野生大熊猫现状、面临的挑战及展望

截至2003年底,我国野生大熊猫种群数量达1596只,分布在陕西、四川和甘肃3省的45个县境内,总栖息地面积达2304991hm^2。与第2次大熊猫调查相比,野生大熊猫生存状况已得到改善,分布范围扩大、栖息地面积增加、种群数量进一步增长。本文在第3次大熊猫调查的基础上,就野生大熊猫种群及栖息地现状进行了分析,指出未来保护大熊猫所面临的3个方面的挑战,即来自物种自身生物学特性的挑战、栖息地破碎化及隔离小种群未来命运的挑战以及大熊猫保护与社区经济发展需求相冲突的挑战。作者还就我国大熊猫保护前景进行了展望,即自然保护区数量将进一步增加,栖息地状况将进一步改善;种群数量在总体保持稳定的基础上将逐步增长,但局部小种群灭绝风险将加剧;圈养种群将形成能自我维持的种群,圈养个体通过培训将逐步放归到隔离野生小种群中以改变其命运。     

Microsatellite variability reveals the necessity for genetic input from wild giant pandas (Ailuropoda melanoleuca) into the captive population

Recent success in breeding giant pandas in captivity has encouraged panda conservationists to believe that the ex situ population is ready to serve as a source for supporting the wild population. In this study, we used 11 microsatellite DNA markers to assess the amount and distribution of genetic variability present in the two largest captive populations (Chengdu Research Base of Giant Panda Breeding, Sichuan Province and the China Research and Conservation Center for the Giant Panda at Wolong, Sichuan Province). The data were compared with those samples from wild pandas living in two key giant panda nature reserves (Baoxing Nature Reserve and Wanglang Nature Reserve). The results show that the captive populations have retained lower levels of allelic diversity and heterozygosity compared to isolated wild populations. However, low inbreeding coefficients indicate that captive populations are under careful genetic management. Excessive heterozygosity suggests that the two captive populations have experienced a genetic bottleneck, presumably caused by founder effects. Moreover, evidence of increased genetic divergence demonstrates restricted breeding options within facilities. Based on these results, we conclude that the genetic diversity in the captive populations is not optimal. Introduction of genetic materials from wild pandas and improved exchange of genetic materials among institutions will be necessary for the captive pandas to be representative of the wild populations.     

Gut microbiota in reintroduction of giant panda

Reintroduction is a key approach in the conservation of endangered species. In recent decades, many reintroduction projects have been conducted for conservation purposes, but the rate of success has been low. Given the important role of gut microbiota in health and diseases, we questioned whether gut microbiota would play a crucial role in giant panda's wild‐training process. The wild procedure is when captive‐born babies live with their mothers in a wilderness enclosure and learn wilderness survival skills from their mothers. During the wild‐training process, the baby pandas undergo wilderness survival tests and regular physical examinations. Based on their performance through these tests, the top subjects (age 2–3 years old) are released into the wild while the others are translocated to captivity. After release, we tracked one released panda (Zhangxiang) and collected its fecal samples for 5 months (January 16, 2013 to March 29 2014). Here, we analyzed the Illumina HiSeq sequencing data (V4 region of 16S rRNA gene) from captive pandas (n = 24), wild‐training baby pandas (n = 8) of which 6 were released and 2 were unreleased, wild‐training mother pandas (n = 8), one released panda (Zhangxiang), and wild giant pandas (n = 18). Our results showed that the gut microbiota of wild‐training pandas is significantly different from that of wild pandas but similar to that of captive ones. The gut microbiota of the released panda Zhangxiang gradually changed to become similar to those of wild pandas after release. In addition, we identified several bacteria that were enriched in the released baby pandas before release, compared with the unreleased baby pandas. These bacteria include several known gut‐health related beneficial taxa such as Roseburia, Coprococcus, Sutterella, Dorea, and Ruminococcus. Therefore, our results suggest that certain members of the gut microbiota may be important in panda reintroduction.     

