Chương 3. Bảo tồn ở cấp quần thể và loài

1. Chương 3. Bảo tồn ở cấp quần thể và loài

2. 1. Những bất cập của quần thể nhỏ Một loài đặc biệt dễ bị tuyệt chủng khi chỉ có một vài quần thể nhỏ. Sự tuyệt chủng nhanh chóng của các quần thể có kích thước nhỏ đã dẫn đến khái niệm quần thể tối thiểu của một loài có thể sống được (Minimum Viable Population - MVP), nói lên số lượng nhỏ nhất của các cá thể trong quần thể nào đó có khả năng tồn tại qua một quãng thời gian xác định. Shaffer (1981) “Mỗi quần thể tối thiểu có thể sống được của bất kỳ một loài nào là một quần thể cách ly nhỏ nhất có 99% cơ hội tiếp tục tồn tại trong suốt 1.000 năm nữa, bất chấp những tác động không lường trước do thiên tai cũng như những biến động về quần thể, môi trường và di truyền”. Điểm mấu chốt của MVP - quần thể tối thiểu có thể sống được - là căn cứ theo chỉ số này có thể dự tính số lượng cá thể cần thiết để bảo tồn một loài.

3. Nguyên tắc chung là cố gắng bảo vệ 500 -1.000 cá thể cho các loài động vật có xương sống để bảo tồn sự biến dị di truyền. Đối với những loài có độ dao động kích thước quần thể lớn, ví dụ như đối với một số loài động vật không xương sống và các loài cây hàng năm, thì người ta cho rằng sự bảo tồn một quần thể gồm khoảng 10.000 cá thể sẽ là một chiến lược đem lại hiệu quả. Diện tích dao động tối thiểu (Minimum Dynamic Area - MDA): có thể ước tính được bằng cách nghiên cứu các kích thước khác nhau về nơi cư trú của các cá thể hay các nhóm quần thể trong loài. Người ta đã ước tính được rằng, để bảo tồn những quần thể tối thiểu của các loài thú cần bảo tồn một diện tích vào khoảng từ 10.000 đến 100.000 ha.

4. Tuy có ngoại lệ, song cần có các quần thể lớn để bảo tồn hầu hết các loài vì những loài nào có quần thể nhỏ đều có nguy cơ bị tuyệt diệt. Các quần thể nhỏ dễ bị suy giảm nhanh về số lượng và bị tuyệt chủng cục bộ vì 3 nguyên nhân chính như sau: • Những vấn đề về mặt di truyền; • Những dao động về số lượng quần thể do những biến động ngẫu nhiên trong tỷ lệ sinh và tỷ lệ chết; • Những nhiễu động môi trường do những biến đổi về sự bắt mồi, cạnh tranh, dịch bệnh, nguồn thức ăn cũng như các rủi ro về thiên tai xảy ra bất thường như cháy, lũ lụt hay hạn hán

5. 1.1. Những vấn đề về mặt di truyền • Mất tính biến dị di truyền • Biến đổi về số lượng cá thể trong quần thể • Sự biến đổi môi trường và các thiên tai • Những cơn lốc tuyệt chủng

6. 1. Mất tính biến dị di truyền Tính biến dị di truyền có tầm quan trọng đặc biệt vì nó cho phép quần thể sinh vật thích nghi được với những biến đổi của môi trường. Biến dị di truyền xảy ra do các cá thể có những dạng gene khác nhau được gọi là allen. Các cá thể có thể có những allen nhất định hoặc tổ hợp của các allen mang những đặc điểm cần thiết cho phép chúng tồn tại trong những điều kiện mới. Trong một quần thể, một số allen nhất định có thể thay đổi tần số xuất hiện, từ dạng rất phổ biến cho đến rất hiếm. Các allen mới xuất hiện trong quần thể thông qua đột biến. Trong các quần thể nhỏ, tần số xuất hiện của các allen có thể thay đổi một cách ngẫu nhiên từ thế hệ này sang thế hệ khác tùy thuộc vào cá thể được giao phối. Quá trình trên gọi là sự phân ly gen (genetic drift). Khi một allen có tần suất xuất hiện thấp trong một quần thể nhỏ thì xác suất mất mát ngẫu nhiên trong từng thế hệ là đáng kể.

7. Khi xem xét một ví dụ có tính lý thuyết về một quần thể cách ly mà trong đó có 2 allen trong một gen, Wright đã đưa ra phương trình biễu diễn khả năng giảm sút tính dị hợp tử (các cá thể có hai dạng allen khác nhau trên cùng một gen) trong một thế hệ (F) cho một quần thể các con trưởng thành đang sinh sản (Ne): • F = • Theo phương trình này, nếu quần thể gồm 50 cá thể thì mỗi thế hệ có thể giảm 1% tính dị hợp tử do mất đi những allen hiếm và nếu quần thể có 10 cá thể thì mỗi thế hệ sẽ giảm đi 5%. Phương tình trên cho thấy thuộc tính biến dị di truyền có thể mất đi một cách đáng kể trong những quần thể nhỏ và sống cách ly.

