泰山から学ぶ| 科学| スミソニアン - 記事、科学、野生生物

cr屈で薄暗い部屋で、3人の女性が点滅するビデオモニターの列を見つめています。 6つのスクリーンのそれぞれは、わずかに異なる角度から、綿毛の黒と白のボール、Tai Shan、スミソニアン国立動物園で昨年夏に生まれたジャイアントパンダの子を示しています。ボランティアの研究者は、2分ごとに鐘を鳴らして、カブが何をしているかを書き留めます。ディン！睡眠。ディン！あくび。ディン！右前足がひきつります。 Tai Shanの生涯の最初の2か月間、動物園のスタッフとボランティアは彼を24時間監視しました。彼は歴史上最もよく研究されているパンダの一人です。

彼はまた、首都の最大の有名人の一人です。 12月、カブが彼の公開デビューを果たしたとき、彼を見るための13, 000の無料チケットが2時間でオンラインでスナップされました。チケットブースが開く前に、氷点下の温度でファンが並んで、毎日追加で60枚のチケットが配られました。 20万人以上がカブの名前に投票しました。TaiShan（tie-SHON）は「平和な山」を意味しますが、数百万人が動物園のライブ「パンダカム」（nationalzoo.si.edu/Animals/GiantPandas）にログオンしました。

動物園で最初に生き残ったパンダの子、そして全国で4番目に過ぎないタイシャンは、「米国と中国の10年間の共同研究の集大成です」と、動物園の生殖科学部門の会長であるデビッドワイルドは言います。 2005年には、飼育下で生まれた21頭の子（アメリカで2頭、日本で1頭、中国で1頭）が生存しました。2004年の2倍以上、そしてこれまでの他のどの年よりも生き残りました。その成果は、中国での新しいパンダ保護区やその他の保護措置とともに、世界で最も絶滅の危機にあり最も愛されている生物の1つが、飼育下だけでなく野生でも生き残る可能性を高めています。

20年前のように、パンダの未来は暗いように見えました。中国南西部の山間部にある、霧に覆われた遠く離れた竹林に限定されたクマは、1980年代後半までに生息地の半分以上を失いました。何世紀もの間、伐採と農業はパンダをより急峻で高い地形へと押し進めてきました。この種の個体数は、孤立した2ダースのグループに散らばる推定1, 000匹にまで減少しました。別のパンダは中国の繁殖センターで飼育されていましたが、繁殖率が非常に低かったため、減少する数を補充する希望はほとんどありませんでした。 1997年までに、飼育されていたパンダの26％しか飼育していませんでした。

パンダは繁殖が難しいことで有名です。雌は年に一度だけ排卵し、たった1、2日間受精します。一方、ほとんどの飼育下のオスは、セックスに興味がないか、または繁殖力のあるメスに危険をもたらすほど攻撃的です。両方のパートナーが喜んでいるように見えるときでさえ、男性はしばしばその出来事を完遂することができません。動物園の最初のパンダのペアであるLing-LingとHsing-Hsingが1983年に最終的に交配されたのは、長年の手探りの誤った抱擁の後の10年でした。リチャード・ニクソン大統領の1972年の訪問を記念する中国からの親善の贈り物であるリン・リンとシン・シングは、動物園で20年間一緒に5匹のカブを生産しましたが、数日より長く生きることはできませんでした。

1970年代、北京動物園の科学者はパンダを人工的に人工授精する技術を開拓し、1978年に最初の子を産みました。しかし、この手順は失敗率が高く、中国で飼育されているかどうかにかかわらず、人為的または自然に、1年も生き延びました。 1996年、中国の当局者が、他の絶滅危species種の繁殖に経験のある米国の科学者グループを招いて、ジャイアントパンダの研究に協力するようになったときに、熊の見通しは見始めました。米国は科学と技術の多くのノウハウを提供することになっていたが、中国は数十年のパンダ研究を通じて得た知識を提供し、もちろん実際の動物を提供することになる。「私たちはこの機会に飛びつきました」と、国立動物園の生殖生理学者JoGayle Howardが思い出します。彼は、Ling-Lingを母親にしようとして数え切れない時間を記録しました。