卧龙圈养大熊猫遗传多样性现状及预测,

以中国最大的大熊猫圈养种群—四川卧龙中国大熊猫保护中心的圈养种群为对象,以８个大熊猫微卫星位点为分子标记, 探讨了大熊猫圈养种群的遗传多样性, 并与邛崃野生种群及其他７个濒危物种进行比较。微卫星数据表明, 圈养种群的遗传多样性水平(A＝5.5, He ＝0.620, Ho＝0.574) 低于邛崃野生种群(A＝9.8,He＝0.779,Ho＝0.581),但高于其他7 个濒危物种的种群(He＝0.13~0.46)。在此数据的基础上对未来100个世代内圈养种群遗传多样性的变化情况做出了预测。结果表明假设种群数量比现在扩大一倍, 经历100个世代后也只会使平均等位基因数少减少0.4。因此继续增加野生个体对保持遗传多样性的意义已经不大, 建议该圈养种群的保护策略应将重点放到制定更有效的繁殖计划以避免近交上。     

野生大熊猫行为谱及PAE编码系统

行为谱是动物行为学研究的基础。大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)是生物多样性保护中的旗舰物种,其行为生态的研究备受关注,然而由于大熊猫数量稀少且警惕性强,很难在野外进行观察,有关其行为谱等基础行为研究结果主要是基于圈养大熊猫的观察研究。为了促进野生大熊猫行为学的深入研究,2015年1月—2016年6月,2018年8月— 2019年4月我们在卧龙自然保护区基于红外相机图片和视频数据,利用PAE编码系统建立了野生大熊猫行为谱和PAE编码系统。研究共计在14种环境背景中记录到大熊猫12种姿势、52种动作、56种行为。一方面,本研究结果基本涵盖了大熊猫的主要行为,并发现了一些未在圈养大熊猫行为谱中记录到的行为,如野生大熊猫利用植物的茎进行自我除雪行为;另一方面丰富了观察大熊猫行为的环境因素。以上结果为深入研究野生大熊猫行为生态学提供了基础信息。       

基于线粒体12S对中国两大山系大熊猫西氏贝蛔虫种群遗传多样性的分析

大熊猫是中国特有的珍稀濒危物种,而西氏贝蛔虫是大熊猫体内最为常见的肠道寄生虫,对野生和圈养大熊猫危害极大。考虑到大熊猫因分布区域的差异而形成了不同的亚种以及寄生虫与宿主间广泛的协同进化关系,西氏贝蛔虫是否也存在与大熊猫相适应的亚种分化一直是野生动物学家极其关注和热议的话题。为此,本文选择中国两大山系（岷山和邛崃）大熊猫种群体内共计34株西氏贝蛔虫虫体样本进行种群遗传多态性研究。利用PCR技术扩增出了岷山（14株）和邛崃（20株）西氏贝蛔虫的线粒体12S基因全序列并对其做了遗传多样性分析。结果表明：（1）34个样本包含9个单倍型,呈现出一个高单倍性多样性和低核苷酸多样性的特点;（2）负的Tajima's D和Fu's Fs中性检验值及“多峰型”的种群歧点分布图暗示种群不久前曾经历过突增长的现象;（3）低的种群间的分化系数和高的基因流表明两个地理种群间未形成显著的遗传分化;（4）系统发育树和单倍型网络图表明两山系种群分布无区域特异性。因此,岷山和邛崃山系的大熊猫体内的西氏贝蛔虫种群遗传变异性较低,分化不明显。该发现不仅暗示了西氏贝蛔虫与其宿主（大熊猫）的进化不同步,而且还为不同区域大熊猫西氏贝蛔虫病的监控提供了理论依据。     