8. Các quần thể nhỏ có sự phân ly di truyền thường mẫn cảm hơn với các ảnh hưởng có hại đến gen, ví dụ: • Suy thoái do giao phối nội dòng (inbreeding depression): có rất nhiều cơ chế khác nhau nhằm ngăn chặn sự giao phối nội dòng trong quần thể tự nhiên. Trong các quần thể lớn của hầu hết các loài động vật, các cá thể thường không giao phối với các cá thể đồng huyết tộc gần mình. Sự giao phối nội dòng sẽ gây nên sự suy thoái cận dòng đặc trưng bởi việc ít con cái, hoặc con cái không khoẻ mạnh hay vô sinh. • Một cách lý giải hợp lý nhất cho sự suy thoái do giao phối nội dòng là biểu hiện những allen nguy hại được di truyền lại từ cha mẹ.

9. Suy thoái do giao phối xa (outbreeding depression): trong tự nhiên, các cá thể thuộc các loài khác nhau hiếm khi giao phối với nhau bởi một loạt các cơ chế cách ly về tập tính, sinh lý và hình thái. • Khi một loài trở nên hiếm hay nơi cư trú của nó bị hủy hoại thì sự giao phối xa có thể xảy ra. Kết quả là con cái của chúng thường yếu hay bất thụ do thiếu sự tương đồng của các nhiễm sắc thể cũng như không có hệ enzym thích hợp. Những con lai này sẽ không bao giờ có được tổ hợp chính xác các gen đảm bảo cho các cá thể tồn tại trong những điều kiện nhất định. • Sự suy thoái do giao phối xa đặc biệt quan trọng đối với thực vật trong đó sự thụ phấn bị động xảy ra trong chừng mực nào đó là do sự tình cờ gặp phấn hoa của loài khác. Một loài cây hiếm mọc gần một loài cây phổ biến khác có họ hàng gần có thể sẽ bị phấn hoa của cây phổ biến lấn át, dẫn đến sự ra đời của dòng con cái bất thụ hay làm mờ đi sự khác biệt giữa các loài

10. Mất tính mềm dẻo tiến hóa: những allen hiếm và những tổ hợp allen bất thường tuy chưa thể hiện ngay những ưu điểm của mình song rất có thể lại vô cùng thích hợp trong những điều kiện môi trường trong tương lai. Sự suy thoái tính biến dị di truyền trong những quần thể cực nhỏ có thể sẽ hạn chế khả năng phản ứng của quần thể với những biến đổi dài hạn của môi trường như ô nhiễm, các dịch bệnh mới hay sự biến đổi khí hậu toàn cầu. Một khi không có đủ tính biến dị di truyền, các loài có thể bị tuyệt diệt

11. Kích thước quần thể có hiệu quả (effective population size): Nguyên tắc 50/500, Franklin (1980): các quần thể cách ly cần phải có ít nhất 50 cá thể và lý tưởng hơn là có 500 cá thể nhằm duy trì tính biến dị di truyền của quần thể đó. Nguyên tắc 50/500 không dễ áp dụng trong thực tế vì nhiều cá thể trong một quần thể lại không sinh sản được vì những lý do như tuổi tác, sức khoẻ yếu, vô sinh, suy dinh dưỡng, cơ thể nhỏ bé hoặc do các cấu trúc xã hội đã cản trở không cho một vài cá thể tìm ra “bạn đời” của mình. Do những yếu tố nêu trên nên kích thước quần thể có hiệu quả (Ne) của những cá thể trong độ tuổi sinh sản thường là nhỏ hơn kích thước thực của quần thể (actual population size).

12. Một quần thể có kích thước hiệu quả nhỏ hơn kích thước thực tế vì: • Tỷ lệ giới tính không tương xứng (unequal sex ratio): do ngẫu nhiên mà quần thể có thể có tỷ lệ không tương xứng giữa con đực và con cái. • Các loài đơn giao (monogamous) như loài ngỗng. • Ở những nhóm động vật tạp giao khác (polygamuos), ví dụ như ở hải cẩu. Ảnh hưởng của số lượng không tương xứng giữa con đực và con cái đến kích thước thực Ne có thể mô tả theo công thức: Ne= • Trong đó Nm và Nf là số cá thể đực và cái trong quần thể.

