Avl i fangenskap - Captive breeding

Inngang til De Wildt Cheetah and Wildlife Center i Sør -Afrika . Avlsprogrammer spiller en rolle i bevaring og bevaring av geparden og den afrikanske villhunden

Avl i fangenskap, også kjent som "fangenskap forplantning", er prosessen med å opprettholde planter eller dyr i kontrollerte miljøer, for eksempel viltreservater, dyreparker , botaniske hager og andre bevaringsanlegg . Det brukes noen ganger for å hjelpe arter som er truet av menneskelige aktiviteter som tap av habitat, fragmentering , over jakt eller fiske, forurensning , predasjon , sykdom og parasittisme . I noen tilfeller kan et avlsprogram i fangenskap redde en art fra utryddelse , men for å lykkes må oppdrettere vurdere mange faktorer - inkludert genetiske, økologiske, atferdsmessige og etiske spørsmål. Mest vellykkede forsøk innebærer samarbeid og koordinering av mange institusjoner.

Historie

USFWS -stab med to røde ulveunger avlet i fangenskap
Arabian Oryx er et av de første dyrene som ble gjeninnført via et avlsprogram i fangenskap.

Avlsteknikker i fangenskap begynte med den første menneskelige domesticeringen av dyr som geiter og planter som hvete, for minst 10 000 år siden. Denne praksisen ble deretter utvidet med fremveksten av de første dyreparkene , som begynte som kongelige menagerier i Egypt og dens popularitet, noe som førte til økningen i dyreparker over hele verden. De første egentlige avlsprogrammene i fangenskap ble først startet på 1960 -tallet. Disse programmene, for eksempel det arabiske Oryx avlsprogrammet fra The Phoenix Zoo i 1962, var rettet mot gjeninnføring av disse artene i naturen. Disse programmene utvidet seg under The Endangered Species Act fra 1973 av Nixon Administration som fokuserte på å beskytte truede arter og deres habitater for å bevare biologisk mangfold. Siden da forskning og bevaring.

Har blitt plassert i dyreparker, for eksempel Institute for Conservation Research ved San Diego Zoo grunnlagt i 1975 og utvidet i 2009, noe som har bidratt til den vellykkede bevaringsinnsatsen til arter som Hawaiian Crow .

Koordinasjon

Avl av arter av bevaringsproblemer koordineres av kooperative avlsprogrammer som inneholder internasjonale stambøker og koordinatorer, som vurderer rollene til individuelle dyr og institusjoner fra et globalt eller regionalt perspektiv. Disse stambøkene inneholder informasjon om fødselsdato, kjønn, beliggenhet og avstamning (hvis kjent), som hjelper til med å bestemme overlevelse og reproduksjonshastigheter, antall grunnleggere av befolkningen og innavlskoeffisienter. En artskoordinator gjennomgår informasjonen i stambøker og bestemmer en avlstrategi som vil gi de mest fordelaktige avkomene.

Hvis det finnes to kompatible dyr i forskjellige dyreparker, kan dyrene transporteres for parring, men dette er stressende, noe som igjen kan gjøre parring mindre sannsynlig. Dette er imidlertid fortsatt en populær avlsmetode blant europeiske zoologiske organisasjoner. Kunstig befruktning (ved å sende sæd) er et annet alternativ, men hanndyr kan oppleve stress under sædoppsamling, og det samme gjelder hunner under prosedyren for kunstig befruktning. Videre gir denne tilnærmingen sæd av lavere kvalitet, fordi frakt krever forlengelse av sædens levetid for transittiden.

Det er regionale programmer for bevaring av truede arter :

Se også: World Association of Zoos and Aquariums

Utfordringer

Genetikk

Målet med mange fanger i befolkningen er å holde lignende nivåer av genetisk mangfold som det som finnes i ville populasjoner. Ettersom fanger i befolkningen vanligvis er små og opprettholdes i kunstige miljøer, kan genetiske faktorer som tilpasning, innavl og tap av mangfold være en stor bekymring.

