Ex situ bevarande

Svalbard GLOBAL SEED BANK , ett ex situ- skydd.

Ex situ- bevarande betyder bokstavligen " bevarande utanför anläggningen ". Det är processen att skydda en hotad art, sort eller ras , av växt eller djur utanför dess naturliga livsmiljö; till exempel genom att ta bort en del av befolkningen från en hotad livsmiljö och placera den på en ny plats, en konstgjord miljö som liknar respektive djurs naturliga livsmiljö och inom människans vård, är exempelvis zoologiska parker och vildmarksafari. Den grad i vilken människor kontrollerar eller modifierar den naturliga dynamiken i den hanterade befolkningen varierar stort, och detta kan innefatta förändringar av livsmiljöer, reproduktionsmönster, tillgång till resurser och skydd mot predation och dödlighet. Ex situ -förvaltning kan ske inom eller utanför en arts naturliga geografiska utbredningsområde. Individer som upprätthålls ex situ existerar utanför en ekologisk nisch . Detta innebär att de inte är under samma selektionstryck som vilda populationer, och de kan genomgå artificiell selektion om de bibehålls ex situ i flera generationer.

Jordbrukets biologiska mångfald bevaras också i ex situ- samlingar. Detta är främst i form av genbanker där prover lagras för att bevara de genetiska resurserna hos stora växter och deras vilda släktingar .

Faciliteter

Botaniska trädgårdar, djurparker och akvarier

Botaniska trädgårdar , djurparker och akvarier är de mest konventionella metoderna för ex situ- bevarande. Också in ex situ bevarande, som alla hyser hela, skyddade exemplar för avel och återinföring i naturen när det är nödvändigt och möjligt. Dessa anläggningar ger inte bara bostäder och vård för exemplar av hotade arter, utan har också ett pedagogiskt värde. De informerar allmänheten om den hotade statusen för hotade arter och om de faktorer som orsakar hotet, med hopp om att skapa allmänintresse för att stoppa och vända på de faktorer som i första hand äventyrar en arts överlevnad. De är de mest besökta ex situ -bevarandeplatserna, med WZCS (World Zoo Conservation Strategy) som uppskattar att de 1 100 organiserade djurparkerna i världen tar emot mer än 600 miljoner besökare årligen. Globalt finns det uppskattningsvis totalt 2 107 akvarier och djurparker i 125 länder. Dessutom håller många privata samlare eller andra icke-vinstdrivande grupper djur och de engagerar sig i bevarande- eller återinförandeinsatser. På liknande sätt finns det cirka 2 000 botaniska trädgårdar i 148 län som odlar eller lagrar uppskattningsvis 80 000 taxa växter.

Tekniker för växter

Kryokonservering

Kryokonservering av växter består av lagring av frön, pollen, vävnad eller embryon i flytande kväve. 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 används också för att bevara boskapsgenetik genom kryokonservering av animaliska genetiska resurser . Tekniska begränsningar förhindrar kryokonservering av många arter, men kryobiologi är ett område för aktiv forskning och många studier om växter pågår.

Fröbank

Lagring av frön i en temperatur- och fuktkontrollerad miljö. Denna teknik används för taxa med ortodoxa frön som tål uttorkning . Fröbanksfaciliteter varierar från förseglade lådor till klimatkontrollerade ingångsfrysar eller valv. Taxa med motsträviga frön som inte tål uttorkning hålls vanligtvis inte i fröbankar under längre perioder.

Fält genbank

En omfattande utomhusplantering som används upprätthåller den genetiska mångfalden av vilda, jordbruks- eller skogsbruksarter. Typiskt bevaras arter som antingen är svåra eller omöjliga att konservera i fröbankar i fältgenbanker. Fältgenbanker kan också användas för att växa och selektera avkomma av arter som lagrats med andra ex situ- tekniker.

Odlingssamlingar

Växter under trädgårdsvård i ett konstruerat landskap, typiskt en botanisk trädgård eller arboreta. Denna teknik liknar en fältgenbank genom att växter hålls i den omgivande miljön, men samlingarna är vanligtvis inte så genetiskt olika eller omfattande. Dessa samlingar är mottagliga för hybridisering, artificiell selektion, genetisk drift och sjukdomsöverföring. Arter som inte kan bevaras med andra ex situ -tekniker ingår ofta i odlade samlingar.

Inter situ

Växter är under trädgårdsvård, men miljön sköts till nära naturliga förhållanden. Detta sker med antingen återställda eller semi-naturliga miljöer. Denna teknik används främst för taxa som är sällsynt eller i områden där livsmiljön har blivit allvarligt försämrad.

Vävnadskultur (lagring och förökning)

Somatisk vävnad kan lagras in vitro under korta tidsperioder. Detta görs i en ljus- och temperaturkontrollerad miljö som reglerar tillväxten av celler. Som en ex situ- konserveringsteknik används primärt vävnadskultur för klonal förökning av vegetativ vävnad eller omogna frön. Detta möjliggör förökning av klonala växter från en relativt liten mängd modervävnad.