13. Ví dụ: một quần thể có 100 cá thể, trong đó tỷ lệ đực cái là 1: 9.Kích thước quần thể hiệu quả sẽ là: 4(10 X 90) 10 + 90 Ne = = 36 Điều đó có nghĩa là một quần thể có 100 cá thể bao gồm 10 con đực và 90 con cái, sẽ mất biến dị di truyền nhanh như là một quần thể chỉ có 18 con đực và 18 con cái hay gồm 36 cá thể.

14. Sự biến động về sản phẩm sinh sản: ở nhiều loài, số lượng con non của từng cá thể thường có sự khác nhau đáng kể. Điều này càng đúng hơn với thực vật mà trong đó một số cây chỉ có thể sinh ra một vài hạt trong khi đó có những cây khác lại sinh ra hàng ngàn hạt. Việc sinh ra một số con cái không đồng đều trong quần thể sẽ dẫn đến sự suy giảm đáng kể của Ne do một số ít cá thể trong thế hệ hiện tại đã tạo nên sự không cân đối trong quỹ gen của thế hệ tiếp theo

15. Những dao động bất thường và những cản trở quần thể: Đối với một số loài, kích thước quần thể dao động đáng kể từ thế hệ này sang thế hệ khác, làm cho kích thước quần thể có hiệu quả sẽ dao động trong khoảng từ thấp nhất đến cao nhất. Như vậy chỉ cần một năm có sự suy giảm lớn về số lượng cá thể trong quần thể sẽ kéo theo sự giảm sút đáng kể của Ne. Nguyên tắc này kéo theo một hiện tượng gọi là cản trở quần thể, khi một quần thể bị giảm kích thước nghiêm trọng thì những allen hiếm trong quần thể sẽ bị mất đi nếu không có cá thể nào mang những allen này sống sót và sinh sản. Một loại cản trở đặc biệt thường gọi là hiệu ứng lập đàn (founder effect) sẽ xuất hiện khi một vài cá thể rời bỏ quần thể lớn để thành lập một quần thể mới. Quần thể mới này thường có ít tính biến dị di truyền so với quần thể lớn nguyên thủy

16. 2. Biến đổi về số lượng cá thể trong quần thể Trong điều kiện môi trường ổn định lý tưởng, một quần thể sẽ phát triển cho đến khi đạt mức cao nhất khả năng chịu tải của môi trường. Tới ngưỡng này, tỷ lệ sinh trung bình trên một cá thể là sẽ ngang bằng với tỷ lệ chết trung bình và sẽ không có sự thay đổi nào về kích thước của quần thể. Trong thực tế, các cá thể của một quần thể thường không sinh ra một số lượng con cái trung bình mà hoặc là không sinh sản, hoặc số con cái ít hơn bình quân, hoặc là nhiều hơn bình quân. Chừng nào kích thước quần thể còn lớn thì trị số trung bình sẽ cung cấp những chỉ số chính xác về hiện trạng đang tiếp diễn trong quần thể. Tương tự, tỷ lệ chết trung bình trong một quần thể có thể được xác định thông qua nghiên cứu một số lượng lớn các cá thể trong quần thể.

17. Khi kích thước quần thể giảm dưới 50 cá thể, sự khác nhau ở mỗi cá thể về sức sống được thể hiện bằng tỷ lệ sinh và tỷ lệ chết sẽ gây nên dao động kích thước quần thể một cách ngẫu nhiên. Do vậy, mỗi khi quần thể bị thu nhỏ lại thì sự biến động số lượng quần thể sẽ trở thành một yếu tố quan trọng và quần thể đó rất dễ bị tuyệt chủng. • Các đàn động vật ăn cỏ hay các đàn chim có thể không có khả năng tìm kiếm thức ăn hay tự bảo vệ mình khi số lượng cá thể trong quần thể của chúng bị giảm xuống đến một mức nhất định. Những động vật săn bắt mồi theo bầy có thể cần phải có một số lượng cá thể nhất định nào đó thì mới săn mồi có hiệu quả. • Nhiều quần thể của loài động vật sống trong những khu phân bố rộng lớn như gấu hay cá voi có thể không tìm được bạn đời cho mình một khi mật độ quần thể ở mức quá thấp. Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng Allee (Allee effect).

