Avel i fångenskap

Ingången till De Wildt Cheetah and Wildlife Center i Sydafrika. Avelsprogram spelar en roll i bevarandet och bevarandet av geparden och den afrikanska vildhunden .

Avel i fångenskap , även känd som förökning i fångenskap , är processen av växter eller djur i kontrollerade miljöer, såsom vilda djurreservat, djurparker , botaniska trädgårdar och andra naturvårdsanläggningar . Det används ibland för att hjälpa arter som hotas av effekterna av mänskliga aktiviteter som klimatförändringar , förlust av livsmiljöer, fragmentering , överjakt eller fiske, föroreningar , predation , sjukdomar och parasitism .

För många arter är relativt lite känt om förutsättningarna för framgångsrik avel. Information om en arts reproduktionsbiologi kan vara avgörande för framgången för ett avelsprogram i fångenskap. I vissa fall kan ett avelsprogram i fångenskap rädda en art från utrotning , men för framgång måste uppfödare ta hänsyn till många faktorer - inklusive genetiska, ekologiska, beteendemässiga och etiska frågor. De flesta framgångsrika försöken involverar samarbete och samordning av många institutioner.

Historia

USFWS personal med två röda vargvalpar uppfödda i fångenskap
Arabian Oryx är ett av de första djuren som återinfördes via ett avelsprogram i fångenskap.

Förädlingstekniker i fångenskap började med den första mänskliga domesticeringen av djur som getter och växter som vete , för minst 10 000 år sedan. Dessa metoder utökades med uppkomsten av de första djurparkerna , som började som kungliga menagerier som den i Hierakonpolis , huvudstad under den predynastiska perioden i Egypten .

De första egentliga avelsprogrammen i fångenskap startade först på 1960-talet. Dessa program, som Arabian Oryx -uppfödningsprogrammet från Phoenix Zoo 1962, syftade till att återinföra dessa arter i naturen. Dessa program utökades under The Endangered Species Act från 1973 från Nixon Administration som fokuserade på att skydda hotade arter och deras livsmiljöer för att bevara den biologiska mångfalden. Sedan dess har forskning och bevarande inrymts i djurparker, till exempel Institute for Conservation Research vid San Diego Zoo som grundades 1975 och utökades 2009, vilket har bidragit till framgångsrika bevarandeinsatser för arter som Hawaiian Crow .

Samordning

Uppfödning av arter som är av intresse för bevarande samordnas av kooperativa avelsprogram som innehåller internationella stamböcker och koordinatorer, som utvärderar enskilda djurs och institutioners roll ur ett globalt eller regionalt perspektiv. Dessa stamböcker innehåller information om födelsedatum, kön, plats och härstamning (om känd), vilket hjälper till att bestämma överlevnads- och reproduktionshastigheter, antalet grundare av befolkningen och inavelskoefficienter. En artsamordnare granskar informationen i stamböcker och bestämmer en avelsstrategi som skulle ge mest fördelaktiga avkommor.

Om två kompatibla djur hittas på olika djurparker kan djuren transporteras för parning, men det är stressande, vilket i sin tur kan göra parning mindre trolig. Detta är dock fortfarande en populär avelsmetod bland europeiska zoologiska organisationer. Konstgjord befruktning (genom att skicka sperma) är ett annat alternativ, men handjur kan uppleva stress under spermainsamlingen, och detsamma gäller för honor under den konstgjorda inseminationen. Dessutom ger detta tillvägagångssätt sperma av lägre kvalitet, eftersom frakt kräver att spermiernas livslängd förlängs under transporttiden.

Det finns regionala program för bevarande av hotade arter :

Se även: World Association of Zoos and Aquariums

Utmaningar

Genetik

Målet för många populationer i fångenskap är att hålla samma nivåer av genetisk mångfald som det som finns i vilda populationer. Eftersom fångenskapspopulationer vanligtvis är små och upprätthålls i konstgjorda miljöer, kan genetiska faktorer som anpassning, inavel och förlust av mångfald vara ett stort problem.

