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什麽是動物多樣性?

動物多樣性

動物是生物界的重要組成部分。在各國科學家關註全球生物多樣性的同時,中國的動物學家也同樣深切地關註著自己國家動物多樣性受到的破壞和威脅。許多有識之士已經認識到,生物的多樣性和分布格局是由億萬年的生物進化史形成的。很多活著的動物在沒有人類的情況下存活了幾千萬年或者幾億年,但是沒有這些動物人類很難存活。因此,保護動物的多樣性是人類生存的當務之急。下面從生態系統多樣性、物種多樣性和遺傳多樣性這三個密切相關的角度來做壹個介紹。

生態系統多樣性

生態系統是特定生態空間中所有生物及其生存環境在物質循環和能量流動過程中形成的統壹整體。中國幅員遼闊,位於寒溫帶、溫帶、暖溫帶、亞熱帶和熱帶。從東南沿海到西北內陸,有濕潤、半濕潤、半幹旱和幹旱區。在動物地理學中,它跨越了古北界和東洋界。第四紀以來,由於北半球冰期的發生和青藏高原的隆升,中國的自然地帶性增強。而且中國的生態系統因為地形復雜而增加了復雜性。據初步統計,我國共有森林生態系統16類,生態系統約185類,生態系統約460類,包括草原4類、荒漠7類、高寒植被等。如此規模的生態系統多樣性是其他國家無法比擬的,是我國的寶貴財富。不幸的是,由於人口增長、環境變化和經濟發展帶來的汙染的巨大壓力,以及主觀認識的不足,各種生態系統遭到了嚴重的破壞。不僅造成了氣候惡化、水土流失、河流泛濫等惡劣後果。,但首當其沖的是許多動物物種滅絕或瀕臨滅絕。以魚類為例,如黃河鯉魚、松江鱸魚、大理弓頭魚、廬山石魚、興凱湖白魚等,都是我國稀有的水產品。它們要麽是壹個物種,要麽是壹個本地種群,都生活在壹個特定的生態系統中。壹些特殊生態系統的破壞,必然導致壹些特有屬的滅絕。比如雲南石屏縣的異龍湖,曾經盛產草和魚肥,歷史上盛產鯉魚和白魚,還有另壹個特有物種——鯉科魚(Cyprinus yilongen-sis)。但從20世紀50年代開始,湖中挖河發電,放水用於農田,然後整個湖不斷幹涸,異特龍體內的鯉魚再也沒有找到。又如,生活在雲南洱海的20多種魚類中,有7種雲南特有的珍稀特有魚類和3個亞種的鯉魚。近30年來,由於水位下降、產卵場破壞、過度捕撈和不合理放養,這10個物種或亞種處於瀕危狀態。洱海作為壹個特殊的淡水湖生態系統也將消失。

相反,在壹個經過長期進化已經達到相對平衡的生態系統中,壹個物種的缺失或壹個物種的增加都可能改變生態系統的結構和功能。Percafluviatilis,生活在歐洲和中國的額爾齊斯河水系,作為經濟肉食性魚類引入新疆博斯騰湖。由於湖中沒有其他兇猛的魚類抑制其種群,它大量繁殖,捕食其他魚類,導致新疆特有的珍貴魚類美洲斑鳠和其他壹些曾經生活在湖中的魚類滅絕,鱸魚本身由於數量過多,食物不足而變小。這種不當的引入,在雲南滇池和川滇交界的瀘沽湖也造成了嚴重的後果。

淡水生態系統相對封閉,我國對淡水魚的研究記錄相對完整,以上例子很容易說明存在的問題。事實上,海洋生態系統(包括珊瑚礁和沿海紅樹林)和陸地生態系統也是如此。海洋魚類的過度捕撈,造成大黃魚、小黃魚、帶魚產量銳減。珊瑚礁和紅樹林的破壞,不僅使島嶼或堤岸失去保護屏障,還會使魚、蝦、蟹、貝類等大量動物失去棲息地,其中特有物種將滅絕。原始森林的消失或林區被切割成孤島,必然會使大量物種滅絕。自然保護區的森林如果不保護落葉層,其實不是在保護壹個完整的生態系統。在農業方面,在預防和控制壹種害蟲或其從其他地方(或外國)的入侵和引入壹種天敵時,應考慮生態系統的結構和功能可能發生的變化及其後果。對自然或環境的大規模改造,尤其應該從保護動物多樣性的角度進行論證。