移地与圈养大熊猫野外放归的探讨

移地是指将生物有机体从一个区域自由释放到另一区域的移动,通常包括引入、重引入以及复壮等3 种类型。野生动物的移地有较悠久的历史。在许多国家,通过移地以维持濒危野生动物种群在野外的长期续存已成为保护生物学上的一种重要手段。影响圈养动物野外放归成功的因素主要来自物种生物学特性、自然环境、社会生物学以及放归方式等几方面,同时,放归亦给基础生态学研究带来了新的机遇与挑战。大熊猫是我国特有的珍稀兽类,分布在秦岭、岷山、邛崃山、大相岭、小相岭以及凉山等几大隔离的山系。由于部分山系栖息地的高度破碎以及隔离小种群普遍面临的来自种群及环境等随机因素的影响,单纯依靠就地保护的措施可能并不足以保证这些隔离小种群在野外长期续存。在圈养大熊猫种群数量不断增加的情况下,将圈养个体放归野外以复壮孤立小种群应是一种有效的保护手段,同时,随着大熊猫栖息地质量的逐步改善,圈养大熊猫野外放归的时机亦逐步成熟。文中尚就圈养大熊猫放归野外之前亟待解决的问题进行了讨论。     

从野外大熊猫的粪便估计年龄及其种群年龄结构的研究

本文对野外大熊猫粪便中的竹秆咬节及切缘与竹叶残片量度和破碎状况的研究,并以此对已知年龄个体的牙齿切片和齿冠磨损程度进行验证,发现通过粪便分析,可将野外大熊猫种群,大体划分为4个年龄组。     

大熊猫精液和包皮菌群组成及潜在致病菌调查

[目的] 大熊猫是我国国家一级保护动物,其种群面临着传染病和栖息地破碎化等持续威胁,其中生殖系统的细菌感染和菌群失衡会影响大熊猫生殖健康,严重者可导致流产,是引起大熊猫繁殖障碍的原因之一。本研究对精液与包皮分泌物样本的菌群组成情况及分离培养潜在致病菌开展研究。[方法] 通过采集13份大熊猫包皮分泌物和12份精液样本,采用16S rRNA扩增子测序技术、细菌培养及PCR鉴定的方法,确定样本中的细菌种类。[结果] 菌群组成分析结果显示,在门水平上,厚壁菌门（Firmicutes）的细菌丰度在大熊猫包皮与精液中均为最高;在属水平上,不同时期的雄性大熊猫包皮的菌群可能会发生改变,棒状杆菌属（Corynebacterium）和Dolosicoccus是Ⅰ期包皮样本中最丰富的微生物菌群,相对丰度分别为15.45%和12.40%;链球菌属（Streptococcus）和埃希氏菌属（Escherichia）是Ⅱ期包皮样本中最丰富的微生物菌群,相对分度分别为37.94%和9.68%;拟杆菌属（Bacteroides）和普雷沃氏菌属（Prevotella）是精液样本中最丰富的微生物菌群,相对丰度分别为14.40%和12.88%。菌群多样性分析结果显示,精液样品高于Ⅰ期包皮样品和Ⅱ期包皮样品,Ⅰ期包皮样品和Ⅱ期包皮样品之间无显著差异。通过细菌分离培养得到肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumonia）在内的多种潜在性致病菌。[结论] 本研究分析了大熊猫精液和不同时期包皮分泌物的菌群组成,其优势菌属存在差异,大熊猫包皮与精液中存在潜在性致病菌,这可能对大熊猫的生殖系统健康带来威胁,其致病性有待进一步研究。     

野生大熊猫种群数量调查方法研究进展

大熊猫(Ailuropodamelanoleuca)是中国特有珍稀野生动物,被誉为野生动物保护领域的"旗舰物种"。大熊猫种群数量的变化可以实时反应大熊猫种群动态,提供大熊猫分布区域、栖息地质量等最直接的信息,是制定大熊猫保护方案的基础,也是有效实施大熊猫保护措施的前提。综述了几种传统野生大熊猫种群数量调查方法(包括直接计数法、数学模型法、距离-咬节分析法及分子生物学方法),以及近年来最新应用于野生动物种群数量调查的红外相机技术、足迹鉴定法,讨论了传统方法中可能存在的问题、分析新方法的应用前景,并针对今后的野生大熊猫种群数量调查提出了一些建议与展望。     

