保护生物多样性,生物技术可以做什么?

发布时间:2020-05-21 10:53 来源:摘自科技日报 阅读次数:
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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,各国也都有责任保护其本国的生物多样性,并展开合作,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生物多样性迅速减少。

5月22日,“国际生物多样性日”到来之际,我们有必要思考一下自己的责任,以及利用现代科学技术成果,在保护生物多样领域可以做点什么。

以绿孔雀为例,只要行动濒危物种保护仍会现曙光

鼠年开年以来,杨晓君研究员开心了好长时间。

作为中科院昆明动物研究所鸟类学学科组的领头人,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,杨晓君研究员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年代作的调查和最近前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。” 杨晓君研究员说,种群数量的急剧下降,让绿孔雀面临在中国境内灭绝的危险,从而对我们的文化传统文化和生物多样性产生很大的冲击;而没有纯种的领养绿孔雀,也会对后续种群恢复造成威胁。

绿孔雀的故事不是个例。联合国生物多样性公约秘书处代表执行秘书伊丽莎白·穆雷玛在第十五次《生物多样性公约》缔约方大会(COP15)大会拟举办地昆明告诉记者:“我们现在所面临的问题和挑战不是单一的,而是全方位的。最近最具权威的科学研究表示,我们现在所面临生物多样性的威胁是前所未有的。”她手中的报告显示,现在地球上物种消亡的速度正加快,有1000种濒危物种正在面临最后灭绝的命运。

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,杨晓君研究员和他的团队,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昆明动物研究所。“我们的保护和研究出现了一缕曙光,但离足够多的种群数量、多种群间的实现基因交流的目标还有不小的距离。”杨晓君研究员说。

事实上,生物技术是通过现有的活着的生物,对植物和动物进行生产以及改良,也可以说是一种独一无二的,以达到某种特殊目的的科学技术。如今,不仅在动物学界、植物学界,以及原核生物界与真菌学界,无数中外科学家在奔走呼号,在做着实实在在的努力,用广义的生物技术,试图延缓和拯救濒危、极危物种。

技术密集的“诺亚方舟”:保护野生种质资源的人类行动

“意识到生物多样性的内在价值,和生物多样性及其组成部分的生态、遗传、社会、经济、科学、教育、文化、娱乐和美学价值,还意识到生物多样性对进化和保持生物圈的生命维持系统的重要性。”

1992年11月7日,全国人大常委会通过了关于批准《生物多样性公约》的决定,那时起,我国也成为《生物多样性公约》缔约国。这个影响全球生物多样性的公约中,“生物技术”是指使用生物系统、生物体或其衍生物的任何技术应用,以制作或改变产品或过程以供特定用途。

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,每天近百位高级人才在做着琐碎、细微而又极其重要的工作。他们把我国自己的“植物猎人”从大江南北、长城内外、山岳河湖间采集到的形形色色的有花植物种子加以分类、清理和必要的加工,然后像捧着自家的婴儿一样,有的宝藏到零下20摄氏度的植物种子库里,有的要宝藏到零下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。”中国科学院昆明植物研究所植物多样性与基因组学团队带头人、研究员李德铢详尽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特有的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‘挪亚方舟’里宝藏了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,他们可以保持几百甚至上千年的活力。”

在动物种质资源方面,这个大科学装置在生殖细胞如精子、卵子,以及一些胚胎细胞短时间上保存也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。随着科学的不断进步,这是在为未来的保护提供一种非常重要储备。”李德铢研究员说。

协同人与自然的关系,在利用中保护或是可持续的保护

白魔芋和云南梧桐,是两种我国金沙江流域的特有物种,由于过度采挖和利用,一度处于危险的边缘。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,二者进入了孙卫邦研究员的视野。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,远期看可为商业种植产生可观经济效益;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,让其产生多重的效益,也才能实现可持续发展。”作为极小种群野生植物综合保护团队的领头人,孙卫邦研究员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刮目相看的成果。近年年,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》的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由利用遗传资源所产生惠宜的三大目标是一致的。

“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。根据不同的生物物种、不同的情况辩证地进行,不可能是同一模式。

我国高度重视生物多样性保护。初步划定的生态保护红线面积约占陆域国土面积的25%,覆盖了所有生物多样性保护生态功能区,保护着近40%的水源涵养、洪水调蓄功能,约32%的防风固沙功能。

在2020年“国际生物多样性日”即将到来之际,生态环境部副部长庄国泰表示,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种类在保护地得到保护,濒临灭绝的朱鹮、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。

同时,在伊丽莎白·穆雷玛看来,2020年是一个生物多样性超级年,行将在中国昆明举行的COP15,也是一次变革性的大会,将对过去的爱知生物多样性目标,以及过去工作上的不足起到修正作用。“生态文明和我们的新框架内涵其实是一致的,中国所倡导的建设生态文明不仅仅是中国的美好愿景,同时也反映着全世界和全人类的共同愿望。”这位联合国生物多样性公约秘书处代表执行秘书说。