物種多樣性

物種是生命的基本形式,是生態系統中生物群落的基本單位,因此群落的物種多樣性是生態系統結構和功能的決定性因素。

但目前世界上到底有多少物種,眾說紛紜。不同研究者的估算差異很大,從654.38+0.8萬到3000萬種不等。所描述的物種統計範圍為654.38+0.40 ~ 654.38+0.7萬種,其中動物的種類占90%以上。作者保守估計我國動物種類可能為昆蟲15000種,其他無脊椎動物35000種,脊椎動物5139種(哺乳動物499種,鳥類1186種,爬行動物380種,兩棲動物270種,魚類2804種)。在第四紀冰川時期,東亞的冰川活動較弱,生物可以隨著冰川的推進向南撤退,這與歐洲和北美的生物《無路可退》的情況完全不同。所以東亞不僅物種豐富,還保存了很多古老的物種。在脊椎動物中,如大熊貓、斑羚和中華鱉。在無脊椎動物中,如蛛形綱的節肢動物,它是105科現存蜘蛛中最原始的壹科,已知僅2屬約40種,僅分布於東亞。這種蜘蛛在土裏打洞,洞有活蓋。到了晚上,孔蓋打開壹條縫,發現有昆蟲經過,跳出來抓回洞內享用。這種蜘蛛在腹部背面仍有壹個分節的背板,旋轉器位於腹部中間。從形態到行為,可以說和3億年前蜘蛛的祖先壹脈相承,是壹個極具學術價值的範疇。此外,中國的壹些地區,如西南的橫斷山,是許多現代生物的分化和分布中心。

從上面可以看出,中國的動物多樣性不僅是中國的動物種類數量占世界動物種類的十分之壹左右,而且還有許多特有物種,有些類群遠遠大於這個比例。比如世界上最原始的原生動物有400多種,而中國有120種,占世界近1/3。絹蝶是壹種珍貴的蝴蝶,世界記錄53種,中國記錄34種,占61%。其中,世界有記錄的絹蝶有37種,中國有27種,占73%。所以世界昆蟲學家稱中國為絲蝶王國。中國800多種淡水魚中,約90%為中國或東亞特有。但是,除了脊椎動物之外,我國動物的家族背景尚不清楚。就昆蟲而言,迄今為止描述的不到4萬種,僅占估計的1.5萬種的1/4左右。許多無脊椎動物類群(包括昆蟲)還沒有被研究過。在1988 IUCN紅色名錄上的1006種受威脅昆蟲中,美國有493種,中國大陸只有10種。在《中國國家重點保護野生動物名錄》中,脊椎動物列出了232個分類目(大部分為種,少數列出了目、科或屬的全部種),而無脊椎動物只列出了1屬(全部種)和24種。假設無脊椎動物的數量是脊椎動物的40倍,那麽無脊椎動物的列表應該是現在的400倍,也就是說,直到達到1萬種才會接近實際情況。這說明大部分無脊椎動物(包括昆蟲)可能在被發現和描述之前就已經消失了。幸運的是,我們對脊椎動物進行了很好的研究,我們知道雲南的異特龍鯉魚和銀白色的魚Anabar-illus alburnops已經滅絕。另據了解,白鱘、中華鱘、鰣魚、虎魚、胭脂魚、白鰭豚等具有重要科學意義和經濟價值的物種瀕臨滅絕,已采取必要的搶救措施。

為了保護物種多樣性,許多科學家再次提出,壹些物種應該在滅絕前被發現。特別是尚未研究的動物物種或壹些被忽視的生境,如土壤、珊瑚礁、紅樹林和林冠,應調查清楚。人類已經進入了壹個科學飛速發展的時代。現在可以從4萬年前滅絕的猛獁象的冷凍肌肉中提取DNA,甚至可以從估計2600萬年前埋在琥珀中的昆蟲中提取DNA。即使沒有足夠的人力壹壹辨認,但只要標本保存下來,就可能對後人有不可估量的用處。對於已知的瀕危物種,需要進壹步研究其分布、種群大小、生境、生物學和威脅生存的主要因素,並提出相關保護措施。

棲息地保護無疑是保護物種的根本手段。需要指出的是,對於壹些小型的無脊椎動物來說,即使是保護壹個小型的生態系統(比如壹個池塘或者壹片小樹林)有時也是意義重大的。隨著對具有科學價值的物種認識的深入,以及國民動物保護意識的加強,這壹問題必將在未來引起越來越多的公眾關註。