Domesticeringsanpassningar

Adaptiva skillnader mellan växt- och djurpopulationer uppstår på grund av variationer i miljöbelastningar. När det gäller avel i fångenskap innan de återinförs i naturen, är det möjligt för arter att utvecklas för att anpassa sig till den fångna miljön, snarare än sin naturliga miljö.[11] Att återinföra en växt eller ett djur till en miljö som inte liknar den de ursprungligen kom ifrån kan orsaka fixering av egenskaper som kanske inte passar för den miljön och lämnar individen missgynnade. Urvalsintensitet, initial genetisk mångfald och effektiv populationsstorlek kan påverka hur mycket arten anpassar sig till sin miljö i fångenskap. Modelleringsarbeten indikerar att programmens varaktighet (dvs. tiden från grundandet av den fångna befolkningen till den senaste releasehändelsen) är en viktig bestämningsfaktor för återinförandets framgång. Framgången är maximerad för mellanliggande projektvaraktighet vilket möjliggör frigivning av ett tillräckligt antal individer, samtidigt som antalet generationer som genomgår avslappnat urval i fångenskap minimeras. Kan minimeras genom att minska antalet generationer i fångenskap, minimera urvalet för fångenskapsanpassningar genom att skapa en miljö som liknar den naturliga miljön och maximera antalet invandrare från vilda populationer.

Genetisk mångfald

En konsekvens av liten populationsstorlek i fångenskap är den ökade effekten av genetisk drift , där gener har potential att fixa eller försvinna helt av en slump, och därigenom minska den genetiska mångfalden. Andra faktorer som kan påverka genetisk mångfald i en population i fångenskap är flaskhalsar och initial populationsstorlek. Flaskhalsar , såsom snabb nedgång i befolkningen eller en liten initial population påverkar den genetiska mångfalden. Förluster kan minimeras genom att etablera en population med ett tillräckligt stort antal grundare för att genetiskt representera den vilda populationen, maximera populationsstorleken, maximera förhållandet mellan effektiv populationsstorlek och faktisk populationsstorlek och minimera antalet generationer i fångenskap.

Inavel

Inavel är när organismer parar sig med närbesläktade individer, vilket sänker heterozygositeten i en population. Även om inavel kan vara relativt vanligt, när det resulterar i en minskning av konditionen kallas det inavelsdepression . De skadliga effekterna av inavelsdepression är särskilt utbredda i mindre populationer och kan därför vara omfattande i fångna populationer. För att göra dessa populationer till de mest livskraftiga är det viktigt att övervaka och minska effekterna av skadligt alleluttryck orsakat av inavelsdepression och att återställa genetisk mångfald. Att jämföra inavlade populationer med icke-inavlade eller mindre inavlade populationer kan hjälpa till att bestämma omfattningen av skadliga effekter om några finns. Att noggrant övervaka möjligheten till inavel inom den fångenskapsuppfödda populationen är också nyckeln till framgången med återintroduktion i artens ursprungliga livsmiljö.

Speke's Gazelle var i fokus för ett avelsprogram i fångenskap med fokus på att bestämma effekten av selektion på att minska genetisk belastning.
Utavel

Utavel är när organismer parar sig med obesläktade individer, vilket ökar heterozygositeten i en population. Även om ny mångfald ofta är fördelaktigt, om det finns stora genetiska skillnader mellan de två individerna kan det resultera i utavelsdepression. Detta är en minskning av konditionen, liknande den för inavelsdepression, men härrör från ett antal olika mekanismer, inklusive taxonomiska frågor, kromosomala skillnader, sexuell inkompatibilitet eller adaptiva skillnader mellan individerna. En vanlig orsak är skillnader i kromosomploidi och hybridisering mellan individer som leder till sterilitet. Det bästa exemplet är i orangutangen , som före taxonomiska revideringar på 1980-talet vanligtvis skulle paras i fångenskapspopulationer som producerar hybridorangutanger med lägre kondition [ citat behövs ] . Om kromosomal ploidi ignoreras under återinförande, skulle restaureringsinsatser misslyckas på grund av sterila hybrider i det vilda. Om det finns stora genetiska skillnader mellan individer som ursprungligen kommer från avlägsna populationer, bör dessa individer endast födas upp under omständigheter där det inte finns några andra kompisar.

Beteendeförändringar

Avel i fångenskap kan bidra till beteendeförändringar hos djur som återinförts i naturen. Frisläppta djur är vanligtvis mindre kapabla att jaga eller söka föda, vilket leder till svält , möjligen på grund av att de unga djuren tillbringade den kritiska inlärningsperioden i fångenskap. Utsläppta djur visar ofta mer risktagande beteende och misslyckas med att undvika rovdjur . Guldlejontamarinmödrar dör ofta i naturen innan de får avkomma eftersom de inte kan klättra och söka föda. Detta leder till fortsatta populationsminskningar trots återintroduktion eftersom arterna inte kan producera livskraftiga avkommor . Träning kan förbättra förmågan att bekämpa rovdjur, men dess effektivitet varierar.

