Chov v zajetí - Captive breeding

Vstup do De Wildt Cheetah and Wildlife Center v Jižní Africe . Šlechtitelské programy hrají roli při ochraně a zachování geparda a afrického divokého psa

Chov v zajetí , také známý jako „rozmnožování v zajetí“, je proces udržování rostlin nebo zvířat v kontrolovaných prostředích, jako jsou rezervace divoké zvěře, zoologické zahrady , botanické zahrady a další ochranná zařízení. Někdy se používá na pomoc druhům, které jsou ohrožovány lidskými aktivitami, jako je ztráta přirozeného prostředí, fragmentace , lov nebo rybolov, znečištění , predace , nemoci a parazitismus . V některých případech může program chovu v zajetí zachránit druh před vyhynutím , ale pro úspěch musí chovatelé zvážit mnoho faktorů - včetně genetických, ekologických, behaviorálních a etických problémů. Většina úspěšných pokusů zahrnuje spolupráci a koordinaci mnoha institucí.

Dějiny

Zaměstnanci USFWS se dvěma mláďaty červeného vlka odchovanými v zajetí
Arabský oryx je jedním z prvních zvířat znovu zaváděných prostřednictvím programu chovu v zajetí.

Techniky chovu v zajetí začaly první lidskou domestikací zvířat, jako jsou kozy a rostliny jako pšenice, nejméně před 10 000 lety. Tyto postupy byly poté rozšířeny s nástupem prvních zoologických zahrad , které začaly jako královské zvěřince v Egyptě a jeho popularita, což vedlo k celosvětovému nárůstu zoologických zahrad. První skutečné programy šlechtění v zajetí byly zahájeny teprve v 60. letech minulého století. Tyto programy, jako například šlechtitelský program Arabian Oryx ze Zoo Phoenix v roce 1962, byly zaměřeny na reintrodukci těchto druhů do volné přírody. Tyto programy rozšířené v rámci ohrožených druhů zákona z roku 1973 o Nixon správy , který se zaměřil na ochranu ohrožených druhů a jejich stanovišť pro zachování biologické rozmanitosti. Od té doby výzkum a ochrana.

Byly umístěny v zoologických zahradách, jako je například Ústav pro výzkum ochrany v zoo v San Diegu založený v roce 1975 a rozšířený v roce 2009, což přispělo k úspěšnému úsilí o ochranu druhů, jako je havajská vrána .

Koordinace

Chov druhů, které se zabývají ochranou přírody, je koordinován kooperativními šlechtitelskými programy obsahujícími mezinárodní plemenné knihy a koordinátory, kteří hodnotí role jednotlivých zvířat a institucí z globálního nebo regionálního pohledu. Tyto plemenné knihy obsahují informace o datu narození, pohlaví, poloze a počtu řádků (jsou -li známy), které pomáhají určit míru přežití a reprodukce, počet zakladatelů populace a inbreedingové koeficienty. Koordinátor druhů kontroluje informace v plemenných knihách a určuje strategii chovu, která by vedla k nejvýhodnějším potomkům.

Pokud jsou v různých zoologických zahradách nalezena dvě kompatibilní zvířata, mohou být zvířata transportována k páření, ale je to stresující, což by mohlo způsobit, že páření bude méně pravděpodobné. Mezi evropskými zoologickými organizacemi je to však stále oblíbená metoda chovu. Umělé oplodnění (přepravou spermatu) je další možností, ale samci mohou během odběru spermatu zažívat stres a totéž platí pro samice během postupu umělého oplodnění. Tento přístup navíc přináší sperma nižší kvality, protože přeprava vyžaduje prodloužení životnosti spermatu na dobu přepravy.

Existují regionální programy na ochranu ohrožených druhů :

Viz také: Světová asociace zoologických zahrad a akvárií

Výzvy

Genetika

Cílem mnoha populací v zajetí je udržet podobné úrovně genetické rozmanitosti, jaké se vyskytují u divokých populací. Protože populace v zajetí jsou obvykle malé a udržované v umělém prostředí, mohou být genetické faktory, jako je adaptace, příbuzenské křížení a ztráta rozmanitosti, velkým problémem.