18. 3. Sự biến đổi môi trường và các thiên tai Những biến đổi ngẫu nhiên về môi trường sinh học và vật lý có thể gây nên những biến đổi về cấu trúc quần thể của một loài. Những dao động về điều kiện tự nhiên (môi trường vật lý) cũng có thể ảnh hưởng đến quần thể của loài. Các thiên tai xảy ra một cách bất thường như hạn hán, bão tố, lũ lụt, động đất, núi lửa, cháy và hiện tượng chết theo chu kỳ trong các quần xã sinh vật, cũng gây nên những dao động lớn trong cấu trúc quần thể. Mặc dù xác suất xảy ra thiên tai trong một năm là rất thấp, song trong hàng thập kỷ hay thế kỷ thì hoàn toàn có thể xảy ra

19. Qua các nỗ lực mô hình hoá do Menges (1992) thực hiện đã cho thấy sự biến đổi ngẫu nhiên về môi trường làm gia tăng tỷ lệ tuyệt chủng của các quần thể cở vừa và nhỏ. Menges đã đưa các thông số biến đổi môi trường vào một số mô hình quần thể cây cọ. Trong trường hợp mô hình chỉ xem xét sự biến đổi về số lượng quần thể thì kết quả đã cho thấy với kích thước nhỏ nhất mà quần thể có thể tồn tại trong vòng 100 năm là 140 cá thể. Tuy nhiên, khi đưa thêm các yếu tố biến đổi các thông số môi trường vào thì giá trị này đã tăng lên 380 cá thể

20. 4. Những cơn lốc tuyệt chủng (Extinction vortices) Một quần thể càng nhỏ thì nó càng dễ bị tổn thương bởi những biến đổi về số lượng, các yếu tố môi trường và các yếu tố di truyền; ảnh hưởng của các yếu tố này có xu hướng làm cho quần thể giảm kích thước, dần trở nên nhỏ hơn rồi bị tuyệt chủng với tốc độ được ví như là một cơn lốc tuyệt chủng. Biến đổi môi trường, biến động số lượng quần thể và mất tính biến dị di truyền luôn tác động với nhau, sự thu hẹp kích thước quần thể do một yếu tố gây ra sẽ làm tăng tính mẫn cảm với các yếu tố khác. Khi kích thước quần thể đã bị thu nhỏ thì hậu quả thông thường là tuyệt diệt, trừ khi có các điều kiện cực kỳ thích hợp cho sự gia tăng kích thước quần thể.

21. Quần thể nhỏ Giao phối gần Phân ly di truyền Tỷ lệ sinh thấp Tỷ lệ tử cao Mất biến dị di truyền Giảm sức sống và khả năng thích ứng Quần thể nhỏ hơn Cơn lốc tuyệt chủng

22. The Extinction Vortex Kích thước nhỏ Gia tăng giao phối nội dòng và trôi dạt di truyền Giảm tỷ lệ tăng trưởng Giảm khả năng sinh sản và sống sót

23. Quần thể biến thái (Metapopulation) • Trải qua thời gian, quần thể của một loài có thể bị mất đi do tuyệt chủng cục bộ ở một vùng nào đó và các quần thể mới có thể sẽ được hình thành ở những vùng thích hợp gần đó. Hệ thống tạm thời này hay những quần thể biến động số lượng được liên kết với nhau nhờ sự di nhập được gọi là quần thể biến thái. • Quần thể biến thái là tập hợp các quần thể nhỏ (sub-populations) của một loài sống biệt lập trong mỗi mảnh nhỏ của nơi cư trú trong một vùng sinh cảnh, tồn tại được do sự cân bằng giữa tuyệt chủng cục bộ và phục hồi của các quần thể, nhờ vào sự di nhập các cá thể từ một hoặc một vài quần thể này tới các quần thể khác

24. Quần thể biến thái Quần thể gốc có nơi ở thích hợp Quần thể vệ tinh có chất lượng nơi ở thấp Cá thể sinh vật trong các quần thể Đường phát tán của các cá thể

25. Quần thể biến thái (Metapopulation) • Các quần thể mà ở đấy có tỷ lệ gia tăng số lượng cá thể cao, tạo ra một số lượng cá thể dư thừa được gọi là các quần thể trung tâm hay quần thể gốc (source- population). Số lượng cá thể dư thừa từ các quần thể trung tâm này, sẽ di nhập vào các quần thể có tỷ lệ gia tăng số lượng cá thể thấp, thường bị tuyệt chủng cục bộ, được gọi là các quần thể vệ tinh (hay quần thể suy thoái - sink population). Các quần thể vệ tinh do chất lượng nơi cư trú thấp nên có thể tuyệt chủng nếu không có sự di nhập cá thể từ các quần thể trung tâm. • Sự di nhập các cá thể từ quần thể trung tâm tới các quần thể vệ tinh bảo đảm cho sự tồn tại của quần thể biến thái. • Đối với các quần thể biến thái, sự phá huỷ nơi cư trú của một quần thể trung tâm có thể sẽ dẫn đến sự tuyệt chủng của các quần thể vệ tinh, vốn là những quần thể phụ thuộc nhiều vào quần thể trung tâm. Những nhiễu động do con người tạo ra gây cản trở cho sự di nhập của các cá thể cũng có thể làm giảm tốc độ nhập cư giữa các khu vực cư trú khác nhau của loài và từ đó làm giảm, thậm chí làm mất đi khả năng tái lập quần thể sau khi xảy ra sự tuyệt chủng cục bộ.