Lax som föds upp i fångenskap har visat liknande minskningar i försiktighet och dödas av rovdjur när de är unga. Lax som föds upp i en berikad miljö med naturliga bytesdjur visade dock mindre risktagande beteenden och var mer benägna att överleva.

En studie på möss har funnit att efter att avel i fångenskap hade funnits i flera generationer och dessa möss "släpptes ut" för att avla med vilda möss, att de i fångenskap födda mössen föddes sinsemellan istället för med vilda möss. Detta tyder på att avel i fångenskap kan påverka parningspreferenser och har konsekvenser för framgången för ett återintroduktionsprogram.

Chatham Island Black Robin på Rangatira Island, Nya Zeeland.

Människomedierad återhämtning av arter kan oavsiktligt främja maladaptiva beteenden i vilda populationer. 1980 reducerades antalet vilda Chatham Island Black Robins till ett enda par. Intensiv hantering av populationer hjälpte befolkningen att återhämta sig och 1998 fanns det 200 individer. Under tillfrisknandet observerade forskare "kantläggning" en äggläggningsvana där individer lade ägg på kanten av boet istället för mitten. Rim lagda ägg kläcktes aldrig. För att bekämpa detta sköt markförvaltare ägget till mitten av boet, vilket kraftigt ökade reproduktionen. Men genom att låta denna maladaptiva egenskap bestå, var över hälften av befolkningen nu kantlager. Genetiska studier fann att detta var en autosomalt dominant mendelsk egenskap som valdes ut för på grund av mänsklig intervention

Framgångar

En gepard på De Wildt Cheetah and Wildlife Centre.
King cheetah , en variation av gepard med en sällsynt mutation på De Wildt Cheetah and Wildlife Center

De Wildt Cheetah and Wildlife Center , etablerat i Sydafrika 1971, har ett uppfödningsprogram för geparder i fångenskap. Mellan 1975 och 2005 föddes 242 kullar med totalt 785 ungar. Överlevnadsgraden för ungar var 71,3 % under de första tolv månaderna och 66,2 % för äldre ungar, vilket bekräftar det faktum att geparder kan födas fram framgångsrikt (och deras fara minskade ). Det indikerade också att misslyckande i andra häckningsmiljöer kan bero på "dålig" spermiemorfologi .

Przewalskis häst , den enda hästart som aldrig har tämjts, återhämtades från randen av utrotning genom ett avelsprogram i fångenskap och återinfördes framgångsrikt på 1990-talet till Mongoliet, med mer än 750 vildströvande Przewalskis hästar idag.

Galápagossköldpaddspopulationen , som en gång nådde så låg population som 12 återstående individer, återfanns till mer än 2000 idag genom ett avelsprogram i fångenskap . Ytterligare 8 sköldpaddaarter stöddes av avelsprogram i fångenskap i ökedjan.

Vilda tasmanska djävlar har minskat med 90 % på grund av en överförbar cancer som kallas Devil Facial Tumor Disease . Ett populationsprogram för fångenskapsförsäkring startades, men avelsfrekvensen i fångenskap från och med 2012 var lägre än de behövde vara. Keeley, Fanson, Masters och McGreevy (2012) försökte "öka vår förståelse av djävulens brunstcykel och belysa potentiella orsaker till misslyckade man-kvinnliga parningar" genom att undersöka tidsmässiga mönster av fekala koncentrationer av gestagen och kortikosteronmetabolit . De fann att majoriteten av misslyckade honor var födda i fångenskap, vilket tyder på att om artens överlevnad enbart berodde på avel i fångenskap, skulle populationen förmodligen försvinna.

År 2010 fann Oregon Zoo att Columbia Basin pygmékaninpar baserade på förtrogenhet och preferenser resulterade i en betydande ökning av avelsframgången.

Under 2019 försökte forskare att föda upp amerikansk paddlefish och rysk stör separat av misstag - en hybridfisk mellan de två fiskarna.

Metoder som används

Se även: Konstgjord insemination § Hos djur
Varje känd individ i Kaliforniens kondorpopulation har fångats och sedan avlats upp med forskning från mikrosatellitregioner i deras genom.

För att hitta en avelspopulation i fångenskap med adekvat genetisk mångfald väljer uppfödare vanligtvis individer från olika ursprungspopulationer - helst minst 20-30 individer. Grundande populationer för avelsprogram i fångenskap har ofta haft färre individer än idealt på grund av deras hotade tillstånd, vilket gör dem mer mottagliga för utmaningar som inavelsdepression.