1998年から、米国の科学者は定期的に中国に旅行し始めました。そこで、彼らと中国の同僚は、中国の3つの最大の繁殖センター（Wo龍、成都、北京）で61頭の動物の健康、生殖、遺伝学、行動、栄養を評価しました。調査の最も驚くべき発見は、パンダの80％が、「貧しい飼育者」として却下されたものであっても、実際には「捕獲された個体群に貢献する可能性のある健康で繁殖能力のある動物」であったということでした。 10年後、コラボレーションによって生まれたパンダ科学の急増のおかげで、それらの動物のほとんどが実際に貢献しています。「今日、私たちは、世界の他の絶滅危species種についてよりも、ジャイアントパンダの生物学について多くを知っています。」

ジャイアントパンダは生物学的に奇妙です。クマ科のメンバーであるAiluropoda melanoleuca （「黒と白の猫足のクマ」）は、1500万年から2500万年前に主なクマの系譜から分岐しました。大胆なマーキングに加えて、パンダは他のクマよりも大きくて丸い頭を持っています。他のクマと同じように、パンダは孤独な生き物です。ただし、母親とその子は最大2年間一緒にいます。ジャイアントパンダの最も珍しいことは、その食餌です。少なくとも部分的に昆虫、魚、哺乳類、または他の肉に依存している他の放尿動物とは異なり、パンダは菜食主義者です。見知らぬ人でも、熊の食餌の99％は竹である草です。パンダは、その竹の食事によく似ているように見えるかもしれません。動物の大きな顎には、強力な咀muscle筋と、丈夫な草をすりつぶす大きな平らな臼歯が装備されています。その足は反対側の「親指」（実際には細長い手首の骨）を備えており、パンダが竹の茎を保持しながら、それをむしゃむしゃ食べることができます。（動物は通常、人間のように非常に魅力的な特徴の1つである、人間に似た位置に座ってこれを行います。）しかし、パンダの消化器系には、牛と鹿が効率的に草を分解しなければならない特殊な腸がありません。これは、熊が1日約14時間、最大40ポンドの竹を食べなければならないことを意味します。大人の体重は185〜245ポンドです。パンダは多くの脂肪を蓄積することができないため、同じ生息地に生息するツキノワグマとは異なり、冬を休んで冬眠する余裕はありません。「パンダの竹への依存は、その全体の生理学と生態学を動かします」と国立動物園の動物栄養学者マーク・エドワーズは言います。

食べ物を見つけるために長距離を移動するホッキョクグマやグリズリーとは異なり、パンダは家の近くにとどまることができます。「本質的に、彼らは自分のサラダボウルに住んでいます」とエドワーズは言います。しかし、動物の食餌は、植物が開花してから40〜100年ごとに自然に発生する竹の枯死に対しても脆弱です。過去には、ある竹林が死んだとき、パンダは別の竹林に移動しただけでした。しかし、種の生息地のほとんどは破壊または断片化されており、クマを座礁させる恐れがあります。

ジャイアントパンダの竹への依存は、その珍しい生殖システムの説明にも役立つ可能性があります。女性が妊娠すると、ほとんどの哺乳動物種のように、受精卵はすぐに子宮壁に付着しません。代わりに、胚は何ヶ月も生殖管内を浮遊し、子の誕生の約45日前に付着します。エドワーズは、女性がもはや胎児を支えるのに十分な栄養素を竹から蓄積できないと疑っています。その結果、新生児のカブスは発達し始めたばかりです。ピンク色で無毛で、重さは約4分の1ポンド、またはバターのスティックと同じです。（したがって、タイシャンのニックネーム、バタースティック。）母親のサイズと比較して、「他の有袋類ではない哺乳類には、小さな子孫がいる」とエドワーズは言います。