26. Sinh thái học cá thể (Autecology) • Điểm then chốt để bảo tồn và quản lý một loài hiếm, đang có nguy cơ tuyệt chủng là phải có hiểu biết đầy đủ về mối quan hệ sinh học của loài đó với môi trường chung quanh và tình trạng quần thể của loài đó. Những thông tin như thế thường được gọi là lịch sử tự nhiên (natural history), hoặc đôi khi được gọi một cách đơn giản là Sinh thái học (Ecology), trong khi thực ra theo nguyên tắc khoa học thì việc tìm hiểu chỉ một loài nào đó sẽ được gọi là Sinh thái học cá thể (Autecology). • Dưới đây là các nhóm câu hỏi về sinh thái học cá thể cần được làm sáng tỏ khi tiến hành thiết kế và thực hiện một cách có hiệu quả những chương trình bảo tồn ở mức quần thể.

27. Sinh thái học cá thể (Autecology) • Môi trường: loài này được tìm thấy trong những dạng cư trú nào và diện tích mỗi nơi cư trú đó là bao nhiêu? Môi trường biến đổi như thế nào qua thời gian và không gian? Tần suất môi trường bị tác động bởi thiên tai như thế nào? • Sự phân bố: loài được tìm thấy tại đâu trong nơi cư trú? Loài này có di chuyển và di cư giữa các nơi cư trú, các vùng địa lý trong khoảng thời gian một ngày hay một năm không? Khả năng tạo thêm nơi cư trú mới của loài ra sao? • Những mối tương tác sinh học: loài cần loại thức ăn gì và các nhu cầu khác cần có là gì? Những loài cạnh tranh thức ăn và các nhu cầu khác? Có những vật ăn mồi, sâu hại và các ký sinh trùng nào có tác động đến kích thước quần thể loài? • Hình thái học: với kích thước, hình dạng, màu sắc và bề mặt cơ thể như thế nào thì cho phép loài tồn tại trong môi trường sinh sống của nó?

28. Sinh thái học cá thể (Autecology) • Sinh lý học: các cá thể của một loài cần bao nhiêu lượng thức ăn, nước, muối khoáng và các chất cần thiết khác để có thể tồn tại, sinh trưởng và sinh sản? Mỗi cá thể sử dụng nguồn nói trên với hiệu suất như thế nào? Loài có thể dễ bị tổn thương trong các điều kiện khí hậu khắc nghiệt như nóng, lạnh và gió mưa? • Biến động số lượng quần thể: kích thước quần thể có hiện tại là bao nhiêu và trước đây là bao nhiêu? Số lượng cá thể có ổn định không hay tăng lên hoặc giảm đi? • Tập tính: từng cá thể có cần hành động như thế nào để loài có thể tồn tại được trong môi trường sống của mình? Các cá thể của loài giao phối và sinh sản như thế nào? Các cá thể của loài có quan hệ tương hổ với nhau như thế nào, hợp tác với nhau hay cạnh tranh? • Di truyền học: những biến đổi về hình thái và sinh lý giữa các cá thể có phải là do di truyền điều khiển hay không?

29. Những thông tin cơ bản cần thiết cho việc bảo tồn một loài hay cho việc xác định hiện trạng của loài đó có thể thu thập từ 3 nguồn chính: • Tài liệu đã xuất bản • Các tài liệu không công bố • Đi thực địa

30. Quan trắc các quần thể Bằng cách điều tra số lượng cá thể lặp đi lặp lại theo một quãng thời gian nhất định ta có thể xác định được những biến động quần thể theo thời gian. Từ đó chúng ta biết được những xu hướng lâu dài của quần thể. - Kiểm kê - Điều tra - Các nghiên cứu về biến động số lượng quần thể

31. Nghiên cứu về biến động số lượng quần thể có thể cung cấp những thông tin về cấu trúc tuổi của quần thể. Một quần thể ổn định thường có cấu trúc tuổi đặc trưng giữa cá thể non, cá thể mới trưởng thành và cá thể già. • Nghiên cứu biến động số lượng quần thể cũng cho phép phát hiện những đặc trưng về không gian của loài. Số lượng các quần thể của loài, sự di chuyển giữa các quần thể và sự ổn định của các quần thể theo không gian và thời gian đều là những tiêu chí quan trọng cần xem xét, đặc biệt đối với những loài thường xuất hiện dưới dạng những quần thể tạm thời hay những quần thể không ổn định được hình thành do di cư.

