Conservation ex situ - Ex situ conservation

Svalbard GLOBAL SEED BANK , une conservation ex situ .

La conservation ex situ signifie littéralement « conservation hors site». C'est le processus de protection d'une espèce, d'une variété ou d'une race menacée, de plante ou d'animal en dehors de son habitat naturel ; par exemple, en retirant une partie de la population d'un habitat menacé et en la plaçant dans un nouvel emplacement, un environnement artificiel qui est similaire à l'habitat naturel de l'animal respectif et à la charge de l'homme, par exemple les parcs zoologiques et les safaris animaliers. Le degré auquel les humains contrôlent ou modifient la dynamique naturelle de la population gérée varie considérablement, et cela peut inclure l'altération des milieux de vie, les modes de reproduction, l'accès aux ressources et la protection contre la prédation et la mortalité. La gestion ex situ peut avoir lieu à l'intérieur ou à l'extérieur de l'aire de répartition géographique naturelle d'une espèce. Les individus maintenus ex situ existent en dehors d'une niche écologique . Cela signifie qu'ils ne sont pas soumis aux mêmes pressions de sélection que les populations sauvages et qu'ils peuvent subir une sélection artificielle s'ils sont maintenus ex situ pendant plusieurs générations.

La biodiversité agricole est également conservée dans des collections ex situ . Il s'agit principalement de banques de gènes où les échantillons sont stockés afin de conserver les ressources génétiques des principales plantes cultivées et de leurs parents sauvages .

Installations

Jardins botaniques, zoos et aquariums

Les jardins botaniques , les zoos et les aquariums sont les méthodes les plus conventionnelles de conservation ex situ . Également en conservation ex situ , qui abritent tous des spécimens entiers et protégés pour la reproduction et la réintroduction dans la nature lorsque cela est nécessaire et possible. Ces installations fournissent non seulement un logement et des soins pour des spécimens d'espèces menacées, mais ont également une valeur éducative. Ils informent le public du statut menacé des espèces menacées et des facteurs qui causent la menace, dans l'espoir de susciter l'intérêt du public pour arrêter et inverser les facteurs qui mettent en danger la survie d'une espèce en premier lieu. Ce sont les sites de conservation ex situ les plus visités publiquement , la WZCS (World Zoo Conservation Strategy) estimant que les 1 100 zoos organisés dans le monde reçoivent plus de 600 millions de visiteurs par an. À l'échelle mondiale, il existe un total estimé de 2 107 aquariums et zoos dans 125 pays. De plus, de nombreux collectionneurs privés ou autres groupes à but non lucratif détiennent des animaux et s'engagent dans des efforts de conservation ou de réintroduction. De même, il existe environ 2 000 jardins botaniques dans 148 comtés qui cultivent ou stockent environ 80 000 taxons de plantes.

Techniques pour les plantes

Cryoconservation

La cryoconservation des plantes consiste à stocker des graines, du pollen, des tissus ou des embryons dans de l'azote liquide. Cette méthode peut être utilisée pour un stockage pratiquement indéfini de matériel sans détérioration sur une période de temps beaucoup plus longue par rapport à toutes les autres méthodes de conservation ex situ . La cryoconservation est également utilisée pour la conservation de la génétique animale grâce à la cryoconservation des ressources génétiques animales . Des limitations techniques empêchent la cryoconservation de nombreuses espèces, mais la cryobiologie est un domaine de recherche actif, et de nombreuses études concernant les plantes sont en cours.

Banque de semences

Le stockage des graines dans un environnement à température et humidité contrôlées. Cette technique est utilisée pour les taxons à graines orthodoxes qui tolèrent la dessiccation . Les installations des banques de semences varient des boîtes scellées aux congélateurs-chambres à température contrôlée ou aux chambres fortes. Les taxons aux graines récalcitrantes qui ne tolèrent pas la dessiccation ne sont généralement pas conservés dans les banques de graines pendant de longues périodes.

