生息域外保全

生息域外保全（直訳すると「オフサイト保全」）とは、絶滅の危機に瀕した動植物の種、変種、品種を、その自然の生息地の外で保護するプロセスである。例えば、絶滅の危機に瀕した生息地から個体群の一部を移動させ、新しい場所、つまり、それぞれの動物の自然の生息地に類似し、動物園や野生動物保護区などの人間の管理下にある人工環境に移す。 ^{[1] [2]}人間が管理対象の個体群の自然な動態を制御または変更する程度は大きく異なり、これには生活環境、生殖パターン、資源へのアクセス、捕食や死亡からの保護の変更が含まれる場合がある。  

生息域外管理は、種の自然の地理的分布の範囲内でも、範囲外でも行うことができます。生息域外で飼育されている個体は、生態学的ニッチの外に存在します。つまり、野生個体と同じ選択圧を受けておらず、複数世代にわたって生息域外で飼育された場合、人為的選択を受ける可能性があります。^[3]

農業生物多様性は、生息域外コレクションでも保全されています。これは主に、主要な農作物とその野生近縁種の遺伝資源を保全するためにサンプルが保管される遺伝子バンクの形で行われます。

植物園、動物園、水族館は、保護された標本を丸ごと収容し、繁殖させて野生に返すという、最も一般的な生息域外保全の場所です。これらの施設は、絶滅危惧種の標本の収容と世話をするだけでなく、教育的価値も持っています。絶滅危惧種の絶滅危惧状態とその脅威の原因を一般の人々に知らせ、そもそも種の存続を危うくする要因を阻止し、逆転させることに一般の関心を喚起することを目的としています。これらは最も多くの人が訪れる生息域外保全の場所で、WZCS (世界動物園保全戦略) は、世界中の 1,100 の動物園が年間 6 億人以上の来場者を迎えていると推定しています。世界には、125 か国に合計 2,107 の水族館と動物園があると推定されています。さらに、多くの民間の収集家やその他の非営利団体が動物を飼育し、保全や野生復帰の取り組みを行っています。^[4]同様に、148の郡に約2,000の植物園があり、推定80,000種の植物が栽培または保管されています。^[5]

植物の冷凍保存は、種子、花粉、組織、または胚を液体窒素で保存することです。この方法は、他のすべてのエクスサイチュ保存方法に比べて、はるかに長い期間にわたって、劣化することなく材料を事実上無期限に保存するために使用できます。冷凍保存は、動物の遺伝資源の冷凍保存を通じて家畜の遺伝学の保存にも使用されます。技術的な制限により、多くの種の冷凍保存が妨げられていますが、低温生物学は活発な研究分野であり、植物に関する多くの研究が進行中です。

温度と湿度が管理された環境での種子の保管。この技術は、乾燥に耐えるオーソドックスな種子を持つ分類群に使用されます。種子バンクの施設は、密閉された箱から、気候制御されたウォークイン冷凍庫や貯蔵庫までさまざまです。乾燥に耐えられない扱いにくい種子を持つ分類群は、通常、種子バンクに長期間保管されません。

野生種、農業種、または林業種の遺伝的多様性を維持するために使用される、大規模な屋外植栽。通常、種子バンクで保存することが困難または不可能な種は、フィールド遺伝子バンクで保存されます。フィールド遺伝子バンクは、他の生息域外 技術によって保存された種の子孫を育て、選択するために使用されることもあります。

人工の景観、通常は植物園や樹木園で園芸的管理を受けている植物。この技術は、植物が周囲の環境で維持されるという点でフィールド遺伝子バンクに似ていますが、コレクションは通常、遺伝的に多様で広範囲ではありません。これらのコレクションは、交雑、人工選択、遺伝的浮動、および病気の伝染の影響を受けやすいです。栽培コレクションには、他の生息域外技術では保存できない種が含まれることがよくあります。

植物は園芸的に管理されていますが、環境は自然に近い状態に管理されています。これは復元された環境または半自然環境のいずれかで発生します。この手法は主に希少な分類群や生息地が著しく劣化した地域に使用されます。

体細胞組織は、短期間であれば体外で保存できます。これは、細胞の成長を調節する光と温度が制御された環境で行われます。体外保存技術として、組織培養は主に栄養組織または未熟種子のクローン増殖に使用されます。これにより、比較的少量の親組織からクローン植物を増殖させることができます。

絶滅危惧種の動物や品種も同様の技術を使用して保存されています。^[6]動物種は、生きた精子、卵子、または胚を保存するための極低温施設である遺伝子バンクで保存できます。たとえば、サンディエゴ動物学会は、哺乳類、爬虫類、鳥類を含む355種以上の サンプルを低温保存技術を使用して保存するための「冷凍動物園」を設立しました。

