемых растений на плантациях ex-situ и у животных, живущих in ex-situ.рассадники. Эти факторы в сочетании с особыми экологическими потребностями многих видов, некоторые из которых практически невозможно воссоздать человеком, делают невозможным сохранение ex-situ большого числа находящихся под угрозой исчезновения видов флоры и фауны мира.

См. Также [ править ]

  • Охрана африканских диких собак
  • Животноводство
  • Искусственное оплодотворение
  • Азиатский гепард
  • Разведение в неволе
  • Клонирование
  • Биология сохранения
  • Конвенция о биологическом разнообразии
  • Криоконсервация генетических ресурсов животных
  • Де вымирание
  • Перенос эмбрионов
  • Вымирающие виды
  • Интрацитоплазматическая инъекция спермы
  • Интродуцированные виды
  • Экстракорпоральное оплодотворение
  • Красный список МСОП
  • Список клонированных животных
  • Список интродуцированных видов
  • Плейстоценовый парк
  • Реинтродукция
  • Охрана дикой природы
  • Всемирный союз охраны природы (МСОП)

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Рекомендации Комиссии по выживанию видов МСОП по использованию управления ex situ для сохранения видов» (PDF) . МСОП. 2014 . Проверено 27 мая +2016 .
  2. ^ «Конвенция о биологическом разнообразии» (PDF) . Объединенные Нации. 1992 . Проверено 27 мая +2016 .
  3. ^ Раманатха Рао, V .; Браун, AHD; Джексон, М. (2001). Управление генетическим разнообразием растений . КАБИ. п. 89.
  4. ^ Герран, Эдвард; Хэвенс, Кайри; Маундер, Майк (2004). Сохранение растений ex-situ: поддержка выживания видов в дикой природе . Island Press. п. 91.
  5. ^ Герран, Эдвард; Гавань, Карии; Маундер, Мике (2004). Сохранение растений ex-situ: поддержка выживания видов в дикой природе . Island Press. С. 10–11.
  6. ^ ФАО. 2012. Криоконсервация генетических ресурсов животных. Руководство ФАО по животноводству и здоровью. № 12. Рим.
  7. ^ Niasari-Naslaji, A .; Nikjou, D .; Скидмор, JA; Moghiseh, A .; Mostafaey, M .; Разави, К .; Мусави-Мовахеди, AA (2009). «Межвидовой перенос эмбрионов у верблюдовых: рождение первых телят двугорбых верблюдов (Camelus bactrianus) от верблюдов-верблюдов (Camelus dromedarius)». Размножение, плодородие и развитие . 21 (2): 333–337. DOI : 10,1071 / RD08140 . PMID 19210924 . 
  8. ^ Фернандес-Ариас, А .; Алабарт, JL; Folch, J .; Бекерс, Дж. Ф. (1999). «Межвидовая беременность плода испанского козерога ( Capra pyrenaica ) у реципиентов домашней козы ( Capra hircus ) вызывает аномально высокие плазматические уровни гликопротеина, связанного с беременностью» (PDF) . Териогенология . 51 (8): 1419–1430. DOI : 10.1016 / S0093-691X (99) 00086-2 . PMID 10729070 .  
  9. ^ a b c d e f Клейман, Девра; Томпсон, Катерина; Баер, Шарлотта (2010). Дикие млекопитающие в неволе: принципы и методы управления зоопарком . Издательство Чикагского университета.
  10. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r Фрэнкхэм, Дик; Баллоу, Джон; Бриско, Дэвид (2011). Введение в генетику сохранения . Соединенное Королевство: Издательство Кембриджского университета. С. 430–471. ISBN 978-0-521-70271-3.
  11. ^ https://www.bbc.com/news/world-europe-19260522
  12. ^ a b Laikre, Линда (1999). «Наследственные дефекты и генетическое управление сохранением в неволе». Зоопарк Биология . 18 (2): 81–99. DOI : 10.1002 / (sici) 1098-2361 (1999) 18: 2 <81 :: aid-zoo1> 3.0.co; 2-2 .
  13. ^ Коннорс, PG (1994) Повторное открытие эффектного индийского клевера . Фремонтия 22: 3–7
  14. ^ США Служба рыбы и дичи, Arcata Отдел, 1655 Heindon Road, Arcata, CA.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Энгельс, JMM и Л. Виссер, редакторы. (2003). Руководство по эффективному управлению коллекциями зародышевой плазмы . CABI, IFPRI, IPGRI, SGRP. Архивировано из оригинала на 2007-05-25.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) 174 с.
  • ФАО. (2007). Глобальный план действий в области генетических ресурсов животных и Интерлакенская декларация. Рим.
  • ФАО. (2015). Второй доклад о состоянии мировых генетических ресурсов животных для производства продовольствия и ведения сельского хозяйства. Рим.
  • Геррант, Эдвард О., Кейри Хэвенс и Майк Маундер, редакторы. (2004). Сохранение растений ex-situ: поддержка выживания видов в дикой природе . Island Press.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  • Камешвара, Н., Дж. Хансон, М. Е. Дулло, К. Гош, А. Новелл и М. Ларинде. Руководство по обработке семян в генобанках . Bioversity International, CTA (Технический центр сельскохозяйственного и сельского сотрудничества), ФАО, ILRI. Архивировано из оригинала на 2008-01-21.CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка ) 147 с.
  • Ку, Б .; Pardey, PG; Райт, Б.Д .; и другие. (2004). Сохранение семян . CABI, IFPRI, IPGRI, SGRP. Архивировано из оригинала на 2008-12-11.

Внешние ссылки [ править ]

  • Клонирование для возрождения вымерших видов, 28 мая 2002 г., Грант Холлоуэй, CNN.
  • Репродуктивные технологии и сохранение исчезающих кошек
  • Замороженный ковчег Луизианы
  • ОНЛАЙН-КНИГА: «Сохранение скота и птицы in situ» , 1992, Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций и Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде.
  • "Проблемы сохранения орхидей ex situ", Коалиция по сохранению орхидей
  • Botanic Gardens Conservation International - международная организация, поддерживающая сохранение ex-situ приоритетных видов растений
  • Информационная система о разнообразии домашних животных
  • Осуществление Глобального плана действий в области генетических ресурсов животных