بخشی از مقاله
چکیده
جنگل فندقلوی اردبیل دارای خواص ممتاز ژئوبتانیکی و قابلیت های حفاظت از آب و خاک است. این جنگل همچنین دارای گیاهانی با خواص دارویی مختلف می باشد. اطلاع از میزان تنوع و تمایز ژنتیکی در این رویشگاه، انجام آزمونهای تنگنای ژنتیکی و آگاهی از وجود آلل های نادر و اختصاصی در این جنگل برای امر مدیریت علمی ضروری است. با توجه به تخریب های صورت گرفته و موقعیت جغرافیایی و مکانی خاص این رویشگاه، اگر این جمعیت دچار خلوص ژنتیکی و تنگنای ژنتیکی شده باشند، توصیه میشود تکنیکهای حفاظت بیولوژی چه به صورت حفاظت ژنی در محل و چه به صورت حفاظت ژنی به روش خارج از محل به صورت جدی انجام شود. روش های در محل بر ایجاد مناطق حفاظت شده در جنگل ها همچون مناطق بکر، ذخیره گاه ها و پارک ها به منظور حفظ جوامع در حال رشد در مبدا پیدایش آنها مبتنی است. در حفاظت ژنی خارج محل ژرم پلاسم ها در شرایط سرد، در غالب جوامع اصلاحی و یا آزمون های ژنتیکی ذخیره می شوند.
کلمات کلیدی: ژنتیک حفاظت، جنگل فندقلو، تمایز ژنتیکی، تنگنای ژنتیکی
مقدمه
رویشگاه فندقلوی اردبیل در فاصله ی 25 کیلومتری شمال شرقی شهرستان اردبیل به طرف آستارا و در 10 کیلومتری شهرستان نمین واقع شده است. جنگل فندفلو دارای مساحت کل 4378 هکتار است که 913 هکتار آن را جنگل و 3233 هکتار آن را مرتع و بقیه را اراضی کشاورزی و مستثنیات قانونی اشخاص و سازمان ها تشکیل می دهد که تحت مدیریت و حفاظت اداره کل منابع طبیعی استان اردبیل می باشد. ارتفاع منطقه مورد بررسی 1320 تا 1600 متر از سطح دریا است. میزان بارش سالیانه حدود 400 میلی متر است .[1] درختان و درختچه های مختلفی از قبیل راش، افرای کرب، شیردار، سفیدکرکو، کچف، سرخ ولیک، سیاه ولیک، ال اسبی، بید مشک، بلوط بلندمازو، اوری، ممرز، فندق، سیب وحشی، گوجه سبز، ازگیل، به و ... از مهترین درختان و درختچه های جنگل فندقلو اردبیل می باشد.
در جهان امروز، تعداد بیشماری گونه، واریته و اکوتیپ در معرض خطر انقراض هستند. در داخل گونه ها ، برخی جوامع برخوردار از آلل های منحصر به فرد حذف شده اند یا در حال حذف شدن هستند. تنوع ژنتیکی هسته ارزش سازگاری گونه هاست و به تکامل آنها در محیط پرنوسان تدام می بخشد. اما این تنوع ژنتیکی همواره به وسیله بشر و عوامل طبیعی به طور نامطلوب تحت تاثیر قرار می گیرد. بدین ترتیب، حفاظت ژنی مشتمل بر انجام فعالیت های مدیریتی و سیاستی در راستای تضمین تداوم موجودیت و دسترسی به تنوع ژنتیکی یک ضرورت جهانی محسوب می شود. قطعهقطعه شدن از جمله عواملی است که روی جنگل ها اثر منفی داشته و منجر به نابودی گونه ها و از دست رفتن تنوع زیستی می شود که در این راستا می توان استراتژیها مناسب در زمینهی زیستشناسی حفاظت ارائه دهد .[2]
یکی از محور های مهم مدیریت جنگل محور حفاظت از تنوع ژنتیکی می تواند باشد. جنگلها مهمترین ذخایر تنوع زیستی روی زمین بوده و حفاظت از تنوع زیستی جنگل برای پایداری ارزش تولیدی جنگلها، حفظ سلامت و حیات اکوسیستمهای جنگلی و بنابراین برای حفظ نقشهای حمایتی، زیست محیطی و فرهنگی ضروری است .[3] پیشرفت تکنولوژی و افزایش جمعیت انسان، از بین رفتن جنگلها و مراتع، چرای بیش از حد، تغییر در الگوی کاربری اراضی و نیز به کارگیری ارقام جدید و یکنواخت از لحاظ ژنتیکی به جای ارقام محلی و بومی بسیار متنوع در اکوسیستمهای کشاورزی، فشار پایداری را بر زیستگاههای گیاهی و جانوری وارد کرده و موجب کاهش چشمگیر تنوع زیستی شده است.[4]