Domestisering (tilpasning)

Adaptive forskjeller mellom plante- og dyrepopulasjoner oppstår på grunn av variasjoner i miljøbelastning. Når det gjelder avl i fangenskap før reintroduksjon i naturen, er det mulig for arter å utvikle seg for å tilpasse seg det fangede miljøet, snarere enn deres naturlige miljø. [11] Å gjeninnføre en plante eller et dyr i et miljø som er ulikt det de opprinnelig kom fra, kan forårsake fiksering av egenskaper som kanskje ikke er egnet for det miljøet, og etterlate individet vanskeligstilte. Valgintensitet, innledende genetisk mangfold og effektiv populasjonsstørrelse kan påvirke hvor mye arten tilpasser seg sitt fanget miljø. Modelleringsarbeider indikerer at varigheten av programmene (dvs. tiden fra grunnleggelsen av den fangede befolkningen til den siste utgivelsen) er en viktig determinant for suksess for gjeninnføring. Suksessen er maksimert for mellomliggende prosjektvarighet som tillater frigivelse av et tilstrekkelig antall individer, mens det minimeres antall generasjoner som gjennomgår avslappet valg i fangenskap. Kan minimeres ved å redusere antall generasjoner i fangenskap, minimere utvalg for fangetilpasninger ved å skape miljø som ligner på naturlige omgivelser og maksimere antall immigranter fra ville populasjoner.

Genetisk mangfold

En konsekvens av liten befolkningsstørrelse i fangenskap er den økte effekten av genetisk drift , der gener har potensial til å fikse eller forsvinne helt ved en tilfeldighet, og derved redusere genetisk mangfold. Andre faktorer som kan påvirke genetisk mangfold i en fanget befolkning er flaskehalser og innledende befolkningsstørrelse. Flaskehalser , for eksempel rask nedgang i befolkningen eller en liten innledende befolkning, påvirker genetisk mangfold. Tap kan minimeres ved å etablere en befolkning med et stort nok antall grunnleggere til genetisk å representere den ville befolkningen, maksimere befolkningens størrelse, maksimere forholdet mellom effektiv befolkningsstørrelse og faktisk befolkningsstørrelse og minimere antall generasjoner i fangenskap.

Innavl

Innavl er når organismer parrer seg med nært beslektede individer, noe som reduserer heterozygositet i en populasjon. Selv om innavl kan være relativt vanlig, er det kjent som innavlsdepresjon når det resulterer i redusert kondisjon . De skadelige effektene av innavlsdepresjon er spesielt utbredt i mindre populasjoner og kan derfor være omfattende i fanger. For å gjøre disse populasjonene mest levedyktige, er det viktig å overvåke og redusere effekten av skadelig alleluttrykk forårsaket av innavlsdepresjon og å gjenopprette genetisk mangfold. Sammenligning av innavlede populasjoner med ikke-innavlede eller mindre innavlede populasjoner kan bidra til å bestemme omfanget av skadelige effekter hvis noen er tilstede. Nøye overvåking av muligheten for innavl i den avlede populasjonen er også nøkkelen til suksess med gjeninnføring i artens opprinnelige habitat.

Speke's Gazelle var fokus for et avlsprogram i fangenskap som fokuserte på å bestemme effekten av seleksjon for å redusere genetisk belastning.
Avl

Avl er når organismer parrer seg med ikke -beslektede individer, noe som øker heterozygositeten i en populasjon. Selv om nytt mangfold ofte er gunstig, kan det resultere i avlsdepresjon hvis det er store genetiske forskjeller mellom de to individene. Dette er en reduksjon i kondisjon, lik den ved innavlsdepresjon, men stammer fra en rekke forskjellige mekanismer, inkludert taksonomiske problemstillinger, kromosomforskjeller, seksuell inkompatibilitet eller adaptive forskjeller mellom individene. En vanlig årsak er kromosomale ploidi -forskjeller og hybridisering mellom individer som fører til sterilitet. Det beste eksemplet er i orangutangen , som før taksonomiske revisjoner på 1980 -tallet vanligvis ville parres i fangerpopulasjoner som produserer hybridorangutanger med lavere kondisjon. Hvis kromosomploidi ignoreres under gjeninnføring, vil restaureringsarbeidet mislykkes på grunn av sterile hybrider i naturen. Hvis det er store genetiske forskjeller mellom individer opprinnelig fra fjerne populasjoner, bør disse individene bare avles under omstendigheter der det ikke eksisterer andre kamerater.