パンダは約半分の時間で双子を産みます。これ自体は珍しいことではありません-ほとんどのクマは双子または三つ子を持っていますが、パンダの母親は通常、育てるために2匹の子のいずれかを選択し、もう一方を死なせます。生物学者はかつて、そのような明らかに非論理的な行為は捕われの身でのみ起こると信じていました。しかし、1980年代後半にWolong Nature Reserveで実施されたフィールドワークでは、生物学者のPan Wenshiが、健康な人の世話をしている母親の近くで死んだ子をしばしば発見しました。科学者たちは、新しいパンダの母親は2匹の子を飼う余裕がないと推測しています。これは、動物の低エネルギー食への進化的適応かもしれない別の行動です。

Tai Shanの物語は2000年に始まり、母親であるMei Xiang（may-SHONG）と父親であるTian Tian（t-YEN t-YEN）が中国からの10年間の貸付で国立動物園にやって来ました。富士フイルムとアニマルプラネットおよびその他のドナーによるスポンサー。（サンディエゴ、アトランタ、メンフィスにある他の3つの動物園もパンダをホストしています。その代わりに、各機関は中国のパンダ保護に年間少なくとも100万ドルを寄付する必要があります。）2003年、 5歳と6歳で、彼らは初めて交配しましたが、妊娠は続きませんでした。翌年、パンダが独力で交尾に失敗した後、動物園の科学者たちはメイ・シャンにティエン・ティアンの精子を受精せずに授精させました。

去年の春、メイ・シャンが発情の兆候を見せ始めたとき、科学者たちは天田の精子を子宮に直接入れる準備をしました。この手順では、メイ・シャンは常にリスクを伴う全身麻酔を受ける必要があるため、一度だけ授精を試みることにしました。「中国では、機会の窓がどれほど狭いかを学びました」と、手順を実行したJoGayle Howardは言います。

最近の研究では、24〜48時間を予測するための微調整された手法が使用されています。 1つは、膣細胞を分析することです。ビスケット、リンゴ、梨などの報酬と引き換えに、メイシャンは5フィートから4フィートのトレーニングケージに入り、あらゆる種類のポークとプローブに参加するようにトレーニングされています。動物園の技術者は、膣から拭き取った細胞を検査して、排卵がどれほど近いかを調べます。彼らはまた、彼女の尿を囲いの床から吸い上げました。国立動物園内分泌学者のスティーブモンフォートとデビッドカーシーは、これらのサンプルを分析して、エストロゲンレベルの変化を調べます。

2005年3月10日であることが判明しました。その週の前に、メイシャンは「香りのマーキング」の頻度を増やしました。つまり、尾の近くの腺を地面に擦り付けて、他のパンダが感知できる臭いのある粘着性の物質を堆積させました。動物園の科学者は、彼女の尿と膣の細胞を24時間監視していました。メイ・シャンが排卵していることがテストで示されたとき、彼らは最初に天天に自分で仕事をする機会を与えました。しかし、24時間後-彼は「適切な調整を達成できなかった」と、キュレーターのアシスタントであるリサスティーブンスは言います。

Tian Tianの精子を得るために、研究者は彼に麻酔をかけ、電気射精と呼ばれる動物飼育技術を使用しました。この技術では、男性の直腸に挿入されたプローブが射精を引き起こす電気刺激を生成します。授精のために、ハワードは修正された腹腔鏡（人間の医療でよく使用される光ファイバーライト付きの小さな望遠鏡）を使用して、Mei Xiangの子宮頸部と子宮にカテーテルを導きました。「タイミングがちょうどいいと感じました」とハワードは言います。「手順を速くしたり、スムーズに行ったりすることはできませんでした。それが私を緊張させました。」

