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用生物技术保护生物多样性 中国这样做

  5月22日是“国际生物多样性日”。生态环境部副部长庄国泰不久前表示,目前,我国各类自然保护地面积约占陆地面积的18%以上,绝大多数国家重点保护野生动植物物种得到保护,朱鹮、东北虎等近10种濒危物种种群开始恢复,60多种珍稀濒危野生动物人工繁殖成功。

  第十五次《生物多样性公约》缔约方大会(COP15)拟今年在昆明举办,联合国《生物多样性公约》秘书处代理执行秘书伊丽莎白·穆雷玛认为,中国所倡导的建设生态文明不仅仅是中国的美好愿景,同时也反映了全世界和全人类的共同愿望。

  生物多样性是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础,与每个人的生产、生活息息相关。同时,世界各国也都有责任保护其本国的生物多样性,并应展开合作,以可持久的方式使用生物资源。但令人关切的是,一些人类活动正在导致组成生物多样性的物种迅速减少。那么利用现代生物科学技术,我国在保护生物多样性方面做了什么?

  基因组测序:寻找中国纯种绿孔雀

  今年以来,中科院昆明动物研究所鸟类学学科组带头人杨晓君研究员开心了好久:他饲养繁育的几个“宝贝”陆陆续续下了20多个蛋。这些蛋来得相当不易,这可是纯种绿孔雀的蛋。为了“纯种”二字,杨晓君和他的团队努力了六七年之久。

  “近年来,绿孔雀的种群数量在下降。上世纪90年代的调查和最近几年的调查结果表明,下降趋势是非常严重的。同时,我们也做了人工领养绿孔雀的调查,结果发现,领养的绿孔雀也没有纯种的了。”杨晓君说,种群数量的急剧下降,让绿孔雀在中国境内面临灭绝的危险,从而对我们的生物多样性产生冲击;而没有纯种的领养绿孔雀,也会对后续种群恢复造成威胁。

  绿孔雀的危机不是个例。穆雷玛接受科技日报记者采访时表示:“我们现在所面临的问题和挑战不是单一的,而是全方位的。最近的科学研究表明,我们正面临着前所未有的生物多样性挑战。”她手中的报告显示,现在地球上物种消亡的速度正在加快,有千余种濒危物种正面临灭绝的危险。

  用新的基因组测序技术,比对纯种与有其他物种产生基因交流的孔雀,比对国外同行公开的基因组数据,杨晓君团队转战云南横断山和大小保护区,终于找到了六七只“宝贝”,并带到精心模仿野外生境的中科院昆明动物研究所实验室。“我们的保护和研究出现了一缕曙光,但离足够多的种群间基因交流的目标还有不小距离。”杨晓君说。

  事实上,生物技术是对现有的珍稀植物和动物进行改良。如今,不仅在动物学界、植物学界,甚至在原核生物界与真菌学界,无数中外科学家正在努力,试图用生物技术拯救濒危、极危物种。

  “五库一体”:保护野生种质资源的“诺亚方舟”

  1992年11月7日,全国人大常委会批准我国加入《生物多样性公约》缔约国。在这个公约中,生物技术被定义为“使用生物系统、生物体或其衍生物等技术,来制作或改变产品以达到特定用途的目的。”

  在国家大科学装置、世界第二大种质资源库——中国西南野生生物种子资源库的植物种质保藏中心和分子实验平台上,每天有近百位科学家在做着琐碎、细微而又极其重要的工作。他们把从我国各地采集到的形形色色有花植物种子加以分类、清理和必要的加工,然后冷藏到零下20摄氏度的植物种子库里或零下196摄氏度的液氮中。

  “这个资源库的保存模式为‘五库一体’,即以植物种子库为核心库,兼具植物离体库、植物DNA库、动物种质库和微生物库。”中科院昆明植物研究所植物多样性与基因组学团队带头人李德铢研究员向科技日报记者介绍,70%的种子资源进入到植物种子库,通过干燥和冷冻技术处理后长期存储,同时为资源利用和科学研究提供材料;而植物离体库的任务,主要保存中间性和顽拗性种子,以及难以用种子保存的植物,保存的材料包括试管苗、愈伤组织、块根、块茎、鳞茎、球茎、花粉、孢子以及微繁殖体或培养物;在DNA库中,则筛选和鉴定了一批具有重要价值的功能基因;动物种质库主要保存珍稀濒危的特有野生脊椎动物种质资源,兼顾收集野生近缘种和特种经济动物的种质资源;微生物库则长期、安全、有效地保存具有重要经济价值的大型真菌种质资源,同时强调对放线菌和特殊生境微生物种质资源的收集。

  “截至2019年底,我们已经在这座种子的‘诺亚方舟’里珍藏了10096种种质资源,植物类种质资源占我国植物总数的34.5%。一个小小的罐子里甚至可以装2万粒种子,他们可以有效保持几百年甚至上千年。”李德铢说。

  在动物种质资源方面,这个大科学装置在短时间保存生殖细胞及胚胎细胞中取得了一些成功的案例,但目前从全世界范围来讲,动物种质资源的保存还存在很大的难度。“我们保存了6000多种动物DNA材料。目前的技术条件下,这些材料绝大部分还不能恢复成一个正常的生物个体,但可为未来的保护提供一种重要储备。”李德铢表示。

  人工扩繁:既保护物种数量又发挥经济价值

  白魔芋和云南梧桐,是我国金沙江流域的两种特有物种,但由于种群数量小、生境狭窄、受人类干扰严重,随时面临灭绝危险。中科院昆明植物研究所极小种群野生植物综合保护团队带头人孙卫邦认为,白魔芋具有药食两用的价值,经过人工授粉,可大幅提高结实率,远期看商业种植具有可观经济效益;而云南梧桐全身都是宝,尤其桐子具有极高的营养价值,植株本身可做优质园林和景观绿化树种,经人工扩繁和有序利用,有望逃离濒危的“苦海”。

  “有的物种,我们不能把它圈起来或栽活几个样板就了事,不但要保护其种群数量稳定恢复增长,还要发掘其经济价值和美学价值,让其产生多重效益,也才能实现可持续发展。”孙卫邦表示,他们近年来在漾濞槭、华盖木等特有植物、濒危和有重要经济利用价值植物的保护上取得了令人瞩目的成果。近年来,他们还将极小种群保护的理念和方法,推广到珍稀濒危野生动物的保护上。这与《生物多样性公约》中保护地球生物多样性、可持续利用生物多样性和公平公正分享遗传资源的三大目标相一致。

  “总的来说,由于我们的物种非常多,濒危的物种也非常多,其中很多物种,我们没办法进行迁地保护,只能以划定综合保护区的方式进行。”云南农业大学教授董扬说,而有些物种,特别是一些根系发达的植物,比如说兰科植物,还有一些极度濒危的植物和哺乳动物,可以迁地保护。我们要根据不同的生物物种、不同的情况辩证施策,不可能采取同一种模式。

  来源:科学网

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