絶滅危惧種の繁殖を助ける可能性のある技術として、異種妊娠、つまり絶滅危惧種の胚を近縁種の雌の子宮に移植し、出産させるという方法がある。^[7]これはスペインアイベックスに対して実施されている。^[8]

飼育下の個体群は、近親交配による弱勢、遺伝的多様性の喪失、飼育下への適応などの問題を抱えている。これらの問題を最小限に抑えるように飼育下の個体群を管理することが重要であり、導入される個体が元の創始者にできるだけ近くなるようにすることで、再導入が成功する可能性が高まります。^[9] 初期の成長段階では、個体群サイズは目標個体群サイズに達するまで急速に拡大します。^[10] 目標個体群サイズとは、適切なレベルの遺伝的多様性を維持するために必要な個体数であり、一般的には100年後に現在の遺伝的多様性の90％であると考えられています。^[10]この目標を達成するために必要な個体数は、潜在的な成長率、有効サイズ、現在の遺伝的多様性、および世代時間によって異なります。^[9]目標個体群サイズに達すると、焦点は個体群を維持し、飼育下の個体群内の遺伝的問題を回避することに移ります。^[10]

平均血縁価値を最小化することに基づいて個体群を管理することは、遺伝的多様性を高め、飼育下の個体群内での近親交配を避けるための効果的な方法であることが多い。^[10] 血縁とは、交配する各個体からランダムに1つの対立遺伝子を採取したときに、2つの対立遺伝子が子孫に残ることによって同一になる確率である。平均血縁価値とは、特定の個体と個体群の他のすべてのメンバーとの間の平均血縁価値である。平均血縁価値は、どの個体を交配させるべきかを決定する際に役立つ。繁殖用の個体を選択する際には、平均血縁価値が最も低い個体を選択することが重要である。なぜなら、これらの個体は個体群の残りの部分との関連性が最も低く、最も共通性の低い対立遺伝子を持つからである。^[10] これにより、より希少な対立遺伝子が受け継がれることが保証され、遺伝的多様性を高めるのに役立つ。また、平均血縁値が大きく異なる2人の個体を交配することは避けることが重要です。なぜなら、そのような交配では、平均血縁値が低い個体に存在する希少な対立遺伝子と、平均血縁値が高い個体に存在する一般的な対立遺伝子の両方が伝播してしまうからです。^{[10]この遺伝子管理技術では、祖先がわかっていることが必要であるため、祖先が不明な場合は、}マイクロサテライトデータ などの分子遺伝学を使用して不明点を解決する必要があるかもしれません。^[9]

遺伝的多様性は、創始者効果とそれに伴う個体数の少なさのために、飼育下の個体群内で失われることが多い。 ^[10] 飼育下の個体群内での遺伝的多様性の損失を最小限に抑えることは、生息域外保全の重要な要素であり、個体群の多様性が高いほど適応能力が高くなるため、再導入の成功と種の長期的な繁栄に不可欠である。 ^[9]創始者効果による遺伝的多様性の損失は、創始者個体群が十分に大きく、野生個体群を遺伝的に代表するようにすることで最小限に抑えることができる。^[10] 野生個体群から多数の個体を除去すると、すでに保全が懸念されている種の遺伝的多様性がさらに低下する可能性があるため、これは難しいことが多い。この代替案は、野生個体から精子を採取し、人工授精によってこれを使用して新鮮な遺伝物質を取り込むことである。^[11]飼育下の個体群サイズと有効個体群サイズを最大化すると、遺伝的浮動による対立遺伝子のランダムな損失を最小限に抑えて、遺伝的多様性の損失を減らすことができる。^[10] 飼育下での世代数を最小限に抑えることは、飼育下の個体群における遺伝的多様性の損失を減らすためのもう一つの効果的な方法です。^[10]

飼育下の個体群では野生の個体群とは異なる形質が選択の対象となるため、飼育下では有益であっても野生では有害となる適応が生じる可能性があります。 ^[10]これにより再導入の成功率が低下するため、飼育下への適応を減らすために飼育下の個体群を管理することが重要です。飼育下への適応は、飼育下での世代数を最小限に抑え、野生個体群からの移住者の数を最大化することで減らすことができます。^[10] 自然環境と同様の環境を作り出すことで飼育下の個体群の選択を最小限に抑えることも、飼育下への適応を減らすもう1つの方法ですが、飼育下への適応を最小限に抑える環境と十分な繁殖を可能にする環境のバランスを見つけることが重要です。^[10]飼育下の個体群を一連の個体群断片として管理することによっても、飼育下への適応を減らすことができます。この管理戦略では、飼育下の個体群はいくつかの亜個体群または断片に分割され、個別に維持されます。個体群が小さいほど適応能力は低いため、個体群の断片は飼育に関連する適応を蓄積する可能性は低くなります。断片は近親交配が懸念されるまで別々に維持されます。その後、近親交配を減らすために断片間で移入個体が交換され、断片は再び別々に管理されます。^[10]

