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图片起原：Aimee Silla
斯时，涵概蛙类在内，两栖动物的灭绝速度超过了世界上的任何其他脊椎动物。科学家和环保人士为它们建立了多整体工繁衍基地，却仿照照旧无奈减缓这类趋向。如何使濒危物种中仅剩的几只繁殖后辈，缓解物种危殆成为新的难题。但跟着育种技能的发展和天然憩息地的多样化，未来或许我们还能听到一些濒危蛙类的啼声。
撰文 | Stephanie Pain
翻译 | 于颖卓
审校 | 杨心舟
少许蛙类步入濒危
几年前，我意本地收到了朋侪的一封邮件。这位朋侪是蛙类喜好者，他在邮件中写道：“Toughie死了。”Toughie是一只巴拿马树蛙（Rabb‘s fringe-limbed tree frog），这只树蛙曾在全全国领有众多的粉丝，而我也是此中之一。Toughie长得极为心爱，但它却因为一个严峻的事实而无名：它是全国上收尾一只巴拿马树蛙。作为灭绝危殆中种群的唯一幸存者，Toughie履历了众星捧月但又十分短暂的终身。
Toughie（图片源头：wikipedia）
2005年，一个动物关心小组从巴拿马一处冷僻的云雾森林中，捕捉了Toughie和另外4只巴拿马树蛙，并将它们带到美国进行人工繁殖，企望以此来禁止巴拿马树蛙的灭绝。由于蛙壶菌的感染，该物种很快就从田野隐没了，随祖先工孳生也宣告战败。到2012年，Toughie成为了最后的幸存者，而它也于2016年9月亡故。只管咱们早就晓得Toughie终将拜别，但这并不克不及够减轻咱们受到的进击。
本年，我始终关注着一只来自玻利维亚的西温克斯水蛙（Sehuencas water frog）的命运。这只俊秀的水蛙名叫Remeo（罗密欧），十年来独自生活在玻利维亚的科恰班巴自然汗青博物馆的水族馆里。它曾几回再三测验考试根究冤家，但均未告捷。2017岁终，Remeo抛却了对异性的呼唤，它似乎注定要面对与Toughie相斥的命运。厄运的是，由于网络上其别人的帮忙，这只西温克斯水蛙也有提防伶仃终老的机会。
客岁情人节的那天，Remeo的豢养员在web上发布了Remeo的资料。这一举动带来的大量捐款，赞助与赞成了另外一支探险队的旷野水蛙接头任务。本年1月，博物馆发布探险队缔造了5只水蛙，个中囊括2只雌性。鉴于旷野暗淡的生存近景，探险队把它们带回了水族馆。Remeo终于找到了属于本身的另外一半，而它被取名为Juliet（朱丽叶）。
Remeo（图片泉源：美国物理学会）
每个春天，我家后院的田鸡仿佛会抓住全体机遇少量产卵，所以我矫捷地预想Remeo的“婚后”生活也会十分顺遂，并热切期待着小蝌蚪们的动态。然而事实不容悲观，被圈养的水蛙恍如并不有太大的繁衍激情。如果西温克斯水蛙这样的濒危植物不进行交配产卵，怎样才能拯救它们呢？
对付蛙与蟾蜍来说，我们可以用生殖技术手段来办理这一问题。随着两栖动物激素疗法、人工受精和冷冻留存技术手段的急迅进行，人工圈养蛙类诞下健康后裔的机率也劈头劈脸前进。而当前受益于这些武艺的濒危物种还很少，但正如澳大利亚伍伦贡大学的生殖生物学家Aimee Silla所说，这些武艺预计能为更多的濒危动物供应援助。Silla与同事Phillip Byrne在《植物生物科学年度评述》中报道了该范围取得的成果。她说：“这些武艺具有很大的运用潜力，而且冲入耳心的突破数见不鲜，是以咱们有出处保持气馁。”
地球上的生物多样性正在以绝后的速度削减，而两栖动物首当其冲，其数目减少速度逾越了任何脊椎动物群体。2017年，天下自然保护同盟（IUCN）列出了也许2100种濒临灭绝的两栖动物，几乎占已知两栖植物物种的32%。依照IUCN的约莫，这一数字可能还会持续回升至55%左右。