För att övervinna utmaningar med avel i fångenskap såsom adaptiva skillnader, förlust av genetisk mångfald, inavelsdepression och utavelsdepression och få önskade resultat använder avelsprogram i fångenskap många övervakningsmetoder. Konstgjord insemination används för att producera önskad avkomma från individer som inte parar sig naturligt för att minska effekterna av att para närbesläktade individer såsom inavel. Metoder som ses i pandapornografi tillåter program att para utvalda individer genom att uppmuntra parningsbeteende. Eftersom ett bekymmer inom avel i fångenskap är att minimera effekterna av att föda upp närbesläktade individer, mikrosatellitregioner från en organisms genom användas för att bestämma mängder av släktskap mellan grundare för att minimera släktskap och välja de mest avlägsna individerna att avla. Denna metod har framgångsrikt använts i fångenskapsuppfödning av Kaliforniens kondor och Guam rail . Systemet för maximal undvikande av inavel (MAI) tillåter kontroll på gruppnivå snarare än individuell nivå genom att rotera individer mellan grupper för att undvika inavel.

Ny teknik

Assisterad befruktning (ART): Artificiell insemination

Att få vilda djur i fångenskap att avla naturligt kan vara en svår uppgift. Jättepandas tappar till exempel intresset för att para sig när de väl fångas, och jättepandor honor upplever bara brunst en gång om året, vilket bara varar i 48 till 72 timmar. Många forskare har vänt sig till artificiell insemination i ett försök att öka populationerna av hotade djur. Det kan användas av många skäl, inklusive för att övervinna fysiska avelssvårigheter, för att tillåta en hane att inseminera ett mycket större antal honor, för att kontrollera avkommans faderskap och för att undvika skador som uppstår under naturlig parning. Det skapar också mer genetiskt olika populationer i fångenskap, vilket gör det möjligt för fångenskapsanläggningar att enkelt dela genetiskt material med varandra utan att behöva flytta djur. Forskare vid Justus-Liebig-universitetet i Giessen, Tyskland, från Michael Lierz arbetsgrupp, utvecklade en ny teknik för spermainsamling och artificiell insemination hos papegojor som producerar världens första ara genom assisterad reproduktion

Kryokonservering

Djurarter kan bevaras i genbanker , som består av en kryogen anläggning som används för att lagra levande spermier , ägg eller embryon under ultrakalla förhållanden. Zoological Society of San Diego har etablerat en " fryst zoo " för att lagra frusen vävnad från världens sällsynta och mest hotade arter med hjälp av kryokonserveringstekniker . För närvarande har det funnits mer än 355 arter, inklusive däggdjur, reptiler och fåglar. Kryokonservering kan utföras som oocytkryokonservering före befruktning, eller som embryokryokonservering efter befruktning. Kryogeniskt konserverade exemplar kan potentiellt användas för att återuppliva raser som är utrotningshotade eller utrotade , för rasförbättring, korsning, forskning och utveckling. Denna metod kan användas för praktiskt taget obestämd lagring av material utan försämring under en mycket längre tidsperiod jämfört med alla andra metoder för ex situ-konservering. Kryokonservering kan dock vara en dyr strategi och kräver långsiktigt hygieniskt och ekonomiskt engagemang för att groddplasmer ska förbli livskraftiga. Kryokonservering kan också möta unika utmaningar baserat på arten, eftersom vissa arter har en minskad överlevnadsgrad av frusen groddplasma, men kryobiologi är ett område för aktiv forskning och många studier rörande växter pågår.

Ett exempel på användningen av kryokonservering för att förhindra utrotning av en boskapsras är fallet med den ungerska grå boskapen, eller Magya Szurke. Ungersk grå nötkreatur var en gång en dominerande ras i sydöstra Europa med en befolkning på 4,9 miljoner djur 1884. De användes främst för dragkraft och kött. Befolkningen hade dock minskat till 280 000 djur vid slutet av andra världskriget och nådde så småningom den låga populationen på 187 honor och 6 hanar från 1965 till 1970. Rasens minskade användning berodde främst på mekaniseringen av jordbruket och antagandet av större raser, som ger högre mjölkproduktion. Den ungerska regeringen startade ett projekt för att bevara rasen, eftersom den har värdefulla egenskaper, såsom uthållighet, lätthet vid kalvning, sjukdomsresistens och enkel anpassning till en mängd olika klimat. Regeringsprogrammet inkluderade olika bevarandestrategier, inklusive kryokonservering av sperma och embryon. Den ungerska regeringens bevarandeinsatser förde befolkningen upp till 10 310 år 2012, vilket visar en betydande förbättring med hjälp av kryokonservering.