32. Phân tích khả năng tồn tại của quần thể (PVA) • Là tiến trình xác định các mối đe dọa mà một loài phải đối phó và đánh giá khả năng tồn tại của loài trong một tương lai xác định. • PVA thường hướng về việc quản lý và bảo tồn các loài quý hiếm và các loài bị đe dọa. Mục tiêu là áp dụng các nguyên lý của sinh thái quần thể để tăng cường cơ hội sống sót. • Quản lý các loài bị đe dọa có 2 mục tiêu chính. Mục tiêu trước mắt là giảm thiểu nguy cơ tuyệt chủng. Mục tiêu lâu dài là cải thiện các điều kiện để cho loài có thể duy trì được khả năng tiến hóa mà không cần phải có sự quản lý mạnh mẽ.

33. Quan trắc dài hạn loài và các hệ sinh thái Cần có sự quan trắc dài hạn các quá trình của hệ sinh thái, các quần xã và số lượng các quần thể bởi vì nếu không làm như vậy khó có thể phân biệt được những dao động bình thường trong năm với những xu hướng lâu dài. Một khó khăn trong khi tìm hiểu về sự biến đổi trong các hệ sinh thái là trên thực tế, các hậu quả thường đến chậm trễ tới vài năm sau khi những nguyên nhân của nó đã xuất hiện. Mưa axít, biến đổi khí hậu toàn cầu, diễn thế thực vật, lắng đọng nitơ và sự xâm lấn của các loài ngoại lai là những ví dụ điển hình cho các quá trình gây ra những những biến đổi lâu dài ở các quần xã sinh vật, nhưng các diễn biến này thường bị che khuất bởi các hiện tượng ngắn hạn.

34. Sự hình thành, tái lập các quần thể mới Thay vì chỉ quan sát thụ động sự tiến tới tuyệt chủng của các loài đang nguy cấp, nhiều nhà sinh học bảo tồn đã bắt đầu xây dựng các cách tiếp cận nhằm bảo vệ những loài này. Có 3 cách tiếp cận: • Chương trình tái du nhập (reintroduction program): mục đích là nhằm tái tạo một quần thể mới trong môi trường nguyên thủy của nó • Chương trình mở rộng (augmentation program): là thả các cá thể vào một quần thể đang tồn tại để làm tăng kích thước quỹ gen của nó. • Chương trình du nhập (introduction program): các loài động thực vật được chuyển đến những khu vực nằm ngoài phạm vi phân bố của chúng với hy vọng rằng quần thể mới sẽ được hình thành.

35. Những điều cần lưu ý để có dự án thành công Những động vật được trả lại thiên nhiên có thể đòi hỏi sự quan tâm và hổ trợ đặc biệt trong quá trình thả cũng như sau khi được thả. • Cần lưu tâm đến khía cạnh tổ chức và tập tính xã hội của các động vật sau khi chúng được thả. • Mối giao tiếp xã hội là một trong những tập tính khó nhất mà con người phải dạy các loài chim thú nuôi. • Việc tái lập các quần xã mới cho các loài thực vật hiếm và có nguy cơ tuyệt diệt có sự khác biệt về cơ bản so với những nổ lực tái lập các quần thể động vật có xương sống trên cạn. • Các loài thực vật hiếm, đang có nguy cơ tuyệt diệt thường không tái lập được quần thể bằng cách gieo hạt. Để tăng cơ hội thành công, thường cho hạt nẩy mầm và chăm sóc cây con trong các điều kiện môi trường ổn định.

36. Chiến lược bảo tồn chuyển vị • Chiến lược tốt nhất nhằm bảo tồn đa dạng sinh học là bảo tồn các quần xã và quần thể ngay trong điều kiện tự nhiên là bảo tồn nguyên vị hay bảo tồn tại chổ (in situ; on-site preservation). • Đối với nhiều loài hiếm thì bảo tồn nguyên vị chưa phải là giải pháp khả thi trong điều kiện những áp lực của con người ngày càng gia tăng. Giải pháp để ngăn cho loài khỏi bị tuyệt chủng là bảo tồn các cá thể trong những điều kiện nhân tạo. Chiến lược này là bảo tồn ngoại vi hay bảo tồn chuyển vị (ex-situ; off-site preservation).