Domestikace (adaptace)

Adaptivní rozdíly mezi populacemi rostlin a živočichů vznikají v důsledku rozdílů v tlacích na životní prostředí. V případě chovu v zajetí před reintrodukcí do volné přírody je možné, aby se druhy vyvíjely a přizpůsobovaly se prostředí v zajetí, nikoli svému přirozenému prostředí. [11] Znovuzavedení rostliny nebo zvířete do prostředí nepodobného tomu, ze kterého původně pocházely, může způsobit fixaci vlastností, které nemusí být vhodné pro toto prostředí, a ponechat tak jednotlivce v nevýhodě. Intenzita výběru, počáteční genetická rozmanitost a efektivní velikost populace mohou ovlivnit, jak moc se druh přizpůsobí svému zajetí. Modelovací práce naznačují, že doba trvání programů (tj. Čas od založení zajaté populace do poslední události vydání) je důležitým faktorem úspěchu znovuzavedení. Úspěch je maximalizován na přechodnou dobu trvání projektu, což umožňuje propuštění dostatečného počtu jedinců a zároveň minimalizuje počet generací, které procházejí uvolněným výběrem v zajetí. Lze minimalizovat snížením počtu generací v zajetí, minimalizací výběru pro přizpůsobení v zajetí vytvořením prostředí podobného přirozenému prostředí a maximalizací počtu imigrantů z divokých populací.

Genetická rozmanitost

Jedním z důsledků malé populace v zajetí je zvýšený dopad genetického driftu , kde geny mají potenciál se náhodně opravit nebo úplně zmizet, čímž se sníží genetická rozmanitost. Dalšími faktory, které mohou ovlivnit genetickou diverzitu v zajaté populaci, jsou úzká místa a počáteční velikost populace. Úzká místa , jako je rychlý pokles populace nebo malá počáteční populace, mají dopad na genetickou rozmanitost. Ztrátu lze minimalizovat vytvořením populace s dostatečně velkým počtem zakladatelů, kteří budou geneticky reprezentovat divokou populaci, maximalizovat velikost populace, maximalizovat poměr efektivní velikosti populace ke skutečné velikosti populace a minimalizovat počet generací v zajetí.

Inbreeding

Inbreeding je, když se organismy páří s blízce příbuznými jedinci, což snižuje heterozygotnost v populaci. Ačkoli inbreeding může být relativně běžný, když to vede ke snížení kondice, je známé jako inbreeding deprese . Škodlivé účinky inbreedingové deprese jsou zvláště převládající v menších populacích, a proto mohou být rozsáhlé v zajetí. Aby byly tyto populace co nejvíce životaschopné, je důležité monitorovat a omezovat účinky škodlivé exprese alel způsobené inbreedingovou depresí a obnovit genetickou rozmanitost. Porovnání inbredních populací s non-inbredními nebo méně inbredními populacemi může pomoci určit rozsah škodlivých účinků, pokud existují. Důkladné sledování možnosti příbuzenského křížení v populaci chované v zajetí je také klíčem k úspěchu reintrodukce do přirozeného prostředí druhu.

Spekeho gazela byla zaměřena na chovný program v zajetí zaměřený na stanovení účinku selekce na snížení genetické zátěže.
Outbreeding

Outbreeding je, když se organismy spojí s nepříbuznými jedinci, což zvyšuje heterozygotnost v populaci. Ačkoli je nová rozmanitost často prospěšná, pokud mezi těmito dvěma jedinci existují velké genetické rozdíly, může to vést k překonání deprese. Jedná se o snížení kondice, podobné jako u inbreedingové deprese, ale vyplývá z řady různých mechanismů, včetně taxonomických problémů, chromozomálních rozdílů, sexuální nekompatibility nebo adaptivních rozdílů mezi jednotlivci. Častou příčinou jsou rozdíly chromozomální ploidie a hybridizace mezi jedinci vedoucí ke sterilitě. Nejlepším příkladem je orangutan , který by byl před taxonomickými revizemi v 80. letech 20. století běžně pářen v zajatých populacích produkujících hybridní orangutany s nižší kondicí. Pokud je během reintrodukce ignorována chromozomální ploidie, snaha o obnovu by kvůli sterilním hybridům ve volné přírodě selhala. Pokud existují velké genetické rozdíly mezi jedinci původem ze vzdálených populací, měli by být tito jedinci chováni pouze za okolností, kdy neexistují žádní jiní kamarádi.

Změní se chování

Chov v zajetí může přispět ke změnám v chování u zvířat, která byla znovu zavedena do volné přírody. Vypuštěná zvířata jsou obvykle méně schopná lovu nebo hledání potravy, což vede k hladovění , možná proto, že mláďata strávila kritické období učení v zajetí. Vypuštěná zvířata často projevují více rizikového chování a nevyhýbají se predátorům . Matky tamarína zlatého lva často umírají ve volné přírodě, než mají potomky, protože nemohou šplhat a pást se. To vede k pokračujícímu poklesu populace navzdory reintrodukci, protože tyto druhy nejsou schopny produkovat životaschopné potomstvo . Trénink může zlepšit dovednosti proti predátorům, ale jeho účinnost se liší.

