Войти
Сохранение ex situ буквально означает «сохранение за пределами участка сохранение ». Это процесс защиты находящихся под угрозой исчезновения видов, разновидностей или породы растений или животных за пределами их естественной среды обитания; например, путем удаления части популяции из угрожаемой среды обитания и помещения ее в новое место, которое может быть дикой природой или находиться в зоне заботы людей. 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 сохраняются ex-situ в течение нескольких поколений.
Биоразнообразие сельского хозяйства также сохраняется в коллекциях ex-situ. Это в первую очередь в форме генных банков, где образцы хранятся для сохранения генетических ресурсов основных сельскохозяйственных культур и их диких родственников.
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 повторного введения в дикую природу, когда это необходимо и возможно. Эти учреждения обеспечивают не только жилье и уход за представителями исчезающих видов, но и имеют образовательную ценность. Они информируют общественность об угрожающем статусе видов, находящихся под угрозой, и о тех факторах, которые вызывают 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 оценке WZCS (Всемирная стратегия сохранения зоопарков), что 1100 организованных зоопарков в мире ежегодно принимают более 600 миллионов посетителей. В мире насчитывается 2107 аквариумов и зоопарков в 125 странах. Кроме того, многие частные коллекционеры или другие некоммерческие группы содержат животных и участвуют в усилиях по сохранению или реинтродукции. Аналогичным образом существует около 2000 ботанических садов в 148 округах, где выращивают или хранят около 80 000 таксонов растений.
Хранение 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 является областью активных исследований, и многие исследования, касающиеся растений, еще продолжаются.
Хранение семян в условиях контролируемой температуры и влажности. Этот метод используется для таксонов с ортодоксальными семенами, устойчивыми к высыханию. Банки семян варьируются от герметичных коробок до морозильных камер или хранилищ с климат-контролем. Таксоны с устойчивыми семенами, не переносящими высыхания, обычно не хранятся в семенных банках в течение длительного периода времени.
Используемые обширные насаждения 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.
Растения, находящиеся под садоводством 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. В культивируемые коллекции часто включаются виды, которые невозможно сохранить с помощью других методов ex-situ.
Растения находятся под опекой садоводства, но окружающая среда поддерживается почти в естественных условиях. Это происходит либо с восстановленной, либо с полуестественной средой. Этот метод в основном используется для таксонов, которые являются редкими или в районах, где среда обитания сильно деградировала.
Резервуар с жидким азотом, используемый для питания криогенной морозильной камеры (для хранения лабораторных образцов при температуре около -150 ° C). Находится под угрозой исчезновения. виды и породы животных сохраняются с использованием аналогичных методов. Виды животных могут храниться в генобанках, которые состоят из криогенных помещений, используемых для хранения живых спермы, яиц 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 вымирающих видов является межвидовая беременность, имплантация эмбрионов исчезающих видов в утробу самки родственных видов и их вынашивание. Это было проведено для испанского козерога.
Популяции в неволе подвержены таким проблемам, как депрессия инбридинга, потеря генетического разнообразия и приспособления к неволе. Важно управлять популяции в неволе таким образом, чтобы свести к минимуму эти проблемы, чтобы вводимые особи максимально походили на первоначальных основателей, что увеличит шансы на успешное повторное внедрение. Во время начальной фазы роста размер популяции быстро увеличивается до тех пор, пока не будет достигнут целевой размер популяции. 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. Количество особей, необходимое для достижения этой цели, варьируется в зависимости от потенциальной скорости роста, эффективного размера, текущего генетического разнообразия и времени генерации. Как только целевой размер популяции достигнут, акцент смещается на поддержание популяции и предотвращение генетических проблем в неволе.
Управление популяциями на основе минимизации средних значений родства часто является эффективный способ увеличить генетическое разнообразие и избежать инбридинга в неволе. Родство - это вероятность того, что два аллеля будут идентичными по происхождению, когда один аллель выбран случайным образом от каждого спаривающегося человека. Среднее значение родства - это среднее значение родства между данным человеком и каждым 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. Это гарантирует передачу более редких аллелей , что помогает увеличить генетическое разнообразие. Также важно избегать спаривания двух особей с очень разными средними значениями родства, потому что такие пары распространяют как редкие аллели, присутствующие у индивида с низким средним значением родства, так и общие аллели, которые присутствуют у индивида с высоким значением родства. среднее значение родства. 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.