37. Bảo tồn chuyển vị và nguyên vị là những cách tiếp cận có tính bổ sung cho nhau. • Những cá thể từ các quần thể được bảo tồn chuyển vị sẽ được thả định kỳ ra ngoài thiên nhiên để tăng cường cho các quần thể được bảo tồn nguyên vị. • Nghiên cứu trên các quần thể nuôi nhốt có thể cung cấp cho ta những hiểu biết về đặc tính sinh học của loài và gợi ra những chiến lược bảo tồn mới. • Các quần thể chuyển vị sẽ làm giảm bớt nhu cầu phải bắt các cá thể từ ngoài thiên nhiên để phục vụ mục đích trưng bày, nghiên cứu. • Việc những con vật được nuôi nhốt và trưng bày sẽ góp phần giáo dục quần chúng về sự cần thiết phải bảo tồn loài cũng như bảo vệ các thành viên khác của loài đó ngoài tự nhiên. • Ngược lại bảo tồn nguyên vị là không thể thiếu đối với sự sống còn của những loài không thể nuôi nhốt, cũng như để tiếp tục có các loài mới trưng bày trong các vườn thú, thủy cung hay các vườn thực vật.

38. Vườn thú

39. Các vườn thú, cùng với các trường đại học, các Cục, Vụ phụ trách về sinh vật hoang dã của Chính phủ và các tổ chức bảo tồn hiện đang nuôi giữ trên 700.000 cá thể, đại diện cho 3.000 loài thú, chim, bò sát và lưỡng cư. Các vườn thú hầu như chỉ trưng bày những loài thú lớn đầy quyến rũ như gấu trúc, hươu cao cổ, voi,... trong khi đó có xu hướng bỏ qua một số lượng không nhỏ các loài côn trùng và động vật không xương sống khác mà nhóm này tạo thành một bộ phận chủ yếu của động vật giới trên trái đất. • Mục tiêu hiện nay của hầu hết các vườn thú lớn là lập được quần thể nuôi của các loài động vật hiếm và có nguy cơ tuyệt chủng. Chỉ khoảng 10% trong số 247 loài thú hiếm được nuôi giữ trong các vườn thú khắp thế giới là có khả năng tự duy trì quần thể ở kích thước đủ để bảo tồn tính biến dị di truyền của chúng.

40. Bể nuôi (Aquarium)

41. Bể nuôi • Để ngăn chặn các hiểm họa đối với các loài thủy sinh, các chương trình bảo tồn những loài và quần xã tự nhiên đang được quan tâm. • Có khoảng 580.000 cá thể của các loài cá đang được nuôi giữ trong các bể nuôi mà hầu hết các loài đó là được thu thập ngoài tự nhiên. • Nhiều kỹ thuật được sử dụng trong việc gây giống cá có nguồn gốc từ những kỹ thuật do các nhà nghiên cứu về cá tìm ra nhằm tạo ra những đàn cá lớn có giá trị thương mại như cá hồi, cá vược,... Một số kỹ thuật khác được khám phá từ những bể nuôi cá cảnh vì những người bán cá cảnh muốn nhân giống nhiều loại cá vùng nhiệt đới để bán.

42. Vườn thực vật

43. Vườn thực vật và vườn ươm cây • Vườn thực vật là nơi lưu giữ các quần thể thực vật dễ dàng hơn so với động vật. • Hiện nay 2.178 vườn thực vật trên thế giới thuộc 153 nước, trong đó có 878 vườn thuộc Châu Âu, đang lưu giữ khoảng 6.130.000 mẫu cây thuộc 80.000 loài, trong đó có khoảng 3,5 triệu cây thuộc các nước Châu Âu. • Về đặc trưng phân loại, khả năng của các vườn thực vật là cao hơn. • Vai trò quan trọng của các vườn thực vật trong việc bảo tồn đa dạng sinh học đã được minh họa bởi việc mở rộng mạng lưới của 19 vườn thực vật ở Mỹ với Trung tâm bảo tồn thực vật (CPC). CPC ước tính có 3.000 taxon đặc hữu ở Mỹ bị đe dọa tuyệt chủng, trong đó hơn 300 loài đang được nuôi cấy ở mạng lưới các vườn. • Các vườn thực vật cung cấp cây cho nghiên cứu và nuôi trồng. Chúng cũng là nguồn tài nguyên quan trọng cho việc giáo dục.