Banque de gènes de terrain

Une vaste plantation en plein air utilisée maintient la diversité génétique des espèces sauvages, agricoles ou forestières. Typiquement, les espèces difficiles ou impossibles à conserver dans les banques de semences sont conservées dans les banques de gènes de terrain. Les banques de gènes de terrain peuvent également être utilisées pour cultiver et sélectionner la descendance d'espèces stockées par d'autres techniques ex situ .

Collections de culture

Plantes sous soins horticoles dans un paysage construit, généralement un jardin botanique ou un arboreta. Cette technique est similaire à une banque de gènes de terrain dans la mesure où les plantes sont conservées dans l'environnement ambiant, mais les collections ne sont généralement pas aussi diversifiées ou étendues génétiquement. Ces collections sont sensibles à l'hybridation, à la sélection artificielle, à la dérive génétique et à la transmission de maladies. Les espèces qui ne peuvent être conservées par d'autres techniques ex situ sont souvent incluses dans les collections cultivées.

Inter-situ

Les plantes sont soignées en horticulture, mais l'environnement est géré dans des conditions proches de la nature. Cela se produit avec des environnements restaurés ou semi-naturels. Cette technique est principalement utilisée pour les taxons rares ou dans les zones où l'habitat a été gravement dégradé.

Culture de tissus (stockage et propagation)

Le tissu somatique peut être stocké in vitro pendant de courtes périodes. Cela se fait dans un environnement contrôlé par la lumière et la température qui régule la croissance des cellules. En tant que technique de conservation ex situ , la culture tissulaire est principalement utilisée pour la propagation clonale de tissus végétatifs ou de graines immatures. Cela permet la prolifération de plantes clonales à partir d'une quantité relativement faible de tissu parental.

Techniques pour les animaux

Un réservoir d' azote liquide , utilisé pour alimenter un congélateur cryogénique (pour stocker des échantillons de laboratoire à une température d'environ -150 °C)

Les espèces et races animales menacées sont préservées en utilisant des techniques similaires. Les espèces animales peuvent être conservées dans des banques de gènes , qui consistent en des installations cryogéniques utilisées pour stocker du sperme , des ovules ou des embryons vivants . Par exemple, la Zoological Society of San Diego a établi un « zoo congelé » pour stocker de tels échantillons en utilisant des techniques de cryoconservation de plus de 355 espèces, dont des mammifères, des reptiles et des oiseaux.

Une technique potentielle pour aider à la reproduction des espèces menacées est la grossesse interspécifique , l'implantation d'embryons d'une espèce menacée dans l'utérus d'une femelle d'une espèce apparentée, la portant à terme. Elle a été réalisée pour le bouquetin espagnol .

Gestion génétique des populations captives

Les populations captives sont sujettes à des problèmes tels que la dépression de consanguinité , la perte de diversité génétique et les adaptations à la captivité. Il est important de gérer les populations captives d'une manière qui minimise ces problèmes afin que les individus à introduire ressemblent le plus possible aux fondateurs d'origine, ce qui augmentera les chances de réussite des réintroductions . Au cours de la phase de croissance initiale, la taille de la population augmente rapidement jusqu'à ce qu'une taille de population cible soit atteinte. La taille de la population cible est le nombre d'individus nécessaires pour maintenir des niveaux appropriés de diversité génétique, qui est généralement considérée comme représentant 90 % de la diversité génétique actuelle après 100 ans. Le nombre d'individus requis pour atteindre cet objectif varie en fonction du taux de croissance potentiel, de la taille effective, de la diversité génétique actuelle et du temps de génération. Une fois la taille de la population cible atteinte, l'accent est mis sur le maintien de la population et l'évitement des problèmes génétiques au sein de la population captive.