Atferd endres

Avl i fangenskap kan bidra til endringer i atferd hos dyr som har blitt gjeninnført i naturen. Utsatte dyr er vanligvis mindre i stand til å jakte eller lete etter mat, noe som fører til sult , muligens fordi de unge dyrene tilbrakte den kritiske læringsperioden i fangenskap. Utgivne dyr viser ofte mer risikovillig oppførsel og unngår ikke rovdyr . Tamarinmødre av gullløve dør ofte i naturen før de får avkom fordi de ikke kan klatre og fôre. Dette fører til fortsatt befolkningsnedgang til tross for gjeninnføring siden arten ikke er i stand til å produsere levedyktige avkom . Trening kan forbedre ferdigheter mot rovdyr, men effektiviteten varierer.

Laks avlet i fangenskap har vist lignende nedganger med forsiktighet og blir drept av rovdyr når de er unge. Imidlertid viste laks som ble oppdrettet i et beriket miljø med naturlige byttedyr mindre risikotaking og var mer sannsynlig å overleve.

En studie på mus har funnet ut at etter at avl i fangenskap hadde vært på plass i flere generasjoner og disse musene ble "sluppet" for å avle med ville mus, at musene som ble født i fangenskap avlet seg imellom i stedet for med de ville musene. Dette antyder at avl i fangenskap kan påvirke parringspreferanser, og har implikasjoner for suksessen til et gjeninnføringsprogram.

Chatham Island Black Robin på Rangatira Island, New Zealand.

Menneskelig mediert utvinning av arter kan utilsiktet fremme maladaptiv atferd hos ville populasjoner. I 1980 ble antall ville Chatham Island Black Robins redusert til et enkelt par. Intens forvaltning av befolkningen hjalp befolkningen med å komme seg, og i 1998 var det 200 individer. Under gjenoppretting observerte forskere "felglegging" en eggleggingsvane der enkeltpersoner la egg på redekanten i stedet for i midten. Felgen la egg aldri klekket. For å bekjempe dette dyttet ledere egget til midten av reiret, noe som økte reproduksjonen sterkt. Imidlertid, ved å la denne maladaptive egenskapen vedvare, var over halvparten av befolkningen nå kantlag. Genetiske studier fant at dette var et autosomalt dominerende mendelsk trekk som ble valgt for på grunn av menneskelig inngrep

Suksesser

En gepard på De Wildt Cheetah and Wildlife Center.
King cheetah , en rekke geparder med en sjelden mutasjon på De Wildt Cheetah and Wildlife Center

Den De Wildt Cheetah og Wildlife Center , etablert i Sør-Afrika i 1971, har en gepard fange avlsprogram. Mellom 1975 og 2005 ble det født 242 kull med totalt 785 unger. Den overlevelse av unger var 71,3% for de første tolv månedene, og 66,2% for eldre unger, validere at geparder kan avles med hell (og deres nger redusert). Det indikerte også at svikt i andre hekkehabitater kan skyldes "dårlig" sædmorfologi .

Przewalskis hest , den eneste hestearten som aldri har blitt tamme, ble gjenopprettet fra randen av utryddelse av et fanget avlsprogram, og ble vellykket gjeninnført på 1990 -tallet til Mongolia , med mer enn 750 ville roaming Przewalskis hester i dag.

Den elefantskilpadde befolkningen, en gang nå så lav i befolkningen som 12 gjenværende individer, ble gjenvunnet til mer enn 2000 i dag av en fange avlsprogram. Ytterligere 8 skilpaddearter ble støttet av avlsprogrammer i fangenskap i øykjeden.

Wild Tasmanian djevler har gått ned med 90% på grunn av en overførbar kreft kalt Devil Facial Tumor Disease . Et fangeprogram for forsikringsbefolkning i fangenskap har startet, men avlshastighetene i fangenskap for øyeblikket er lavere enn de trenger å være. Keeley, Fanson, Masters, og McGreevy (2012) forsøkt å "øke vår forståelse av brunst av djevelen og belyse mulige årsaker til mislykkede mann-kvinne motstandere" ved å undersøke tidsmessige mønstre av fecal progestogen og kortikosteron metabolitt konsentrasjoner. De fant ut at flertallet av de mislykkede hunnene var født i fangenskap, noe som tyder på at hvis artens overlevelse bare var avhengig av avl i fangenskap, ville bestanden sannsynligvis forsvinne.

I 2010 fant Oregon Zoo at Columbia Basin pygmy kaninparinger basert på kjennskap og preferanser resulterte i en betydelig økning i avlsuksess.

I 2019 forsøkte forskere å avle opp fanget amerikansk paddefisk og russisk stør separat utilsiktet avlet sturddlefish - en hybridfisk mellom de to fiskene.