Losos chovaný v zajetí vykazoval podobný pokles opatrnosti a byl v mladosti zabit predátory. Lososi, kteří byli chováni v obohaceném prostředí s přirozenou kořistí, však vykazovali méně rizikového chování a byla větší pravděpodobnost, že přežijí.

Studie na myších zjistila, že poté, co byl chov v zajetí po několik generací a tyto myši byly "vypuštěny" do chovu s divokými myšmi, že myši narozené v zajetí se chovaly mezi sebou místo s divokými myšmi. To naznačuje, že chov v zajetí může ovlivnit preference páření a má důsledky pro úspěch reintrodukčního programu.

Chatham Island Black Robin na ostrově Rangatira, Nový Zéland.

Obnova druhů zprostředkovaná lidmi může neúmyslně podporovat maladaptivní chování v divokých populacích. V roce 1980 byl počet divokých Black Robins na ostrově Chatham snížen na jeden pářící se pár. Intenzivní řízení populací pomohlo populaci zotavit se a do roku 1998 tam bylo 200 jedinců. Během obnovy vědci pozorovali „kladení ráfku“ zvyk kladení vajíček, kdy jednotlivci kladli vajíčka na okraj hnízda místo středu. Vejce na ráně se nikdy nevylíhla. V boji proti tomuto správci půdy tlačili vejce do středu hnízda, což výrazně zvýšilo reprodukci. Avšak tím, že nechali tento nepřizpůsobivý rys přetrvávat, byla více než polovina populace nyní okrajovými vrstvami. Genetické studie zjistily, že se jednalo o autosomálně dominantní mendelovský znak, pro který byl vybrán kvůli zásahu člověka

Úspěchy

Gepard v centru De Wildt Cheetah and Wildlife Center.
Gepard královský , řada gepardů se vzácnou mutací v De Wildt Cheetah and Wildlife Center

Středisko De Wildt Cheetah and Wildlife Center , založené v Jižní Africe v roce 1971, má program chovu v zajetí gepardů . V letech 1975 až 2005 se narodilo 242 vrhů s celkem 785 mláďaty. Míra přežití mláďat byla 71,3% za prvních dvanáct měsíců a 66,2% pro starší mláďata, což potvrzuje skutečnost, že gepardy lze úspěšně chovat (a jejich ohrožení se snížilo). Rovněž to naznačilo, že selhání jiných chovných stanovišť může být způsobeno „špatnou“ morfologií spermií .

Przewalského kůň , jediný druh koně, který nikdy nebyl domestikován, byl zotavený z pokraji vyhynutí programem chovu v zajetí a úspěšně znovu zaveden v 90. letech do Mongolska , kde je dnes více než 750 divokých roamingových koní Převalského.

Želva sloní populace, jakmile dosáhl as nízkým obsahem populaci 12 zbývajících jedinců, byl obnoven až po současnost více než 2000 chovných programu. Dalších 8 druhů želv bylo podpořeno programy chovu v zajetí v ostrovním řetězci.

Divoké tasmánské ďábly klesly o 90% v důsledku přenosné rakoviny zvané ďábelská nádorová choroba obličeje . Zahájil se program populace pro zajištění v zajetí, ale v současné době jsou chovy v zajetí nižší, než by měly být. Keeley, Fanson, Masters a McGreevy (2012) se snažili „zvýšit naše chápání estrálního cyklu ďábla a objasnit potenciální příčiny neúspěšných párů mezi muži a ženami“ prozkoumáním časových vzorců koncentrací fekálního progestogenu a metabolitu kortikosteronu . Zjistili, že většina neúspěšných samic byla narozena v zajetí, což naznačuje, že pokud přežití druhu závisí výhradně na chovu v zajetí, populace by pravděpodobně zmizela.

V roce 2010 zoo v Oregonu zjistila, že párování trpasličích králíků Columbia Basin na základě známosti a preferencí vedlo k významnému zvýšení úspěšnosti chovu.

V roce 2019 vědci pokoušející se chovat v zajetí amerického paddlefish a ruského jesetera samostatně neúmyslně chovali sturddlefish - hybridní rybu mezi těmito dvěma rybami.