Minimiser la parenté moyenne

La gestion des populations basée sur la minimisation des valeurs moyennes de parenté est souvent un moyen efficace d'augmenter la diversité génétique et d'éviter la consanguinité au sein des populations captives. La parenté est la probabilité que deux allèles soient identiques par descendance lorsqu'un allèle est prélevé au hasard sur chaque individu s'accouplant. La valeur de parenté moyenne est la valeur de parenté moyenne entre un individu donné et tous les autres membres de la population. Les valeurs de parenté moyennes peuvent aider à déterminer quels individus doivent être accouplés. Lors du choix des individus pour la reproduction, il est important de choisir les individus ayant les valeurs de parenté moyennes les plus faibles car ces individus sont les moins apparentés au reste de la population et ont les allèles les moins communs. Cela garantit que des allèles plus rares sont transmis, ce qui contribue à augmenter la diversité génétique. Il est également important d'éviter d'accoupler deux individus avec des valeurs de parenté moyennes très différentes car de tels appariements propagent à la fois les allèles rares qui sont présents chez l'individu avec la valeur de parenté moyenne faible ainsi que les allèles communs qui sont présents chez l'individu avec la valeur élevée. valeur de parenté moyenne. Cette technique de gestion génétique nécessite que l'ascendance soit connue, donc dans des circonstances où l'ascendance est inconnue, il peut être nécessaire d'utiliser la génétique moléculaire telle que les données microsatellites pour aider à résoudre les inconnues.

Éviter la perte de diversité génétique

La diversité génétique est souvent perdue au sein des populations captives en raison de l' effet fondateur et des petites tailles de population qui en découlent. Minimiser la perte de diversité génétique au sein de la population captive est un élément important de la conservation ex situ et est essentiel pour les réintroductions réussies et le succès à long terme de l'espèce, car les populations plus diversifiées ont un potentiel d' adaptation plus élevé . La perte de diversité génétique due à l'effet fondateur peut être minimisée en veillant à ce que la population fondatrice soit suffisamment grande et génétiquement représentative de la population sauvage. Cela est souvent difficile car le retrait d'un grand nombre d'individus des populations sauvages peut réduire davantage la diversité génétique d'une espèce dont la conservation est déjà préoccupante. Une alternative à cela consiste à collecter le sperme d'individus sauvages et à l'utiliser par insémination artificielle pour apporter du matériel génétique frais. Maximiser la taille de la population captive et la taille effective de la population peut diminuer la perte de diversité génétique en minimisant la perte aléatoire d'allèles due à la dérive génétique . Minimiser le nombre de générations en captivité est une autre méthode efficace pour réduire la perte de diversité génétique dans les populations captives.

Éviter les adaptations à la captivité

La sélection favorise des traits différents dans les populations captives que dans les populations sauvages, ce qui peut entraîner des adaptations bénéfiques en captivité mais délétères dans la nature. Cela réduit le succès des réintroductions, il est donc important de gérer les populations captives afin de réduire les adaptations à la captivité. Les adaptations à la captivité peuvent être réduites en minimisant le nombre de générations en captivité et en maximisant le nombre de migrants des populations sauvages. Minimiser la sélection sur les populations captives en créant un environnement similaire à leur environnement naturel est une autre méthode pour réduire les adaptations à la captivité, mais il est important de trouver un équilibre entre un environnement qui minimise l'adaptation à la captivité et un environnement qui permet une reproduction adéquate. Les adaptations à la captivité peuvent également être réduites en gérant la population captive comme une série de fragments de population. Dans cette stratégie de gestion, la population captive est divisée en plusieurs sous-populations ou fragments qui sont maintenus séparément. Les populations plus petites ont des potentiels d'adaptation plus faibles, de sorte que les fragments de population sont moins susceptibles d'accumuler des adaptations associées à la captivité. Les fragments sont conservés séparément jusqu'à ce que la consanguinité devienne un problème. Les immigrants sont ensuite échangés entre les fragments pour réduire la consanguinité, puis les fragments sont à nouveau gérés séparément.