除了從保護生態系統的角度來保護物種,禁止過度捕撈和非法出口壹直是物種保護要解決的首要問題。僅1987上半年,我國就非法走私日本麝香700多公斤,粗略估算需要14萬只麝。1988壹個大城市消耗1972公斤熊掌,需要480只熊。從1983開始,被解救的熊貓比被偷獵的少。多年來,羚羊、麅子、麂、巖羊等有蹄類動物被無節制捕殺,使得原本常見的物種變得稀少。有些公司要求出口數萬張蟒蛇皮和大量眼鏡蛇、眼鏡王蛇。有的要求出口成噸的珊瑚,珊瑚礁的破壞威脅著大量海洋生物的生存。而壹些海洋生物可能是拯救人類心臟病或癌癥的關鍵藥物。

遺傳多樣性

每個物種都是壹個獨特的基因庫。可以說,物種多樣性包括遺傳多樣性。但遺傳多樣性遠遠超出了物種多樣性的範疇。每個物種由許多個體組成,除了孤雌生殖和單卵雙胞胎,沒有兩個個體具有相同的基因組。種下可能有亞種分化,也可能是由許多地理或生態種群組成,家養動物包含許多變種和類型。因此,許多物種實際上包含數百甚至數千種不同的遺傳類型。例如,泥鰍同壹亞種有四個染色體數目2n=50、75、86、94。雲南文山、昭覺、瑞麗和迪慶地區的血紅蛋白有6種基因型,轉鐵蛋白有9種不同基因型,表現出豐富的遺傳多樣性。分子水平上的遺傳多樣性是顯著的,例如,雅羅魚的三個地方種群中有12種不同類型的線粒體DNA結構。

遺傳多樣性是生命進化和適應的基礎。種內遺傳多樣性越豐富,物種對環境變化的適應能力就越強。顯而易見的事實是,基因的壹致性威脅著種群或物種的生存。分布在非洲幾個狹窄山谷的獵豹種群在遺傳上高度壹致。這導致獵豹的適應能力、繁殖能力和抗病能力低下,瀕臨滅絕。

野生動物棲息地,如森林,由於分隔變窄而支離破碎,水利工程造成的河湖隔離導致物種近親繁殖,遺傳多樣性變窄。由於外來品種的引進,許多古老的本土優良品種被邊緣化,趨於滅絕。比如中國優良的九斤黃雞和定縣豬、五指山豬、海南島豐牛、上海當角牛等已經滅絕或難覓蹤跡。來自壹些發達國家和有限地區的有限基因,正在侵蝕和替代中國幾千年積累的豐富多彩的畜禽遺傳多樣性。應系統評價我國古代品種的遺傳多樣性和特征,並采取保護措施。群體遺傳多樣性的深入研究也使人們提出了壹些水產養殖中的問題。如青魚、草魚、鰱魚、鱅魚等都成功地進行了人工繁殖,擺脫了依靠自然捕撈的被動局面,促進了淡水魚養殖的發展。但長期近親繁殖導致後代遺傳質量下降,性成熟提前,平均體重下降,魚苗畸形率和魚病發病率增加。再比如雜交鯉魚放養在大湖或者逃出池塘,導致鯉魚的天然基因庫被破壞。鯉魚的自然本地種群,包括珍貴的物種資源如黃河鯉魚,正在逐漸消失。

遺傳多樣性的保存不僅包括生態系統和物種多樣性的保存,還包括精子(或配子)和胚胎的冷凍保存、人工授精和胚胎移植等壹系列新方法和新技術。中科院上海細胞生物學研究所和昆明動物研究所都建立了大規模的細胞庫。昆明動物研究所利用西南地區動物的多樣性和豐富的資源優勢,專註於動物遺傳(種質)資源的保存和利用。截至目前,已保存170余種,其中不乏中國特有的珍稀或瀕危動物,如雲南金絲猴。隨著細胞生物學和發育生物學的發展,終有壹天我們會揭開細胞分化和個體發育的奧秘。通過細胞培養或核移植,我們的後代可以從細胞庫中重建滅絕的動物。現代細胞庫也是壹個密集的基因庫。不僅冷凍的細胞可以“醒來”,細胞或冷凍組織中的DNA,也就是冷凍的基因也可以“醒來”。因此,有人形象地將細胞庫比喻為保存動物遺傳多樣性的“諾亞方舟”。

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