基于椭圆脐点突变模型的大熊猫生存状态研究

得益于有力的保护,大熊猫受威胁等级由"濒危"降为"易危"。根据全国大熊猫调查数据,近年来,大熊猫野生种群与栖息地面积总体上均处于持续增加态势;同时,大熊猫栖息地破碎化与局域种群隔离也呈加剧的趋势。两相对比,形成悖论现象,难以正确认知当前大熊猫的生存状态。大熊猫作为高度特化的K对策大型动物,其生存高度依赖于栖息地生态系统,极易受栖息地丧失与破碎化的影响。对大熊猫生存状态的研究,不应局限于栖息地或种群等单项指标的变化,而应基于系统科学的整体视角。结合全国第三、四次大熊猫调查数据,对大熊猫野生种群数量与栖息地及潜在栖息地的面积进行复相关分析,发现大熊猫野生种群数量与栖息地、潜在栖息地的面积之间存在着高度显著正相关,表明三者之间存在着稳定而密切的耦合关系,进而建立了大熊猫种群与栖息地、潜在栖息地之间的耦合函数。突变理论作为一种成熟的系统科学理论,提供了较完备的数学方法,利用系统中少量的关键指标便可实现对系统行为的刻画。基于突变理论,以大熊猫分布区生态系统为研究对象,选取了大熊猫种群数量、栖息地与潜在栖息地的面积为系统关键指标,利用种群与栖息地、潜在栖息地之间的耦合函数,构建了"大熊猫—栖息地"系统椭圆脐点突变模型,对生态系统的稳定性进行研究。发现虽然野生种群数量、栖息地与潜在栖息地的面积均持续增长,但严峻的局域种群生存危机与栖息地的高度破碎化,从总体上削弱了系统的稳定性,大熊猫分布区生态系统的稳定性处于持续下降态势,且濒临系统临界状态,生态系统具有较大的退化压力,大熊猫的生存危机依然严峻。     

Gut microbiota composition of Japanese macaques associates with extent of human encroachment

In recent decades, human–wildlife interaction and associated anthropogenic food provisioning has been increasing and becoming more severe due to fast population growth and urban development. Noting the role of the gut microbiome in host physiology like nutrition and health, it is thus essential to understand how human–wildlife interactions and availability of anthropogenic food in habitats can affect an animal's gut microbiome. This study, therefore, set out to examine the gut microbiota of Japanese macaques (Macaca fuscata) with varying accessibility to anthropogenic food and the possibility of using gut microbiota as indicator for macaques’ reliance on anthropogenic food. Using 16S ribosomal RNA gene sequencing, we described the microbial composition of Japanese macaques experiencing different types of human disturbance and anthropogenic food availability—captive, provisioned, crop‐raiding, and wild. In terms of alpha diversity, our results showed that observed richness of gut microbiota did not differ significantly between disturbance types but among collection sites, whereas Shannon diversity index differed by both disturbance types and sites. In terms of beta diversity, captive populations harbored the most distinctive gut microbial composition, and had the greatest difference compared with wild populations. Whereas for provisioned and crop‐raiding groups, the macaques exhibited intermediate microbiota between wild and captive. We identified several potential bacterial taxa at different taxonomic ranks whose abundance potentially could help in assessing macaques’ accessibility to anthropogenic food. This study revealed the flexibility of the gut microbiome of Japanese macaques and provided possible indices based on the gut microbiome profile in assessing macaques’ accessibility to/reliance on anthropogenic foods.     

圈养大熊猫群体间的基因流状况分析

圈养群体的遗传管理一个非常重要的手段就是实现不同群体间的基因交流.为了全面评估大熊猫圈养群体间的基因流状况,本研究以卧龙中国大熊猫保护中心的31只圈养大熊猫(简称卧龙群体)和成都大熊猫繁育研究基地与楼观台陕西省珍稀野生动物抢救饲养研究中心的37只圈养大熊猫(简称成都群体,其中楼观台1只)为研究对象,以7个大熊猫微卫星位点为分子标记,发现卧龙群体和成都群体间的遗传分化水平很低(Fst=0.041,P=0.001);尽管整个圈养群体的近交程度较低(Fis=0.026),但是成都群体的近交系数(Fis=0.045)远高于卧龙群体的近交系数(Fis=0.002);谱系分析、贝叶斯分析和系统进化法分析均显示,这两个群体间存在着基因流,但是这种基因流是单向的.此结果提示各个大熊猫饲养单位之间必须实现更多的合作,将大熊猫群体作为一个管理单元进行管理,从而实现更多的基因流.     