動物園の科学者は、ほぼ4か月間成功したかどうかを知りません。ジャイアントパンダは、妊娠していない女性が妊娠中の女性と同様の行動やホルモンの変化を示す「疑似妊娠」を頻繁に経験します。（そして、パンダの胎児の小さなサイズを考えると、妊娠は表示されません。）「私はそのカブが地面に着くまでリラックスしませんでした」とハワードは言います。それは2005年7月9日の午前3時41分でした。それでも、ハワードはシャンパンを外す準備ができていませんでした。双子を定期的に拒否することに加えて、パンダのママは一匹の子を無視することが知られています。ハワードは言う：「彼らはそれを恐れているように振る舞うか、「私はそのことを大事にしていない」と考えているように見え、立ち去る。」

しかし、出産後わずか2分で、メイ・シャンは小さなタイシャンを優しく拾い上げ、彼を抱きしめて抱きしめ始めました。翌週、彼女は彼らの「巣」―暗くされた10×12フィートの部屋―を食べたり飲んだりすることさえすることを拒否しました。 7日目に、彼女は水を飲むために彼を離れた（3分間）。彼女は17日目まで食事をしませんでした。「最初から、メイシャンはこれ以上完璧な母親にはなれなかったでしょう」とハワードは言います。「そして、泰山はより健康な子になることはできませんでした。」

パンダを飼育下に置く最も重要な理由は、公教育、研究、資金調達を超えて、野生での絶滅を防ぐためです。絶滅の危機にanimalsしている動物の捕獲された個体群は、種がその固有の生息地で消滅した場合の保険であり、野生への再導入のための動物の潜在的な供給源です。しかし、飼育下の個体群は近親交配の傾向があり、彼らの生存にとって大きな脅威です。現在、米国と中国の科学者は、各春の繁殖期の前に集まり、遺伝的背景の多様な組み合わせを確保するために最良のパンダの組み合わせを推奨し、ほとんどの繁殖センターは、必要に応じて施設間で動物または精子を移動させますジャイアントパンダは、クロアシイタチやカリフォルニアコンドルなど、絶滅の危機にdorしている他の種よりも有利です。「私たちは、遺伝的に健康なパンダの個体数を増やしていることを知っています」とWildt氏は言います。国立動物園の人口管理者Jonathan Ballouによると、次のステップは、人口が自立するまで捕獲されたパンダの数を増やすことです。彼は、マジックナンバーが297パンダであると計算しました。今日は185、過去最高です。

ほとんどの科学者は、捕獲されたパンダを野生に戻す時期ではないと言います。再導入は、飼育下で生まれた動物にとって危険であり、野生のパンダが病気と戦ったり感染したりする可能性があります。そして、パンダの生息地に残っているものはまだ安全ではありません。

野生での種の見通しが改善されたことは間違いありません。 8年前、中国はパンダの生息地内のすべての森林での伐採を禁止しました。侵食を防ぐために、政府の6年前の穀物から緑へのプログラムは、30度よりも急な斜面で耕作している農民に、これらの畑を休耕させたり木を植えたりするための支払いを行っています。 1990年代初頭の13個から、現在では約60個の保護区がパンダ用に確保されています。こうした措置は役立っているようです。中国国家森林局と世界野生生物基金による2004年のパンダ調査では、約1, 600頭のパンダが野生のままであり、1980年代以降増加しているようです。

米国の動物園は、パンダの資金の大部分を野生の動物の保護に向け始めています。国立動物園が毎年中国に支払う140万ドルのうち、約20万ドルがフィールドワークをサポートしています。動物園のスタッフは、数百人の中国の保護専門家に、人工衛星を使用した生息地の評価や、動物を記録するための熱感知カメラの「トラップ」の設定などの技術を訓練してきました。過去1年で、カメラはジャイアントパンダの最初の写真を（他の25種近くの哺乳類と一緒に）スナップしました。研究者は自分の動きを追跡するために一部のパンダに無線送信機を装備することを熱望していますが、中国は近年そのような研究の許可を停止し、慣行が動物に害を及ぼす可能性があると心配しています。この決定により、世界で最も急勾配で最も困難な森林の一部であるパンダの生息地の研究が遅れています。「無線テレメトリーは、野生生物について学ぶ方法です」と、国立動物園の生態学者ウィリアム・マクシェーアは言います。「たとえば、クロクマ、ホッキョクグマ、ハイイログマについて知られていることの少なくとも80％は、動物の無線追跡に基づいています。」