飼育下の個体群 では、通常、少数の創始者から個体群が形成されるため、遺伝性疾患が問題となることが多い。 ^[10]大規模で近親交配する個体群では、最も有害な対立遺伝子の頻度は比較的低いが、飼育下の個体群の形成中に個体群にボトルネックが発生すると、以前は稀だった対立遺伝子が生き残り、数が増加する可能性がある。^[9]飼育下の個体群内での近親交配がさらに進むと、個体群内のホモ接合性が高まり、有害な対立遺伝子が発現する可能性も高まる。 ^[9]飼育下の個体群内での遺伝性疾患の発生率が高いと、飼育下の個体群の生存と、最終的には野生への再導入の両方が脅かされる可能性がある。^[12] 遺伝性疾患が優性である場合、影響を受けた個体の繁殖を避けることで、1世代で疾患を完全に排除できる可能性がある。^[10] しかし、遺伝性疾患が劣性である場合、影響を受けていないヘテロ接合体に存在するため、対立遺伝子を完全に排除することができない可能性がある。^[10] この場合、最善の選択肢は、交配ペアを選択的に選択して対立遺伝子の頻度を最小限に抑えることである。遺伝性疾患を排除するプロセスでは、特定の個体の繁殖を阻止すると、対立遺伝子、ひいては遺伝的多様性が集団から除去されることを考慮することが重要である。これらの対立遺伝子が他の個体に存在しない場合、完全に失われる可能性がある。^[12]特定の個体の繁殖を阻止すると、有効な集団サイズも減少し、遺伝的多様性の喪失や近親交配の増加などの問題が発生する。^[10]

ショウイインディアンクローバー（Trifolium amoenum）は絶滅したと考えられていた種の一例ですが、1993年にソノマ郡西部の場所で1本の植物の形で再発見されました^[13]。^[14]種子が収穫され、種は生息域外施設で栽培されました。

ウォレミ松は、一般向けに販売するために苗圃で育てられており、 生息域外保全によって保護されている植物のもう一つの例です。

オレンジ腹インコは、2017年2月初旬時点で野生個体数が14羽であり、^[15]飼育繁殖プログラムで繁殖されている。飼育個体数は約300羽である。^[16]

生息域外保全は、人類が環境を維持し保護する取り組みには役立つものの、絶滅から種を救うには十分ではありません。生息域外保全は、種の遺伝的変異全体、その共生関係、または時間の経過とともに種が変化する環境に適応するのに役立つ可能性のある要素など、生息地全体を再現できないため、最後の手段として、または生息域内保全の補足として使用されます。代わりに、生息域外保全では、種を自然の生態学的背景から取り除き、半隔離された状態で保存します。これにより、標本を不自然な生息地に導入することで、自然の進化と適応プロセスが一時的に停止または変更されます。低温保存方法の場合、保存された標本の適応プロセスは（文字通り）完全に凍結されます。これの欠点は、再放出されたときに、種が絶えず変化する自然の生息地で繁栄するために必要な遺伝的適応と突然変異が欠如している可能性があることです。

さらに、生息域外保全技術はコストがかかることが多く、低温保存はほとんどの場合経済的に実行不可能です。この方法で保存された種は利益を生まず、政府やその運営を決意した組織の財源を徐々に消耗させるからです。種子バンクは、長期間受精できない扱いにくい種子を持つ特定の植物属には効果がありません。種が自然に防御できない外来の病気や害虫は、生息域外のプランテーションの保護植物や生息域外の繁殖地に生息する動物の収穫を台無しにすることもあります。これらの要因と、人間が再現するのがほぼ不可能な種もある特定の環境ニーズが組み合わさって、世界中の絶滅危惧植物や動物の多くにとって 生息域外保全は不可能になっています。

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• 繁殖技術と絶滅危惧ネコ科動物の保護
• ルイジアナの凍った箱舟
• オンラインブック: 家畜と家禽の生息域内保全、1992年、国連食糧農業機関および国連環境計画
• 「蘭の生息域外保全の課題」蘭保全連合
• 植物園保全国際協会 – 優先植物種の生息域外保全を支援する国際組織
• 家畜多様性情報システム
• 動物遺伝資源に関する世界行動計画の実施