Metoder som brukes

Se også: Kunstig befruktning § Hos dyr
Alle kjente individer i California -kondorpopulasjonen er fanget og deretter avlet ved hjelp av forskning fra mikrosatellittregioner i genomet.

For å finne en avlspopulasjon i fange med tilstrekkelig genetisk mangfold , velger oppdrettere vanligvis individer fra forskjellige kildepopulasjoner-ideelt sett minst 20-30 individer. Stiftende populasjoner for avlsprogrammer i fangenskap har ofte hatt færre individer enn ideelle på grunn av deres truede tilstand, noe som gjør dem mer utsatt for utfordringer som innavlsdepresjon.

For å overvinne utfordringer ved avl i fangenskap som adaptive forskjeller, tap av genetisk mangfold, innavlsdepresjon og avlsdepresjon og få ønskede resultater, bruker avlsprogrammer i fangenskap mange overvåkingsmetoder. Kunstig befruktning brukes til å produsere ønsket avkom fra individer som ikke parrer seg naturlig for å redusere effekten av parring av nært beslektede individer som innavl. Metoder som er sett i panda -pornografi tillater programmer å parre utvalgte individer ved å oppmuntre parringsatferd. Som en bekymring for avl i fangenskap er å minimere effekten av avl av nært beslektede individer, kan mikrosatellittområder fra et organisme genom brukes til å bestemme mengder forhold mellom grunnleggerne for å minimere slektskap og velge de mest fjerne individer å avle. Denne metoden har blitt brukt med suksess i avl i fangenskap av California -kondoren og Guam -skinnen . Maksimal unngåelse av innavl (MAI) -skjema tillater kontroll på gruppenivå i stedet for på individnivå ved å rotere individer mellom grupper for å unngå innavl.

Ny teknologi

Assistert reproduksjonsteknologi (ART): Kunstig befruktning

Å få ville dyr i fangenskap for å avle naturlig kan være en vanskelig oppgave. Kjempepandaer mister for eksempel interessen for parring når de er fanget, og kvinnelige kjempepandaer opplever bare østrus en gang i året, som bare varer i 48 til 72 timer. Mange forskere har slått til kunstig befruktning i et forsøk på å øke bestanden av truede dyr. Den kan brukes av mange årsaker, blant annet for å overvinne fysiske avlsvansker, for å la en hann inseminere et mye større antall hunner, kontrollere faren til avkom og unngå skader som oppstår under naturlig parring. Det skaper også flere genetisk mangfoldige fangerpopulasjoner, slik at fangeinnretninger enkelt kan dele genetisk materiale med hverandre uten å måtte flytte dyr. Forsker ved Justus-Liebig-universitetet i Giessen, Tyskland, fra arbeidsgruppen til Michael Lierz, utviklet en ny teknikk for sædsamling og kunstig befruktning hos papegøyer som produserer verdens første ara ved assistert befruktning

Kryokonservering

Dyrearter kan bevares i genbanker , som består av kryogene anlegg som brukes til å lagre levende sæd , egg eller embryoer under ultrakoldt forhold. Zoological Society of San Diego har etablert en " frossen dyrehage " for å lagre frosset vev fra verdens sjeldneste og mest truede artprøver ved bruk av kryokonserveringsteknikker . For tiden har det vært mer enn 355 arter, inkludert pattedyr, reptiler og fugler. Kryokonservering kan utføres som oocyttkryokonservering før befruktning, eller som embryokryokonservering etter befruktning. Kryogen konserverte prøver kan potensielt brukes til å gjenopplive raser som er truet eller er utdødd , for forbedring av raser, kryssing, forskning og utvikling. Denne metoden kan brukes for praktisk talt ubestemt lagring av materiale uten forringelse over en mye større tidsperiode i forhold til alle andre metoder for konservering ex situ. Imidlertid kan kryokonservering være en dyr strategi og krever langsiktig hygienisk og økonomisk forpliktelse for at bakterier skal forbli levedyktige. Kryokonservering kan også stå overfor unike utfordringer basert på arten, ettersom noen arter har redusert overlevelse av frossen bakterieplasma, men kryobiologi er et felt for aktiv forskning og mange studier om planter pågår.