Kloning

De bästa nuvarande kloningsteknikerna har en genomsnittlig framgångsfrekvens på 9,4 procent när man arbetar med välbekanta arter som möss , medan kloning av vilda djur vanligtvis är mindre än 1 procent framgångsrik. År 2001 födde en ko vid namn Bessie en klonad asiatisk gaur , en utrotningshotad art, men kalven dog efter två dagar. 2003 klonades en banteng framgångsrikt, följt av tre afrikanska vildkatter från ett tinat fruset embryo. Dessa framgångar gav hopp om att liknande tekniker (med hjälp av surrogatmödrar av en annan art) kan användas för att klona utdöda arter. frystes vävnadsprover från den sista bukardon ( Pyrenean ibex ) i flytande kväve omedelbart efter att den dog år 2000. Forskare överväger också att klona utrotningshotade arter som jättepandan och geparden . Kloning av djur motsätts dock av djurgrupper på grund av antalet klonade djur som lider av missbildningar innan de dör.

Interspecifik graviditet

En potentiell teknik för att hjälpa till med reproduktion av utrotningshotade arter är interspecifik graviditet , implantering av embryon från en hotad art i livmodern på en hona av en besläktad art, vilket leder till att det tar slut. Den har använts för den spanska stenbock och Houbara bustard.

Etiska betänkligheter

Med framgångar har uppfödningsprogram i fångenskap visat sig vara framgångsrika genom historien. Noterbara exempel inkluderar den amerikanska black-footed illern ; 1986 höjdes en minskande vildpopulation på endast 18 så småningom till 500. En vacker och mystisk antilop från Mellanöstern, den arabiska oryxen jagades under århundraden, vilket minskade deras population i slutet av 1960-talet till bara elva levande djur; eftersom de inte ville förlora ett sådant symboliskt djur från Mellanöstern, räddades dessa individer och donerades av kung Saud till Phoenix Zoo , San Diego Zoo och deras (vid den tiden) nyutvecklade, 1 800 hektar stora (730 ha) Wild Animal Park , före hans död 1969. Från dessa handlingar föddes dessa elva oryx framgångsrikt upp från utrotningens rand och skulle fortsätta att återutsläppas i öknarna i Jordanien , Oman , Bahrain , Förenade Arabemiraten och Qatar . Från och med 1980 släpptes de första djuren på fri fot. För närvarande uppgår de vilda djuren till cirka 1 000 individer, med ytterligare 6 000-7 000 i djurparker och avelscentra internationellt.

Även om avel i fångenskap låter som en idealisk lösning för att förhindra hotade djur från att utsättas för allvarliga hot om utrotning, finns det fortfarande skäl att tro att dessa program ibland kan göra mer skada än nytta. Vissa skadliga effekter inkluderar förseningar i förståelsen av optimala förhållanden som krävs för reproduktion, misslyckande med att nå självförsörjande nivåer eller tillhandahålla tillräckligt med bestånd för frisättning, förlust av genetisk mångfald på grund av inavel och dålig framgång i återintroduktioner trots tillgängliga fångenuppfödda ungar. Även om det har bevisats att avelsprogram i fångenskap har gett negativa genetiska effekter för att minska konditionen hos organismer som avlats i fångenskap, finns det inga direkta bevis som visar att denna negativa effekt också minskar den övergripande konditionen hos deras vildfödda avkomlingar.

Det finns anledning att kräva frisläppande av djur från fångenskapsprogram av fyra huvudskäl: brist på tillräckligt med utrymme på grund av alltför framgångsrika avelsprogram, stängning av anläggningar på grund av ekonomiska skäl, påtryckningar från djurrättsförespråkande grupper och för att stödja bevarandet av utrotningshotade arter. Dessutom finns det många etiska komplikationer med att återinföra djur födda i fångenskap tillbaka till naturen. Till exempel, när forskare återinförde en sällsynt art av padda tillbaka till Mallorcas vilda 1993, introducerades oavsiktligt en potentiellt dödlig svamp som kunde döda grodor och paddor. Det är också viktigt att bibehålla organismens ursprungliga livsmiljö, eller replikera den specifika livsmiljön för arternas överlevnad.

Se även

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Captive_breeding&oldid=1139732175 "