Tekniker för djur

En tank med flytande kväve , som används för att förse en kryogen frys (för förvaring av laboratorieprover vid en temperatur på cirka -150 °C)

Utrotningshotade djurarter och raser bevaras med liknande tekniker. Djurarter kan bevaras i genbanker , som består av kryogena anläggningar som används för att lagra levande spermier , ägg eller embryon . Till exempel har Zoological Society of San Diego etablerat en " frusen zoo " för att lagra sådana prover med hjälp av kryokonserveringstekniker från mer än 355 arter, inklusive däggdjur, reptiler och fåglar.

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 bär det till sikt. Det har utförts för den spanska stenbocken .

Genetisk hantering av fångna populationer

Populationer i fångenskap är föremål för problem som inavelsdepression , förlust av genetisk mångfald och anpassningar till fångenskap. Det är viktigt att hantera fångna populationer på ett sätt som minimerar dessa problem så att individerna som ska introduceras kommer att likna de ursprungliga grundarna så nära som möjligt, vilket ökar chanserna för framgångsrika återintroduktioner . Under den inledande tillväxtfasen utökas populationsstorleken snabbt tills en målpopulationsstorlek uppnås. Målpopulationsstorleken är antalet individer som krävs för att upprätthålla lämpliga nivåer av genetisk mångfald, vilket i allmänhet anses vara 90 % av den nuvarande genetiska mångfalden efter 100 år. Antalet individer som krävs för att uppnå detta mål varierar baserat på potentiell tillväxthastighet, effektiv storlek, nuvarande genetiska mångfald och generationstid. När målpopulationens storlek har nåtts skiftar fokus till att bibehålla populationen och undvika genetiska problem inom fångenskapspopulationen.

Minimera medelsläktskap

Att hantera populationer baserat på att minimera genomsnittliga släktskapsvärden är ofta ett effektivt sätt att öka den genetiska mångfalden och undvika inavel inom fångna populationer. Släktskap är sannolikheten att två alleler kommer att vara identiska genom härkomst när en allel tas slumpmässigt från varje parningsindivid. Det genomsnittliga släktskapsvärdet är det genomsnittliga släktskapsvärdet mellan en given individ och varje annan medlem av befolkningen. Genomsnittliga släktskapsvärden kan hjälpa till att avgöra vilka individer som ska paras. Vid val av individer för avel är det viktigt att välja individer med de lägsta medelvärdena för släktskap eftersom dessa individer är minst släkt med resten av populationen och har minst gemensamma alleler. Detta säkerställer att sällsynta alleler förs vidare, vilket bidrar till att öka den genetiska mångfalden. Det är också viktigt att undvika att para två individer med mycket olika medelvärde för släktskap eftersom sådana parningar sprider både de sällsynta alleler som finns hos individen med det låga medelsläktskapsvärdet och de vanliga alleler som finns hos individen med det höga. medelvärde för släktskap. Denna genetiska hanteringsteknik kräver att härkomsten är känd, så under omständigheter där härkomsten är okänd kan det vara nödvändigt att använda molekylär genetik som mikrosatellitdata för att hjälpa till att lösa okända.

Undviker förlust av genetisk mångfald

Genetisk mångfald går ofta förlorad inom fångna populationer på grund av grundareffekten och efterföljande små populationsstorlekar. Att minimera förlusten av genetisk mångfald inom fångenskapspopulationen är en viktig komponent i ex situ- bevarande och är avgörande för framgångsrika återintroduktioner och den långsiktiga framgången för arten, eftersom fler olika populationer har högre anpassningspotential . Förlusten av genetisk mångfald på grund av grundareffekten kan minimeras genom att säkerställa att grundarpopulationen är tillräckligt stor och genetiskt representativ för den vilda populationen. Detta är ofta svårt eftersom att ta bort ett stort antal individer från de vilda populationerna ytterligare kan minska den genetiska mångfalden hos en art som redan är av intresse för bevarande. Ett alternativ till detta är att samla in spermier från vilda individer och använda detta via konstgjord insemination för att få in färskt genetiskt material. Att maximera den fångna populationsstorleken och den effektiva populationsstorleken kan minska förlusten av genetisk mångfald genom att minimera den slumpmässiga förlusten av alleler på grund av genetisk drift . Att minimera antalet generationer i fångenskap är en annan effektiv metod för att minska förlusten av genetisk mångfald i populationer i fångenskap.