大熊猫粪便宽径与咬节平均长度的关系

粪便咬节是大熊猫数量调查中最常用的指标。然而,大熊猫在主食竹叶的季节有时在粪便中未留下咬节而使数量调查难以进行。为此,本文对大熊猫粪便宽径与咬节平均长度的关系进行了初步探讨。结果表明,大熊猫粪便宽径呈正态分布,同一个体的含咬节粪便与全由竹叶组成的粪便在宽径上无显著差异。大熊猫咬节平均长度与粪便宽径存在显著的回归关系。在不考虑年龄的情况下,粪便咬节平均长度与粪便宽径的回归方程为:Y=0.38X十14.40。成体和亚成体组的粪便咬节平均长度与粪便宽径的回归方程为:Y=0.22 X+22.79。年龄对大熊猫粪便咬节平均长度与粪便宽径的回归关系有显著影响。     

Comparative study of gut microbiota from captive and confiscated-rescued wild pangolins

Pangolins are among the most critically endangered animals due to widespread poaching and worldwide trafficking. Captive breeding is considered to be one way to protect them and increase the sizes of their populations. However, comparative studies of captive and wild pangolins in the context of gut microbiota are rare. Here, the gut microbiome of captive and confiscated-rescued wild pangolins is compared, and the effects of different periods of captivity and captivity with and without antibiotic treatment are considered. We show that different diets and periods of captivity, as well as the application of antibiotic therapy, can alter gut community composition and abundance in pangolins. Compared to wild pangolins, captive pangolins have an increased capacity for chitin and cellulose/hemicellulose degradation, fatty acid metabolism, and short-chain fatty acid synthesis, but a reduced ability to metabolize exogenous substances. In addition to increasing the ability of the gut microbiota to metabolize nutrients in captivity, captive breeding imposes some risks for survival by resulting in a greater abundance of antibiotic resistance genes and virulence factors in captive pangolins than in wild pangolins. Our study is important for the development of guidelines for pangolin conservation, including health assessment, disease prevention, and rehabilitation of wild pangolin populations.     

大熊猫粪便中竹子咬节长短与年龄和种群数量关系

列举了大量试验数据对用大熊猫粪便中的竹子咬节长短估计大熊猫年龄和种群数量的方法提出了疑问,粪便中的竹子咬节长短和粪便直径与大熊猫年龄(2岁以上)没有相关关系,也没有找到任何非线性关系。粪便中的竹子咬节长短是大熊猫的一个个体特征,也是一个易受环境影响的变量,它的波动较大,作者认为在野外调查工作中用粪便中竹子咬节长短去预测年龄(或年龄组)和种群数量是不可能的。     

Targeted (PCR-based) screening of antibiotic resistance genes’ prevalence in the gut microbiota of tribal people of Nabarangpur,Odisha, India

Antibiotic resistance is a major public health concern worldwide. The gut microbiota harbours multiple antibiotic resistant genes (ARGs) that contribute to the existing and future microbial population in a community or ecosystem. This study aimed to investigate the prevalence of 35 antibiotic resistance genes (ARGs) in the gut microbiota of the tribal people of Nabarangpur, Odisha, India. A total of 83 faecal samples were collected from three different tribes (Bhatra, Gond, and Paraja). Total faecal DNA was extracted, and the simplex polymerase chain reaction was performed to detect selected ARGs. Further analysis was done to estimate the incidence of these ARGs across these tribes based on alcohol consumption habits. We identified a higher prevalence of tetracycline resistance genes (tetW, tetQ and tetM) in the gut microbiota among three populations. Furthermore, a significant (P = 0·024) difference in ARG prevalence against vancomycin in individuals with and without alcohol consumption habits was noticed. The overall distribution of ARGs among the three major tribes of this location was found to be very similar. Together, irrespective of the tribes, the people of this location have gut microbiota harbouring different kinds of ARGs and tetracycline-resistant genes are the most commonly found ARGs.     