他の科学者はパンダの生息地を回復するために働いています。パンダのヤ・ヤとル・ルが今や性的成熟に近づいているメンフィス動物園は、パンダの密度が最も高いSha西省のF平自然保護区に隣接する2, 000エーカーの竹林を復元するためにパンダ料金の一部を費やしています。予備。昨年の夏に植えられた竹は、3年以内に繁栄すると予想されています。動物園の調査コーディネーター、ジョン・ウレットによると、復元されたエリアは「保護区とパンダが発見された未開発の森林の大きなブロックとの間の回廊を提供します。」

中国の急増する人口と経済にもかかわらず、科学者は、国が種の保護に引き続きコミットすることを楽観視しています。「過去10年間で、中国政府の態度に大きな変化がありました」と、サンディエゴ動物園のジャイアントパンダ保護プログラムの責任者であるドナルドリンドバーグは言います。「パンダが住んでいるのは中国だけだということを世界が認識するようになったので、国民の誇りが非常に高まっています。中国はこの種の絶滅を許しません。」

中国の繁殖センターは通常、雌が再び発情するように、生後6ヶ月に達する前に母親からカブを採取しますが、Tai Shan（およびサンディエゴのカブス）は、少なくとも1年になるまで母親と一緒にいることが許可されています半歳。（パンダローン契約の条件の下で、カブスが2歳になると、彼らは中国に送り返されます。）科学者は、6ヶ月齢のカブスを取り除くと、交尾を含む通常の大人の行動の発達を妨げるかもしれないと言います。「飼育下で見られる行動上の問題の多くは、動物の飼育方法に起因していると思われます」とスティーブンスは言います。別の問題は、ジャイアントパンダをオスとメスのペアで飼育する米国の動物園の慣習であるかもしれませんが、野生の競合するオスは繁殖期に互いに戦うかもしれません。「捕らえられたオスは、他の誰とも戦うことができないので、メスに対して攻撃的である可能性があります」とWildは言います。

最近では、Tai Shanは24時間の監視下に置かれなくなりましたが、依然として厳しい監視を受けています。獣医は定期的に彼を測定し、体重を量っています。彼の体温、呼吸数、心拍数を測定します。目が開いたとき（7週間）、歯が現れたとき（14週間）、鼻がピンクから黒に変わったとき（6か月）などの発達のマイルストーンを記録します。彼は他のアメリカのカブスよりも速く成長しており、予想よりも早く特定の行動を示しました。 1月下旬、早熟な6ヶ月の香りが初めてマークされました。

Tai Shanは彼の魅力に負けていない。富士フイルムジャイアントパンダハビタットで母親と一緒にギャンブルを見ている。これには、屋外公園のような屋外エリアが2つ、すぐに4つ、屋内が25 x 30フィート、ガラス張りのエンクロージャー、群衆が含まれるせせらぎになります。「彼はとてもかわいい！」「Awwww」スティーブンスにとって、そのような反応は驚くことではありません。「パンダは成人期でも人間の赤ちゃんの多くの特徴を保持します」と彼女は言い、動物の丸い顔と体、高い額、大きな前向きの目について言及しています。「私たちは彼らを魅力的にするために遺伝的にプログラムされています。」30種以上で28年間動物園で働いたスティーブンスは、「パンダに対する一般市民の情熱は他の動物に対する情熱をはるかに超えています」と言います。