其实咱们很熟悉两栖动物数量锐减的幕后首恶——栖身地隐没、天色变卦、环境净化、被作为食物过分掠取和愈演愈烈的家养植物商业。但现在还加上有史以来最很有问题的两栖动物传抱病，即壶菌病（chytridiomycosis）。最近，科学家对该病的影响进行了评估，下场讲明，这种可骇的真菌感染疾病导致了500多种两栖植物的数目削减，更有90种两栖动物于是灭绝。
20世纪80年月前期，爬虫学家首先敲响了物种灭绝的警钟，并终极促进了科学界对蛙类、蟾蜍及它们的远亲进行的举世评估。2004年发布的事实令人惊讶：各地的两栖植物数目都在直线降落，一些物种以至也曾失踪。2005年，国际专家举行了一次峰会，以拟订相应的关心递次。此中一项需要的创议是，动物园、水族馆与其他有才略的布局应设法主意“拯救”濒危物种与进行圈养繁殖。
倘若全体顺遂，这些“天然回护性憩息地”将在一定水平上保留濒危物种的遗传多样性。如果有切合的寓居地，残剩的晚辈可以被放归田野，副手增进或者复原日渐削减的种群数目。
在这项计划中，许多状况顾惜人士带回了珍稀的蛙和蟾蜍，被圈养的两栖动物数目激增。其中的一些孳生计划取患了弘远的告捷。比方，马略卡岛产婆蟾（Mallorcan midwife toad）已在野外重新建立了18个孳生种群，脱离了濒危物种的清单。坦桑尼亚的奇罕西喷雾蟾蜍（Kihansi spray toad）于2009年被颁布在旷野灭绝，因为当地的一个水利项目破欠佳了它们在奇罕西峡谷瀑布旁的、弥漫水雾的安歇地。于是人们设法为圈养繁殖的喷雾蟾蜍，出产了切当生存的水雾环境，而这一奋力也得到了回报，不计其数人工豢养的喷雾蟾蜍被放归到了奇罕西峡谷的自然水雾休憩地中。
马略卡岛产婆蟾。（图片根源：维基百科）
辅助生殖手艺
但关于其他许多被拯救的物种来说，情况就不太绝望了。有些物种没法孕育发生卵子或精子，或雌雄个别发生配子的工夫不同步；有些物种不克不及进行必要的交配行为；尚有少数物种发生发火了胚胎，但胚胎很难进一步发育。密西西比州立大学的保护生物学家Andy Kouba曾研讨过一些美国最稀有的两栖植物，他表示，现在除了灭尽求助紧急外，还具备圈养孳生求助紧急。
为何对两栖动物繁殖前辈云云坚苦？很大程度上，这主要因为我们缺失认识稀有物种孳生的苛刻要求。蛙与蟾蜍是极其多样化的动物，通常具有许多高度潮解的繁殖战略与习性。它们有些在水中孳生，包含恬静的湖泊、缓慢的溪流及浅浅的水池；另外一些则在大陆上繁衍，从热带雨林的地面和树冠，平地池沼的苔藓下到芦苇丛的泡沫池塘中。它们多数会通过体外受精方式繁殖，但也有一小一小块是体内受精。有些是一夫一妻制，有些则采用十分杂遝的多对多交配方式。
更紧要的是，与交配有关的心理与行为变卦会与一系列情况与社会成分相朋分，采集湿度、温度或压力的变卦，更剔透、更长的白昼，伙伴的召唤，蛰伏的完毕，或一场从天而降、标记着雨季末尾的滂沱大雨。一旦某个物种接近灭绝，咱们就几近没有机缘在旷野对其进行研究，于是很难找到交配的触发成份。“有些时候我们可以弄清晰交配的诱因，并胜利让它们进行交配，然则对于不少其他物种，岂论咱们怎样尝试也找不到切确答案。” Kouba解释道。
因此三种辅助生殖技术手段（ART）应运而生：（1）激素治疗，该办法可以促使不宁愿的伴侣进行交配，或诱导卵子与精子的发育与开释；（2）体外受精，增长长辈的数量与多样性；（3）精子或卵子冷冻手艺，以备络续之需。