Použité metody

Viz také: Umělé oplodnění § U zvířat
Každý známý jedinec kalifornské populace kondorů byl zajat a poté odchován pomocí výzkumu z mikrosatelitních oblastí v jejich genomu.

Aby našli chovnou populaci chovanou v zajetí s adekvátní genetickou rozmanitostí , chovatelé obvykle vybírají jedince z různých zdrojových populací-v ideálním případě alespoň 20-30 jedinců. Zakládající populace pro programy chovu v zajetí měly často méně jedinců, než bylo ideální kvůli jejich ohroženému stavu, takže byli náchylnější k výzvám, jako je inbreedingová deprese.

K překonání výzev chovu v zajetí, jako jsou adaptivní rozdíly, ztráta genetické rozmanitosti, inbreedingová deprese a outbreedingová deprese a získání požadovaných výsledků, chovné programy v zajetí používají mnoho monitorovacích metod. Umělé oplodnění se používá k produkci požadovaného potomstva od jedinců, kteří se přirozeně nepáří, aby se snížily účinky páření blízce příbuzných jedinců, jako je inbreeding. Metody viděné v pornografii pandy umožňují programům párovat vybrané jedince podporou chování při páření. V chovu v zajetí je snahou minimalizovat účinky chovu blízce příbuzných jedinců, mikrosatelitní oblasti z genomu organismu lze použít ke stanovení množství vztahů mezi zakladateli, aby se minimalizovala příbuznost a vybrali nejvzdálenější jedinci k chovu. Tato metoda byla úspěšně použita v chovu v zajetí kalifornského kondora a guamské kolejnice . Schéma maximálního zamezení inbreedingu (MAI) umožňuje kontrolu na úrovni skupiny spíše než na úrovni jednotlivců tím, že se jednotlivci mezi skupinami budou střídat, aby se zabránilo příbuzenskému křížení.

Nové technologie

Technologie asistované reprodukce (ART): Umělé oplodnění

Získat přirozeně chovaná zvířata v zajetí může být obtížný úkol. Obří pandy například ztrácejí zájem o páření, jakmile jsou uloveny, a samice pandy velké zažívají říje pouze jednou za rok, což trvá pouze 48 až 72 hodin. Mnoho vědců se ve snaze zvýšit populaci ohrožených zvířat obrátilo na umělé oplodnění. Může být použit z mnoha důvodů, včetně překonání obtíží fyzického chovu, umožnění samci inseminovat mnohem větší počet samic, ovládání otcovství potomků a zamezení zranění vzniklého během přirozeného páření. Vytváří také geneticky rozmanitější zajetí populace, což umožňuje zařízením v zajetí snadno sdílet genetický materiál navzájem bez nutnosti přesunu zvířat. Vědec Justus-Liebig-University of Giessen, Německo, z pracovní skupiny Michaela Lierze, vyvinul novou techniku ​​pro sběr spermatu a umělé oplodnění u papoušků produkujících první papoušek na světě pomocí asistované reprodukce

Kryokonzervace

Živočišné druhy mohou být uchovány v genových bankách , které se skládají z kryogenních zařízení používaných k uchovávání živých spermií , vajíček nebo embryí v extrémně chladných podmínkách. Zoologická společnost v San Diegu zřídila „ zmrazenou zoo “ pro skladování zmrazené tkáně ze nejvzácnějších a nejohroženějších vzorků světa pomocí technik kryokonzervace . V současné době existuje více než 355 druhů, včetně savců, plazů a ptáků. Kryokonzervaci lze provádět jako kryokonzervaci oocytů před oplodněním nebo jako kryokonzervaci embryí po oplodnění. Kryogenicky konzervované exempláře lze potenciálně použít k oživení ohrožených nebo vyhynulých plemen, ke zlepšení chovu, křížení, výzkumu a vývoje. Tuto metodu lze použít pro prakticky neomezené skladování materiálu bez poškození během mnohem delšího časového období ve srovnání se všemi ostatními způsoby konzervace ex situ. Kryokonzervace však může být nákladnou strategií a vyžaduje dlouhodobý hygienický a ekonomický závazek, aby zárodečné plazmy zůstaly životaschopné. Kryokonzervace může také čelit jedinečným výzvám založeným na druhu, protože některé druhy mají sníženou míru přežití zmrazené zárodečné plazmy, ale kryobiologie je oblastí aktivního výzkumu a probíhá mnoho studií týkajících se rostlin.