44. Ngân hàng hạt giống gen

45. Ngân hàng hạt giống gen

46. Ngân hàng hạt giống - gen • Ngài việc trồng cây, các vườn thực vật và viện nghiên cứu đã xây dựng bộ sưu tập về hạt, là các ngân hàng hạt giống. • Hạt của hầu hết các loại cây đều có thể được lưu giữ trong điều kiện lạnh và khô trong thời gian dài và sau đó cho nẩy mầm. Khả năng tồn tại lâu dài của hạt đặc biệt có giá trị cho việc bảo tồn chuyển vị bởi vì nó cho phép bảo tồn hạt của nhiều loài quý hiếm bằng kỹ thuật đông lạnh và lưu giữ trong một không gian nhỏ, chi phí thấp. • Hiện nay có hơn 50 ngân hàng hạt giống trên thế giới, trong đó có nhiều ngân hàng đặt tại các nước đang phát triển và được sự điều phối tích cực của Nhóm Tư vấn về Nghiên cứu nông nghiệp Quốc tế (CGIAR, Consulative Group on International Agricultural Research).

47. Các cấp độ bảo tồn loài Nhằm nêu bật tình trạng của một loài quí hiếm cho mục đích bảo tồn, IUCN đã xây dựng 5 cấp độ bảo tồn: • Đã tuyệt chủng (Extinct): là những loài không còn thấy tồn tại trong tự nhiên nữa. • Đang nguy cấp (Endangered, đang có nguy cơ tuyệt chủng): có nhiều khả năng bị tuyệt chủng trong tương lai không xa. • Dễ bị thương tổn (Vulnerable, có thể bị đe dọa tuyệt chủng): là những loài có thể bị đe dọa tuyệt chủng trong tương lai gần vì các quần thể của chúng đang bị thu hẹp kích thước. • Hiếm (Rare): loài có số lượng cá thể ít, thường là do có vùng phân bố trong giới hạn hẹp hoặc là do mật độ quần thể thấp. • Loài chưa hiểu biết đầy đủ (Insufficiently known): là những loài có thể thuộc một trong những cấp bảo tồn nêu trên nhưng do chưa được hiểu biết đầy đủ nên chưa xếp được vào một cấp độ cụ thể nào

48. Trung tâm quan trắc Bảo tồn Thế giới WCMC, đã sử dụng các cấp độ trên để đánh giá và mô tả những mối đe dọa đối với khoảng 60.000 loài thực vật và 2.000 loài động vật. Khi sử dụng hệ thống phân hạng này cũng gặp một số khó khăn nhất định. • Cần phải nghiên cứu xác định kích thước quần thể và xu hướng biến động số lượng của loài khi đã đã đưa vào danh sách. Những nghiên cứu như vậy có thể sẽ rất khó khăn, tốn kém và mất nhiều thời gian. • Một loài cần được nghiên cứu trên toàn bộ khu phân bố của nó, có thể là sẽ kéo theo những khó khăn trong khâu hậu cần. • Các cấp này hầu hết là không phù hợp với các loài côn trùng nhiệt đới, là những loài chưa được hiểu biết nhiều về mặt định loại cũng như đặc tính sinh học, sinh thái học. • Các loài thường bị xếp vào loại bị đe dọa tuyệt chủng kể cả khi người ta đã lâu không còn nhìn thấy chúng, với một giả định rằng nếu có một nghiên cứu kỹ càng sẽ tìm lại chúng.

49. Mace và Lande (1991) đã đưa ra hệ thống phân loại ba cấp dựa trên xác suất bị tuyệt chủng • Các loài đang nguy cấp trầm trọng (critical species): có 50% hay lớn hơn xác suất bị tuyệt chủng trong vòng 5 năm hay 2 thế hệ • Các loài đang nguy cấp (endangered species): có 20 - 50% xác suất bị tuyệt chủng trong vòng 20 năm hay 10 thế hệ • Các loài dễ bị thương tổn (vulnerable species): có 10 - 20% xác suất bị tuyệt chủng trong vòng 100 năm.

50. Bảo tồn loài bằng pháp chế • Các bộ luật Quốc gia Công cụ pháp chế hay luật pháp có thể được áp dụng tại các cấp địa phương, quốc gia hay quốc tế để bảo vệ tất cả các khía cạnh của đa dạng sinh học. • Các thoả thuận Quốc tế Việc bảo tồn đa dạng sinh học cần phải được giải quyết ở mọi cấp khác nhau trong chính phủ của từng quốc gia và giữa các chính phủ. Hợp tác quốc tế là một điều kiện tiên quyết vì nhiều lý do khác nhau: • Trước hết, các loài thường di chuyển qua các biên giới. • Thứ hai, việc buôn bán quốc tế về các sản phẩm sinh học có thể gây nên hậu quả khai thác quá mức các loài nhằm đáp ứng nhu cầu thương mại. • Thứ ba, những lợi ích của đa dạng sinh học là có tầm quan trọng quốc tế. • Cuối cùng, rất nhiều vấn đề của các loài hay các hệ sinh thái bị đe dọa có qui mô toàn cầu nên đòi hỏi sự hợp tác quốc tế để giải quyết.