少数濒危物种曾经从这三种技能中受益。譬喻，在澳大利亚，激素治疗将不乐意配对的科罗澳拟蟾（northern corroboree frog）酿成了心绪似火的情人，这样能确保它们都为下一代进献了自己的基因。来自美国拉勒米平原的怀俄明蟾蜍（Wyoming toad）在田野已灭绝，但多亏了激素和人工受精妙技，它们的种群数目又开始复原。另外，冷冻的精子也为落基山脉南部接近灭尽的西部蟾蜍（Anaxyrus boreas）孝敬了一些儿女。
西部蟾蜍。（图片泉源：维基百科）
但是要完成这些任务其实其实不容易。尽管近70年来科学家一直在开展一些基础底细钻研，来使用激素与体外受精妙技培育两栖动物胚胎，但到了20世纪90年月，当生物学家试图仰仗这些妙技来增多更多的两栖植物数目时，他们发现实行室的那套流程只适用于特定的对象，因而无法在野外直接采用。颠末数年对激素剂量的调解与测试，第一种无效的医治法子才终极确立。另外，哪怕只不过将精子与卵子融合多么的简单任务，也泯灭了不少精神。
跟着自然珍爱性栖息地数目的敏捷增多（许多仍然无法进行自然孳生），人们的紧迫感日益增强。“我们意识到，这项研究必需加紧进行，”Silla显现。而现在，省劲的任务获得了报答。她填补说：“近年来，辅助生殖技术手段进行得很快。”
激素疗法之以是能够刺激性腺幼稚以及卵子和精子开释，首要委托两种激素打针：促性腺激素监管激素和人绒毛膜促性腺激素（始终到20世纪70年代，这些激素履行主要为了研究人类的怀胎行为）。有些物种对第一种激素的反馈最好，而另外一些物种则更恰当第二种，同时打针剂量与方案也相等须要。Kouba展示：“每一个物种都不相反，因而要找到相符的激素并必然医治的年华和频率可能要花费几年的时间。”速决以来，为新物种找到符合的医治方案即是一个试错的历程。如今，关于或是20个物种，科学家们曾经肯定了响应的激素疗法。
跟着激素医治方案数量的增进，一些轨则慢慢浮出水面，而这有助于科学家们找到更多符合的激素疗法。比如，两栖植物的祖先谱系似乎抉择了激素的选择，一些蛙类与蟾蜍家族的成员对第一种激素的反应更好，而其他眷属的成员则更恰当第二种激素。
Silla和Byrne以为，演变成分也可能成为预测最好精子征集光阴的枢纽，由于雄性孕育发生精子的数目及其开释速率与物种的交配战略毫不相关。
在非一夫一妻制的物种中，雄性之间的协作推动了睾丸向更大的方向演化，它们会产生更多的精子并更快地将其解放。好比西澳大利亚的佐治亚索蟾（它的又名叫quacking frog，由于它会像鸭子一样嘎嘎叫）是一妻多夫制，许多雄性成群涣散在一个产卵雌性左近。那些雄性有远大的睾丸，里面洋溢了满坑满谷的精子。注射激素后，它们会在数分钟内初步监禁精子。无非，Silla发现最好的征集年华是在注射7个小时后，那时精子的开释量会到达峰值。
与之造成鲜明比较的是澳洲南部夜宴蛙（southern corroboree frog），它是生活在新南威尔士州雪山的的极其濒危物种。这种青蛙采取一夫一妻制，这也象征着它不需要发生不少精子，也不必对交配感受焦急，因此它的睾丸很小。根据Silla和Byrne的说法，在注射激素后，他们要等候很长年光才能获得精子。Silla说：“在这种蛙中，需要注射36个小时后才能抵达精子囚系的峰值，而咱们终极也只收集到了几百个精子。”
澳洲南部夜宴蛙。（图片泉源：the conversation）
配子搜集后，需要的第二种技能是体外受精，它能够让育种者管束尊长的亲缘关系，从而可以在小群体优化遗传多样性。固然实践上听起来很容易，实践中却其实不易。激进的办法是将卵子和切碎睾丸中获得的精子放入培养皿中夹杂静置几分钟，然后用水淹没它们。溶液忽然被浓缩会促使精子变得沉闷。