Et eksempel på bruk av kryokonservering for å forhindre utryddelse av en husdyrras er tilfellet med det ungarske gråfeet, eller Magya Szurke. Ungarsk gråfe var en gang en dominerende rase i Sørøst -Europa med en befolkning på 4,9 millioner hoder i 1884. De ble hovedsakelig brukt til trekkraft og kjøtt. Imidlertid hadde bestanden redusert til 280 000 hoder ved slutten av andre verdenskrig og til slutt nådd den lave befolkningen på 187 kvinner og 6 hanner fra 1965 til 1970. Rasens reduserte bruk skyldtes først og fremst mekanisering av jordbruk og adopsjon av større raser, som gir høyere melkeproduksjon. Den ungarske regjeringen lanserte et prosjekt for å bevare rasen, ettersom den har verdifulle trekk, for eksempel utholdenhet, lett kalvning, sykdomsresistens og enkel tilpasning til en rekke klima. Regjeringsprogrammet inkluderte forskjellige bevaringsstrategier, inkludert kryokonservering av sæd og embryoer. Den ungarske regjeringens bevaringsarbeid brakte befolkningen opp til 10 310 i 2012, noe som viser betydelig forbedring ved bruk av kryokonservering.

Kloning

De beste nåværende kloningsteknikkene har en gjennomsnittlig suksessrate på 9,4 prosent, når du arbeider med kjente arter som mus, mens kloning av ville dyr vanligvis er mindre enn 1 prosent vellykket. I 2001 fødte en ku ved navn Bessie en klonet asiatisk gaur , en truet art, men kalven døde etter to dager. I 2003 ble en banteng vellykket klonet, etterfulgt av tre afrikanske villkatter fra et tint frosset embryo. Disse suksessene ga håp om at lignende teknikker (ved bruk av surrogatmødre av en annen art) kan brukes til å klone utdødde arter. I påvente av denne muligheten ble vevsprøver fra den siste bucardo ( Pyrenean ibex ) frosset i flytende nitrogen umiddelbart etter at den døde i 2000. Forskere vurderer også å klone truede arter som gigantisk panda og gepard. Kloning av dyr motarbeides imidlertid av dyregrupper på grunn av antall klonede dyr som lider av misdannelser før de dør.

Interspesifikk graviditet

En potensiell teknikk for å hjelpe til med reproduksjon av truede arter er interspesifikk graviditet , implantering av embryoer av en truet art i livmoren til en hunn av en beslektet art, som bærer den til termin. Den har blitt brukt til den spanske steinbukken og Houbara bustard.

Etiske vurderinger

Med suksesser som i 1986 da en befolkning på bare 18 svarte ilder igjen i verden ble brakt tilbake til 500 i naturen, og da den arabiske oryxen ble brakt tilbake fra utryddelse i naturen i 1972 til en befolkning på 1000 i naturen ørkener i Midtøsten, har avlsprogrammer i fangenskap vist seg vellykket gjennom historien. Selv om avl i fangenskap høres ut som en ideell løsning for å forhindre truede dyr i å bli utsatt for alvorlige trusler om utryddelse, er det fortsatt grunner til å tro at disse programmene av og til kan gjøre mer skade enn godt. Noen skadelige effekter inkluderer forsinkelser i forståelsen av optimale forhold som kreves for reproduksjon, manglende evne til å oppnå selvopprettholdende nivåer eller gi tilstrekkelig mengde for frigjøring, tap av genetisk mangfold på grunn av innavl og dårlig suksess med gjeninnføringer til tross for tilgjengelige fangeroppdrett. Selv om det er bevist at avlsprogrammer i fangenskap har gitt negative genetiske effekter for å redusere egnetheten til organismer som er avlet i fangenskap, er det ingen direkte bevis for at denne negative effekten også reduserer den generelle formen til deres villfødte etterkommere.

Det er grunn til å kreve frigjøring av dyr fra fangenskapsprogrammer av fire hovedårsaker: mangel på tilstrekkelig plass på grunn av altfor vellykkede avlsprogrammer, nedleggelse av anlegg på grunn av økonomiske årsaker, press fra dyrevernsgrupper og for å hjelpe bevaringen av truede arter. I tillegg er det mange etiske komplikasjoner ved å gjeninnføre dyr født i fangenskap tilbake i naturen. For eksempel, da forskere gjeninnførte en sjelden art av padde tilbake til Mallorca -villen i 1993, ble det utilsiktet introdusert en potensielt dødelig sopp som kunne drepe frosker og padder. Det er også viktig å opprettholde organismens opprinnelige habitat, eller replikere det spesifikke habitatet for artens overlevelse.

Se også

Referanser

Eksterne linker