Gestion des troubles génétiques

Les troubles génétiques sont souvent un problème au sein des populations captives en raison du fait que les populations sont généralement établies à partir d'un petit nombre de fondateurs. Dans les grandes populations exogames , les fréquences de la plupart des allèles délétères sont relativement faibles, mais lorsqu'une population subit un goulot d'étranglement lors de la création d'une population captive, des allèles auparavant rares peuvent survivre et augmenter en nombre. Une consanguinité supplémentaire au sein de la population captive peut également augmenter la probabilité que des allèles délétères soient exprimés en raison de l'augmentation de l' homozygotie au sein de la population. La fréquence élevée de troubles génétiques au sein d'une population captive peut menacer à la fois la survie de la population captive et sa réintroduction éventuelle dans la nature. Si le trouble génétique est dominant , il peut être possible d'éliminer complètement la maladie en une seule génération en évitant la reproduction des individus affectés. Cependant, si la maladie génétique est récessive , il peut ne pas être possible d'éliminer complètement l'allèle en raison de sa présence chez les hétérozygotes non affectés . Dans ce cas, la meilleure option est d'essayer de minimiser la fréquence de l'allèle en choisissant sélectivement des paires d'accouplement. Dans le processus d'élimination des troubles génétiques, il est important de considérer que lorsque certains individus sont empêchés de se reproduire, les allèles et donc la diversité génétique sont supprimés de la population ; si ces allèles ne sont pas présents chez d'autres individus, ils peuvent être complètement perdus. Empêcher certains individus de se reproduire réduit également la taille effective de la population, ce qui est associé à des problèmes tels que la perte de diversité génétique et l'augmentation de la consanguinité.

Exemples

Le trèfle indien voyant , Trifolium amoenum , est un exemple d'espèce que l'on croyait éteinte, mais qui a été redécouverte en 1993 sous la forme d'une seule plante sur un site de l'ouest du comté de Sonoma . Les graines ont été récoltées et les espèces cultivées dans des installations ex situ .

Le pin Wollemi est un autre exemple de plante qui est préservée via la conservation ex situ , car elle est cultivée dans des pépinières pour être vendue au grand public.

Désavantages

La conservation ex situ , bien qu'utile aux efforts de l'humanité pour soutenir et protéger notre environnement, est rarement suffisante pour sauver une espèce de l'extinction. Il doit être utilisé en dernier recours, ou en complément de la conservation in situ car il ne peut pas recréer l'habitat dans son ensemble : la totalité de la variation génétique d'une espèce, ses homologues symbiotiques , ou les éléments qui, au fil du temps, pourraient aider une espèce s'adapte à son environnement changeant. Au lieu de cela, la conservation ex situ retire l'espèce de ses contextes écologiques naturels, la préservant dans des conditions semi-isolées dans lesquelles les processus naturels d'évolution et d'adaptation sont temporairement arrêtés ou modifiés en introduisant le spécimen dans un habitat non naturel. Dans le cas des méthodes de stockage cryogénique , les processus d'adaptation du spécimen conservé sont (littéralement) complètement gelés. L'inconvénient est que, lorsqu'elle est relâchée, l'espèce peut ne pas avoir les adaptations génétiques et les mutations qui lui permettraient de prospérer dans son habitat naturel en constante évolution.

De plus, les techniques de conservation ex situ sont souvent coûteuses, le stockage cryogénique étant économiquement irréalisable dans la plupart des cas, car les espèces stockées de cette manière ne peuvent pas générer de profit mais drainent lentement les ressources financières du gouvernement ou de l'organisation déterminée à les exploiter. Les banques de graines sont inefficaces pour certains genres végétaux avec des graines récalcitrantes qui ne restent pas fertiles pendant de longues périodes. Les maladies et les ravageurs étrangers à l'espèce, contre lesquels l'espèce n'a aucune défense naturelle, peuvent également paralyser les cultures de plantes protégées dans les plantations ex situ et chez les animaux vivant dans les aires de reproduction ex situ . Ces facteurs, combinés aux besoins environnementaux spécifiques de nombreuses espèces, dont certaines sont presque impossibles à recréer par l'homme, rendent impossible la conservation ex situ d'un grand nombre de la flore et de la faune menacées dans le monde.

Voir également

Les références

Lectures complémentaires

Liens externes