朱鹮从7只到几千只,为什么鸟类没有近亲繁殖的困扰?
1981年5月,中国科学院动物研究所鸟类专家刘荫增在陕西省八里关乡大店村姚家沟的山林中发现两个朱鹮巢,其中有4只成鸟,3只雏鸟,一共7只朱鹮。在此之前,我国的鸟类学家们已经至少有20多年没有见过朱鹮,并且认为它们已经野外灭绝了。
经过科学家们的不懈努力,如今40年过去了,朱鹮的数量也由7只变为了5000只(我国的数量,全球7000只)。那么问题来了,朱鹮从7只变为5000只没有近亲繁殖的困扰吗?为什么呢?下面我们就来聊一聊这个问题。
朱鹮的兴衰朱鹮是鹤形目鹮科朱鹮属下唯一现存的鸟类,从外观上看,朱鹮有着红色的头部(皮肤颜色,没有羽毛覆盖),白色的体羽,尖细的喙,喙的末端呈红色。不过,朱鹮的体羽颜色不是一成不变的,到了繁殖期,它们的颈部会分泌灰色的液体,之后,它们会用喙啄取然后涂抹到颈部和背部,此时的朱鹮羽毛呈灰白色。
朱鹮曾经是一种分布很广的鸟类,除了我国东部地区外,日本、俄罗斯、朝鲜等地都有朱鹮的身影,它们喜欢栖息在水田、河流附近,以高大乔木为筑巢点。但是,随着人口的增加,野生环境不断地被开垦和破坏,尤其是朱鹮的栖息地以水源为中心,而水源也是人们开垦农田的第一选择。
因此,许多大树被砍伐,导致了朱鹮失去了大量的繁殖地,之后人们发现朱鹮喜欢在农田附近活动就认为它会吃庄稼(其实朱鹮的主要食物是水中的鱼虾),对其进行驱赶,甚至是猎杀。
在这种大前提下,尽管日本在18世纪就将朱鹮列入保护动物,但是依然没有阻挡朱鹮灭绝的步伐,到了20世纪80年代初,日本全境只捕捉到了5只野生朱鹮。虽然这5只朱鹮都是健康的个体,而且性别也不同,但是人工繁育以失败告终,到了2003年,日本本土的野生朱鹮全部消失。
我国的情况与日本也差不多,尤其栖息地的丧失,人的捕杀,曾经在我国东部地区常见的朱鹮,到了20世纪60年代就已几乎看不到了。不过好在我国的科学家们没有放弃对朱鹮的搜寻,最终在1981年找到了我国仅存的7只朱鹮。
从7只到5000多只,朱鹮的“重生”从朱鹮被发现开始,我国就在陕西洋县建立了观察站和保护区,在保护初期,鸟类学家们采取了全天候观测、天敌防御、无线电追踪等技术尽最大程度的保护这仅存的“火种”。
有了基础的保障,这7只朱鹮开始了“无忧”繁殖,虽然一对朱鹮一年只繁殖一次,一次产下2-4枚卵,但是有了人为的保护,它们的孵化率有了显著的提升。
到了1991年,我国率先尝试了人工繁育朱鹮,并且仅仅用了9年的时间就建立了两个野生种群,6个人工繁育基地,共繁育了1617只朱鹮,其中野生种群997只,人工饲养种群620只。此时,朱鹮由原本的极危调整为了濒危。
去年根据统计数据看,朱鹮在世界范围内的数量已经突破了7000只,其中在我国有5000多只。也就是说短短的40年时间内,朱鹮就完成了重生。
朱鹮的“危机”虽然朱鹮从被发现到如今,数量几何倍的增加,但是,从人工繁育朱鹮开始,科学家们就遇到了问题,那就是朱鹮的基数太小,近亲繁殖严重。近亲繁殖是指繁殖双方在3代内有共同的祖先,这种繁殖方式会导致物种遗传多样性降低,而且隐性的不良基因变为显性的几率也会增加。
对于朱鹮来说也是一样的,近亲繁殖导致了朱鹮成为了世界上遗传多样性最低的鸟类,同时后代的抗病率低、病死率高也是它们面对的严重问题,而且在2018年的一项研究中发现,在人工繁育的朱鹮中畸形率已经超过了10%。