大熊猫与同域动物在海拔分布上的生态位分化

大熊猫（Ailuropoda melanoleuca）是中国的特有物种,其成功放归可能受放归地气候、栖息地、同域动物等多种因素的影响。本研究在野外调查的基础上,基于生态位理论等方法,探讨了栗子坪国家级自然保护区大熊猫与其大中型同域动物的空间关系。调查结果表明,该保护区内大熊猫同域动物共20种,分别属于2纲5目,其中东洋型分布物种占优势（30%）。大熊猫同域动物分布海拔显著低于大熊猫的分布海拔（P＜0.05）,大熊猫分别与灵长目等5个目的动物在海拔分布上均存在显著的生态位分化（P＜0.001）。灵长目动物在空间分布上与大熊猫分布相异,而其他目的动物与大熊猫空间分布类似。偶蹄目动物痕迹数量占比最高（54.14 %）,而食肉目的小熊猫与大熊猫样线共同遇见率达到了43.75%。本研究结果表明,该地大熊猫同域动物较为丰富,在海拔分布上与大熊猫存在生态位分化。该研究可为圈养大熊猫的放归提供参考依据。     

野化培训大熊猫幼仔的食性转换

本文以2010—2020年15只母兽带仔野化培训的大熊猫幼仔为研究对象,基于红外视频监控系统观察和音频颈圈解译获得的行为资料、GPS颈圈跟踪定位采集的粪样数据,分析了野化培训大熊猫幼仔的行为发育进程和食性转换特征。结果表明：随着野化培训大熊猫幼仔的生长发育,与觅食和警戒相关的行为得到充分发育,且具有较强的时间关联性,包括食乳、爬行、走动、玩耍物品、爬树、咬玩竹子、饮水和采食竹子等。8～10月龄的大熊猫幼仔开始取食竹子,其发育性食性转换过程划分为3个阶段：食乳期(1～7月龄)、食母乳—食竹子转换期(8～28月龄)和食竹期(29～39月龄),其中转换期细分为关键期(8～18月龄)和过渡期(19～28月龄)。从统计检验来看,不同食性阶段间差异显著;过渡期的大熊猫幼仔可离开母兽独立生活,此阶段大熊猫幼仔食物组分比例与食竹期相比无显著差异。野化培训大熊猫幼仔的季节性食性转换规律与带仔母兽和野生大熊猫具有相似的格局,即春季主要取食竹笋,夏、秋季则以嫩竹茎和竹叶为食,冬季采食竹叶与竹茎。     

圈养大熊猫冷冻精液对其种群遗传多样性的作用

在过去34年的圈养大熊猫种群保护工作中,我们成功建立了全球最大的大熊猫精子库,目前已保存50只大熊猫个体总计7 000余支细管冷冻精液(冻精)。冷冻精液一方面可以使物种的遗传资源得到长久保存,另一方面可以通过人工授精的方式促进种群繁育。但是,圈养大熊猫冷冻精液对其种群遗传多样性的作用尚未有明确报道。本研究首先根据成都大熊猫繁育研究基地2000—2014年冷冻精液人工授精数据,对比分析了冻精人工授精个体和圈养种群的遗传多样性。结果显示,冻精人工授精个体遗传多样性均高于同年圈养种群的平均遗传多样性,表明在繁殖年份中冻精人工授精可以显著提高圈养大熊猫种群的遗传多样性。统计精子库中所有冻精个体的平均血缘系数并与圈养种群进行对比分析,探究冷冻精液对圈养种群遗传多样性的潜在作用。结果显示,精子库中有21只已死亡个体的精液,其中有66.67%的个体平均血缘系数低于圈养种群;有14只20岁以上个体的精液,其中有50.00%的个体平均血缘系数低于圈养种群;另有15只20岁以下个体的精液,其中有53.33%的个体平均血缘系数低于圈养种群,表明冷冻精液对圈养种群遗传多样性的保护具有重要价值。综上所述,冷冻精液不但有效保存了大熊猫遗传资源,而且在保护圈养种群遗传多样性方面具有积极的促进作用。