Příkladem použití kryokonzervace k zabránění vyhynutí plemene hospodářských zvířat je případ maďarského šedého skotu nebo Magya Szurke. Maďarský šedý dobytek byl kdysi dominantním plemenem v jihovýchodní Evropě s populací 4,9 milionu kusů v roce 1884. Používal se hlavně pro tažnou sílu a maso. Populace se však do konce druhé světové války snížila na 280 000 kusů a nakonec dosáhla nízké populace 187 samic a 6 samců v letech 1965 až 1970. Snížené používání plemene bylo způsobeno především mechanizací zemědělství a přijetím hlavních plemena, která produkují vyšší produkci mléka. Maďarská vláda zahájila projekt na zachování plemene, protože má cenné vlastnosti, jako je výdrž, otelení, odolnost vůči chorobám a snadná adaptace na různé podnebí. Vládní program zahrnoval různé konzervační strategie, včetně kryokonzervace spermatu a embryí. Úsilí maďarské vlády o zachování přineslo populaci až 10 310 v roce 2012, což ukazuje významné zlepšení pomocí kryokonzervace.

Klonování

Nejlepší současné klonovací techniky mají průměrnou úspěšnost 9,4 procenta při práci se známými druhy, jako jsou myši, zatímco klonování divokých zvířat je obvykle úspěšné méně než 1 procento. V roce 2001 porodila kráva jménem Bessie klonovaný asijský gaur , ohrožený druh, ale tele zemřelo po dvou dnech. V roce 2003 byl úspěšně naklonován banteng , následovaný třemi africkými divokými kočkami z rozmraženého zmrazeného embrya. Tyto úspěchy poskytly naději, že podobné techniky (pomocí náhradních matek jiného druhu) by mohly být použity ke klonování vyhynulých druhů. Předvídajíc tuto možnost byly vzorky tkáně z posledního bucarda ( kozorožec pyrenejský ) zmrazeny v tekutém dusíku bezprostředně poté, co v roce 2000 uhynul. Vědci také zvažují klonování ohrožených druhů, jako je panda velká a gepard. Klonování zvířat je však proti skupinám zvířat kvůli počtu klonovaných zvířat, která před smrtí trpí malformacemi.

Mezidruhové těhotenství

Potenciální technikou pomoci při reprodukci ohrožených druhů je mezidruhové těhotenství , implantace embryí ohroženého druhu do lůna samice příbuzného druhu a jeho dlouhodobé přenášení. Byl použit pro dropa španělského a kozorožce Houbara.

Etické aspekty

S úspěchy, jako v roce 1986, kdy byla populace pouhých 18 černých fretek, které zbyly na světě, přivezena zpět do 500 ve volné přírodě a když byl arabský oryx přiveden zpět z vyhynutí ve volné přírodě v roce 1972 na populaci 1000 v pouště Blízkého východu, chovné programy v zajetí se osvědčily v celé historii. Přestože chov v zajetí zní jako ideální řešení, jak zabránit ohroženým zvířatům čelit vážným hrozbám vyhynutí, stále existují důvody se domnívat, že tyto programy mohou příležitostně způsobit více škody než užitku. Některé škodlivé účinky zahrnují zpoždění v porozumění optimálním podmínkám požadovaným pro reprodukci, nedosažení soběstačných úrovní nebo zajištění dostatečné zásoby pro uvolnění, ztráta genetické rozmanitosti v důsledku příbuzenského křížení a špatný úspěch v reintrodukci navzdory dostupným mláďatům odchovaným v zajetí. Ačkoli bylo prokázáno, že programy chovu v zajetí přinesly negativní genetické efekty při snižování kondice organismů chovaných v zajetí, neexistuje žádný přímý důkaz, který by ukázal, že tento negativní účinek také snižuje celkovou kondici jejich potomků narozených v přírodě.

Existuje důvod požadovat vypouštění zvířat z programů zajetí ze čtyř hlavních důvodů: nedostatek dostatečného prostoru kvůli příliš úspěšným chovatelským programům, uzavření zařízení z finančních důvodů, tlak skupin obhajujících práva zvířat a podpora ochrany ohrožených druhů. Kromě toho existuje mnoho etických komplikací při reintrodukci zvířat narozených v zajetí zpět do volné přírody. Například když vědci v roce 1993 znovu zaváděli vzácný druh ropuchy zpět do mallorské přírody, byla neúmyslně zavedena potenciálně smrtelná houba, která by mohla zabíjet žáby a ropuchy. Je také důležité zachovat původní stanoviště organismu nebo replikovat toto konkrétní stanoviště pro přežití druhů.

Viz také

Reference

externí odkazy