在这些畸形的朱鹮中,有的翅膀反着长,有的爪子无法抓握等等,这些朱鹮在自然环境下显然是无法正常生存的。不过,我国的科学家们也在不断的努力来尽可能的减小朱鹮近亲繁殖带来的近交衰退。
首先是人工繁育的选择性。在人工繁育之初,科学家们选择了让尽可能亲缘关系远的个体进行繁殖,结果发现产卵率和孵化率都很低。之后,科学家们尝试将适合繁殖的不同个体放入一个大的封闭式空间中,让它们自己选择,结果朱鹮的产卵率和孵化率都得到了有效的提高。
而且这些朱鹮在选择繁殖对象时,也在尽可能地避免近亲,这是朱鹮数量在几十年内剧增的主要原因。(下图为繁殖期的朱鹮,身上的灰黑色就是从喙里啄取得分泌物涂抹的)
其次是人工繁育后,分区域的野放。众所周知,物种在不同的环境下会产生不同的变异,而物种的变异是基因多样性产生的方式之一,所以鸟类学家们将人工繁殖的朱鹮放到了陕西、河南、浙江等适合的野生环境中。
除此之外,韩国、日本这些国家也在借鉴我国的繁育方式,在本国开始了繁育,这样在不同环境下的朱鹮由于基因突变,会增加一定的基因多样性。
写在最后朱鹮从7只到7000只,它们不可避免地要面对近亲繁殖的问题,但是,我国的科学家们先是通过不干预的观察和保护,让这7只朱鹮自由繁殖到一定数量后,再进行人工繁育,而且通过反复的观察和实验科学家发现了让朱鹮自由选择配偶的方法可以降低近亲繁殖带来的负面影响,再加上不同地区和国家的野化产生新的基因突变,最终才将朱鹮的数量提高到了7000多只。
虽然从目前来看,朱鹮的遗传多样性依然是最差的,但是相信在基数增加,野生种群数量逐渐增加的今天,它们是能够摆脱困境的。
朱鹮从7只到几千只,为什么鸟类没有近亲繁殖的困扰?
鸟类不是没有,而是被大家忽略了。
7只到5000只,整个东亚多国组织花了40年。这就是近亲繁殖最大的困扰。
鸟类近亲繁殖同样会遇到一系列的问题。最显著的就是繁育率极低,虽然一只鸟下几百个卵完全没有问题。但是目前世界范围内,朱鹮保护领域中这个问题也越来越突出。尤其是朱鹮的受精率不高,孵化率也很低。而成功孵化的幼鸟中,畸形比例很高。根据国内的统计,人工孵化的朱鹮出壳畸形率达到了10%。
就像下图的雏鸡一样,朱鹮幼雏出现了各种畸形。例如一侧翅膀反张、单支爪蜷缩无法正常屈伸、绒毛板结过短过疏、眼球突出以及卵黄吸收不好等,甚至还有直接发育不良器官暴露在身体外面的。 这些直接影响着朱鹮的种群繁衍。
换个直观的对比方法:大家平时食用的鸡蛋也是来自禽类。蛋种鸡一般使用四系配套来培育蛋鸡。一只祖代种鸡产下300枚父母代卵,一只父母代产下300枚商品代卵。所以一只鸡三代最多可以繁衍出300×300=90000羽后代。而子代的成活率就是对半砍,也有45000羽。
对比朱鹮:
1981年发现7只野生个体,其中4羽为成体。共两对成鸟,三只幼鸟。
到了2020年,共有5000多羽后代。
40年繁衍出5000羽,可以看出繁殖率是多么低。也可以看出近亲繁殖的影响是多么严重。
朱鹮的幸运朱鹮之所以被拯救,是因为我国攻克了朱鹮人工繁殖的难题。先人工扩大种群,再进行野化后放生。但是无论是中国,还是朝韩,亦或者是日本,都无法真正消除近亲繁殖带来的不良影响。人工孵化能避免很多因素,但无法避免近亲繁殖。现在所有的朱鹮都是81年发现的那四对成鸟的后代,只能不停的人工繁育,以庞大的数量来筛选、不同的亲疏程度来配对,来剔除不稳定的基因组。在将基因稳定后,朱鹮才可能真正的开始脱离近亲繁殖的影响。
朱鹮从7只到几千只,为什么鸟类没有近亲繁殖的困扰?