Undviker anpassningar till fångenskap

Selektion gynnar olika egenskaper hos populationer i fångenskap än i vilda populationer, så detta kan resultera i anpassningar som är fördelaktiga i fångenskap men som är skadliga i det vilda. Detta minskar framgången med återintroduktioner, så det är viktigt att hantera populationer i fångenskap för att minska anpassningar till fångenskap. Anpassningar till fångenskap kan minskas genom att minimera antalet generationer i fångenskap och genom att maximera antalet migranter från vilda populationer. Att minimera urvalet på populationer i fångenskap genom att skapa en miljö som liknar deras naturliga miljö är en annan metod för att minska anpassningar till fångenskap, men det är viktigt att hitta en balans mellan en miljö som minimerar anpassning till fångenskap och en miljö som tillåter adekvat reproduktion. Anpassningar till fångenskap kan också minskas genom att hantera fångenskapsbefolkningen som en serie av befolkningsfragment. I denna förvaltningsstrategi delas fångenskapspopulationen upp i flera delpopulationer eller fragment som upprätthålls separat. Mindre populationer har lägre adaptiva potentialer, så populationsfragmenten är mindre benägna att ackumulera anpassningar associerade med fångenskap. Fragmenten bevaras separat tills inavel blir ett problem. Invandrare byts sedan ut mellan fragmenten för att minska inaveln, och sedan hanteras fragmenten separat igen.

Hantera genetiska störningar

Genetiska störningar är ofta ett problem inom fångna populationer på grund av att populationerna vanligtvis är etablerade från ett litet antal grundare. I stora, utavelspopulationer är frekvensen av de flesta skadliga alleler relativt låga, men när en population genomgår en flaskhals under grundandet av en fången population kan tidigare sällsynta alleler överleva och öka i antal. Ytterligare inavel inom fångenskapspopulationen kan också öka sannolikheten för att skadliga alleler kommer att uttryckas på grund av ökande homozygositet inom populationen. Den höga förekomsten av genetiska störningar inom en fångenskapspopulation kan hota både överlevnaden för fångenskapsbefolkningen och dess eventuella återinförande tillbaka till naturen. Om den genetiska störningen är dominerande kan det vara möjligt att eliminera sjukdomen helt i en enda generation genom att undvika uppfödning av de drabbade individerna. Men om den genetiska störningen är recessiv , kanske det inte är möjligt att helt eliminera allelen på grund av dess närvaro i opåverkade heterozygoter . I det här fallet är det bästa alternativet att försöka minimera frekvensen av allelen genom att selektivt välja parningspar. I processen att eliminera genetiska störningar är det viktigt att tänka på att när vissa individer hindras från att häcka, tas alleler och därför genetisk mångfald bort från populationen; om dessa alleler inte finns hos andra individer kan de gå förlorade helt. Att hindra vissa individer från aveln minskar också den effektiva populationsstorleken, vilket är förknippat med problem som förlust av genetisk mångfald och ökad inavel.

Exempel

Prydlig indisk klöver , Trifolium amoenum , är ett exempel på en art som troddes vara utdöd, men som återupptäcktes 1993 i form av en enda växt på en plats i västra Sonoma County . Frön skördades och arterna odlades i ex situ -anläggningar.

Wollemi -tallen är ett annat exempel på en växt som bevaras genom ex situ- konservering, eftersom den odlas i plantskolor för att säljas till allmänheten.

Den orange magade papegojan , med en vild population på 14 fåglar i början av februari 2017, föds upp i ett avelsprogram i fångenskap. Populationen i fångenskap består av cirka 300 fåglar.

Nackdelar

Ex situ- bevarande, även om det är till hjälp i mänsklighetens ansträngningar att upprätthålla och skydda vår miljö, är sällan tillräckligt för att rädda en art från utrotning. Den ska användas som en sista utväg, eller som ett komplement till in situ- bevarande eftersom det inte kan återskapa livsmiljön som helhet: hela genetiska variationen av en art, dess symbiotiska motsvarigheter eller de element som med tiden kan hjälpa till en art anpassar sig till sina föränderliga omgivningar. Bevarande ex situ tar istället bort arten från dess naturliga ekologiska sammanhang, och bevarar den under halvisolerade förhållanden där naturliga evolution och anpassningsprocesser antingen stoppas tillfälligt eller förändras genom att exemplaret introduceras till en onaturlig livsmiljö. När det gäller kryogena lagringsmetoder är det bevarade exemplarets anpassningsprocesser (bokstavligen) helt frysta. Nackdelen med detta är att arten vid återutsättning kan sakna de genetiska anpassningar och mutationer som skulle göra det möjligt för den att frodas i sin ständigt föränderliga naturliga livsmiljö.

Dessutom är ex situ- konserveringstekniker ofta kostsamma, där kryogen lagring är ekonomiskt omöjlig i de flesta fall eftersom arter som lagras på detta sätt inte kan ge en vinst utan istället långsamt tömma de finansiella resurserna för regeringen eller organisationen som är fast besluten att driva dem. Fröbankar är ineffektiva för vissa växtsläkten med motsträviga frön som inte förblir fertila under långa perioder. Sjukdomar och skadedjur främmande för arten, mot vilka arten inte har något naturligt försvar, kan också förlama grödor av skyddade växter i ex situ plantager och hos djur som lever i ex situ häckningsplatser. Dessa faktorer, i kombination med de specifika miljöbehoven hos många arter, av vilka en del är nästan omöjliga att återskapa av människan, gör ex situ- bevarande omöjligt för ett stort antal av världens hotade flora och fauna.

Se även

Vidare läsning

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Ex_situ_conservation&oldid=1122717866 "