Генетическое разнообразие часто утрачивается внутри содержащихся в неволе популяций из-за эффекта основателя и последующих малых размеров популяции. Сведение к минимуму утраты генетического разнообразия в 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 имеют более высокий адаптивный потенциал. Утрата генетического разнообразия из-за эффекта основателя может быть сведена к минимуму, если популяция основателя будет достаточно большой и генетически репрезентативной для дикой популяции. Это часто бывает сложно, потому что удаление большого количества особей из диких популяций может еще больше снизить генетическое разнообразие видов, которые уже вызывают озабоченность по поводу сохранения. Альтернативой этому является сбор спермы у диких особей и использование ее путем искусственного осеменения для внесения свежего генетического материала. 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. Сведение к минимуму количества поколений в неволе - еще один эффективный метод уменьшения потери генетического разнообразия в неволе.
Селекция благоприятствует другим признакам в неволе, чем в дикой природе популяции, так что это может привести к адаптации, которая полезна в неволе, но вредна в дикой природе. Это снижает успешность повторной интродукции, поэтому важно управлять популяциями в неволе, чтобы уменьшить адаптацию к неволе. Адаптация к неволе может быть уменьшена за счет сведения к минимуму количества поколений в неволе и максимального увеличения числа мигрантов из диких популяций. Сведение к минимуму селекции популяции в неволе путем создания среды, похожей на их естественную среду, является еще одним методом снижения адаптации к неволе, но важно найти баланс между средой, которая минимизирует адаптацию к неволе, и средой, которая позволяет адекватное воспроизводство. Адаптацию к неволе также можно снизить, управляя 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 тех пор, пока инбридинг не станет проблемой. Затем иммигранты обмениваются между фрагментами, чтобы уменьшить инбридинг, а затем фрагменты снова обрабатываются отдельно.
Генетические нарушения часто являются проблемой в неволе из-за того, что популяции обычно создаются из небольшого числа учредителей. В больших аутбридированных популяциях 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. Дальнейшее инбридинг внутри популяции, содержащейся в неволе, также может увеличить вероятность того, что вредные аллели будут экспрессироваться из-за увеличения гомозиготности в популяции. Высокая частота генетических нарушений в популяции, содержащейся в неволе, может угрожать как выживанию популяции в неволе, так и ее возможному возвращению в дикую природу. Если генетическое заболевание является доминантным, можно полностью устранить заболевание за одно поколение, избегая разведения пораженных особей. Однако, если генетическое заболевание рецессивное, может оказаться невозможным полностью устранить аллель из-за его присутствия в здоровых гетерозиготах. В этом случае лучший вариант - попытаться минимизировать частоту аллеля, выборочно выбирая пары 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. Предотвращение размножения определенных особей также снижает эффективный размер популяции, что связано с такими проблемами, как потеря генетического разнообразия и увеличение инбридинга.
Яркий индийский клевер, Trifolium amoenum, является пример вида, который считался вымершим, но был вновь открыт в 1993 году в виде единственного растения на участке в западном округе Сонома. Были собраны семена и выращены виды на объектах ex-situ.
Сосна воллеми - еще один пример растения, которое сохраняется посредством сохранения ex situ, поскольку они выращиваются в питомниках для продажи широкой публике.
Сохранение ex-situ, хотя и помогает человечеству в усилиях по поддержанию и защите окружающей среды, редко бывает достаточно, чтобы спасти вид от вымирания. Его следует использовать в качестве крайней меры или в качестве дополнения к сохранению in situ, поскольку он не может воссоздать среду обитания в целом: всю генетическую вариацию вида, его симбиотические аналоги или те элементы, которые со временем могут помочь виду адаптироваться к изменяющейся среде. Вместо этого сохранение ex-situ 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 могут отсутствовать генетические адаптации 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 действовать. их. Seedbanks неэффективны для определенных растений родов с непокорными семенами, которые не остаются плодородными в течение длительного времени. Болезни и вредители, чужеродные для видов, против которых у этого вида нет естественной защиты, также могут наносить вред посевам охраняемых растений на плантациях ex-situ и у животных, живущих в местах размножения ex-situ. Эти факторы в сочетании с особыми экологическими потребностями многих видов, некоторые из которых практически невозможно воссоздать человеком, делают невозможным сохранение ex-situ значительного числа видов флоры и фауны, находящихся под угрозой исчезновения.