朱鹮从七只近亲繁殖到几千只,它们之间的基因多样性是很差的,这个种群是非常脆弱的。
其实,动物近亲繁殖能使后代同时保持和发扬父母血系的优点和缺点,就象放大镜一样,优点变大了,缺点也可能变大。但优点和缺点并不是平均分配在每一个后代上的。
在人工育种中,人们往往利用以上说的近亲繁殖的特点,在某些特殊的时间或情况下对动物进行近亲繁殖。
比如:当某动物面临绝种,可供人类选择的繁育对象的个体不多时;或想快些把繁育对象的遗传基因拉近,产生优良的血统体系。
朱鹮就是濒临灭绝的物种,对朱鹮进行人工繁育并且近亲繁殖是不得已的事。研究人员发现人工繁育和近亲繁殖的朱鹮,它们的蛋的受精率不高,发现不少在孵化过程中胚胎死亡的情况。
而有些成功孵化出的幼鸟还显得不自然不正常,比如羽毛稀疏,颜色黯淡,呆若木鸡等。
特别是畸形问题突出,比如翅膀畸形,无法飞翔;或爪子蜷缩,不能站立;或嘴巴长歪,进食困难。根据研究人员统计数据显示,朱鹮人工繁育和近亲繁殖的平均畸形率超过10%。
后来研究人员发现,朱鹮进化出了通过气味来辨别对方血统是否与自己接近,所以研究人员让朱鹮自由选择配偶。但可供它们自由选择的配偶太少了,它们只能在“矮个子里挑高个的”。
就是说,通过近亲繁殖后的朱鹮,在有限的对象里,尽量挑到与自己优缺点互补或不冲突的对象,尽量生产出健康的后代。
由以上可以看到,朱鹮是会受到近亲繁殖的影响的。只是迫不得已,在人类抢救性保护和人工繁育的条件下,它们一边提高繁殖数量,一边提高繁殖质量。
只有当种群数量达到一定规模时并被放生后,它们对配偶的选择性才多起来进而自主优化种群,同时自然界也会汰弱留强,进而一步步促进整个种群的健康发展。
如果没有人类的保护性干预和科学繁育,七只朱鹮很大的概率可能会一一灭绝,也不会发展到今天看到的几千只朱鹮种群。
朱鹮从7只到几千只,为什么鸟类没有近亲繁殖的困扰?
近亲繁殖?科学家溯源人类都是从类人猿逐渐进化出来的。所有生物都是一样的,不同地理环境气候孕育了生物的多样性。
朱鹮从7只到几千只,为什么鸟类没有近亲繁殖的困扰?
如果有一种传染病,朱鹮会大批死去,全都抵抗不了。植物也是如此,全国的城市绿化白蜡树血缘很近,万一有病,有可能大批死去。
朱鹮从7只到几千只,为什么鸟类没有近亲繁殖的困扰?
不是没困扰。是别的动物根本不困扰。近亲繁殖畸形就畸形呗,畸形太凶死了就死了呗。运气差点就灭绝了,也不过是有些人类叹息两声而已;运气好点就就活下来了,然后就有人上网问“为啥鸟类没有近亲繁殖的困扰”。
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