但是在关爱植物时，咱们不能直接去获得睾丸。取而代之的是，育种者必须等精子挪动到泄殖腔并与尿液同化后才能收集它们。对付某些蟾蜍，只需把它们拎起来并放到盘子上，它们就会架空精液与尿液的异化物。如果何等做不起感召，则可以通过对腹部施加细小的压力。蛙类则更难获得精子，育种者可能需要使用细导管来完成征集任务。
此外，育种想要获得告捷还取决于精子与卵子的混合比例是否精确，是否问鼎了激活精子的特定液体，以及其他许多缘故原由。
第三种技艺，也等于冷冻糊口生涯技术手段，一样可以进步种群数目并确保濒危物种的遗传基因健康。由于遭受激素疗法的两栖动物通常孕育发生精子与卵子的光阴差异步，冷冻保存妙技可以先存储一种性别的配子，直到咱们获得另外一种性其它配子。
精子的长久储存也为遗传多样性的优化开拓了新的可能性。一些收集好的卵子可以用许多差距雄性的精子来受精，动物园与水族馆的种群可以互换精子，咱们以致可让人工与圈养的个别进行杂交。格外是具有抵抗疾病等有非凡价钱的个体，可以在出生避世后的很长时日内持续进献本身的基因。
但是，正如你所想的那样，实际操作比听起来要复杂得多。精子的贮存要比卵子更易，精子冻存的试验已经在越来越多的物种身上取患有胜利。Kouba和共事一起建设了美国国度两栖植物基因组库，他透露表现：“最初精子解冻后恢更生性的几率只有5%，现在可以到达50%至70%。我们还可以保存活体动物体内的精子，并用它们来培育尊长。”
而冷冻卵子是另外一码事：由于卵子尺寸很大，含有卵黄，水分含量高，况且另有着果冻状厚外层，这些特征招致科学家们至今未能获胜将其冷冻。Kouba表现，这个题目必需筹算。“冷冻精子确实要简单得多，但若是只能保留雄性基因组，而那只不过整个基因组图谱的一半罢了。”
建立更多育种项目
到当前为止，尽管需求重大，但受益于辅助生殖妙技的濒危物种数目仍然很少。在某些育种项目中，许多或所有由此发生发火的长辈仍被圈养，以施舍维持人工歇息地的运转。另一些则重新回到了野外：逾越30万只波多黎各凤头蟾蜍（Puerto Rican crested toadlets）已被放生到了原有的岛屿，数百只澳大利亚洲北部夜宴蛙也回到了属于它们的亚幽谷沼泽地。Silla在研讨进程中培育的所有澳大利亚洲北部夜宴蛙都被放生了，对此她觉得十分骄傲：“我很冲动，这不单是基于试验室的钻研，而且是真正的珍惜步履。”
波多黎各凤头蟾蜍。（图片来历：维基百科）
在将来不久，也会涌现更加先进的生殖技艺，但咱们没法很快将其应用于两栖植物的育种工程中。而与此同时，数百种两栖植物正接近灭尽。Kouba显现：“现在最孔殷的需求之一便是建立更多的育种项目，以拯救更多的物种。”
有了运气、耐性与其他一些要素，有些物种的数目或许能够自行恢复。但对于其他物种来说，或许仍要寄企望于人类的扶直。“总体而言，与所有遭到利诱的两栖动物数目相比，咱们所拯救的无非是九牛一毛。”Kouba说，“但是对于咱们正在踊跃研讨的那么些蛙和蟾蜍而言，却会发作无关紧要的影响。”
坐在书桌前，我可以听到一只寻常青蛙的叫声。我感受很厄运，由于英国的7种两栖植物中有3种会来我的后院漫步，有些以致选择常驻于此。它们另有上千种惹人入胜的同伴令我想要一睹真容——从小小的宝石色的箭蛙（dart frog）与精妙的玻璃蛙（glass frog）到喀喀湖的布满褶皱的阴囊蛙（scrotum frog）之类的各人伙——尽管我知道我可能不访问到它们，但如果它们消失的话，我会感应十分悲痛。至于Remeo？他现在又再次劈头呼叫同性了——我也仍在查看它的Twitter 账户能否发布了新信息。
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