در برنامه های حفاظت ژنی دو مدل از حفاظت ژنی یعنی در محل - In situ - و خارج از محل - Ex situ - به تنهایی یا هر دو با هم ممکن است استفاده و اجرا شوند. روش های در محل بر ایجاد مناطق حفاظت شده در جنگل ها همچون مناطق بکر ، ذخیره گاه ها و پارک ها به منظور حفظ جوامع در حال رشد در مبدا پیدایش آنها مبتنی است. مزیت حفاظت ژنی در محل این است که با این روش می توان تعداد زیادی گونه و پایه در هر گونه را با هزینه نسبتا کمی حفاظت کرد. هنگامی که مناطق حفاظت شده مدیریت نشوند گزینش طبیعی بوده و تکامل نیز به طور طبیعی پیش می روند و ممکن است ساختار گونه ها تغییر یابد که این مسئله گاهی با از دست دادن برخی گونه ها همراه است. مدیریت فعال برای حفظ گونه های در معرض انقراض و گونه های با ارزش ضرروی است.
روش های حفاظت ژنی در محل اغلب در کشور هایی که مناطق حفاظت شده به قدر کافی از تهدیدات گونه های مهاجم ، نابودی و فرسایش ژنتیکی محافظت نشوند، با شکست مواجه خواهند شد. در حفاظت ژنی خارج محل از جوامع طبیعی یک گونه بر اساس یک برنامه منسجم نمونه برداری و ژرم پلاسم - ژرم پلاسم ممکن است بذر یا دانه گرده باشد - نمونه ها در شرایط سرد، در غالب جوامع اصلاحی - جوامع اصلاحی به داخل بانک های کلون و یا باغ های مطالعاتی اصلاحی پیوند زده می شود - و یا آزمون های ژنتیکی - نهال حاصل از بذر در آزمون های نتاج و پروونانس - ذخیره می شوند. روش های خارج از محل ممکن است پر هزینه باشند.
اما در مواقعی که گونه از طریق یک برنامه اصلاحی، که می تواند به طور فعال تلاش های حفاظت ژنی را مدیریت کند، اهلی شده باشد و همچنین حفاظت ژنی از ذخیره گاه ها به روش در محل به دلیل وجود تهدیدات و خطرات محیطی و تنش های زنده مشکل باشد، می توانند کارمد باشند . هر دو روش در محل و خارج از محل حفاظت ژنی برای پایداری طولانی مدت تلاش هایی که در راستای حفاظت موثر انجام می شوند به استراتژی هایی نیاز دارند. برخی نکات مهم این استراتژی ها عبارتند از : .1 برای حفاظت از سطح مطلوبی از تنوع ژنتیکی، اندازه جامعه باید مطلوب باشد. .2 تعداد و محل جوامع حفاظت شده در محل و مجموعه های نمونه برداری شده خارج از محل برای حفظات مناسب از تنوع گونه باید به طور صحیح انتخاب شوند. .3 شرایط زیست محیطی، سیاسی و اقتصادی که همگی می توانند تلاش های حفاظت ژنی را تقویت یا تهدید کنند در تصمیم گیری ها دخالت داده شوند.
.4 سیکل های مجددی از تلاش های حفاظتی پیش بینی شده در برنامه که ضامن پایداری برنامه های چند نسلی در طولانی مدت هستند، باید به دقت اجرا و دنبال شوند. به منظور تضمین تداوم پاسخ از گزینش و حفظ آلل های با فراوانی بالا در جوامع حفاظت شده به تعادادی نسبتا اندک درخت - حدودا 50 درخت - نیاز است. در مقابل حفاظت از جوامع بزرگ متشکل از چندین هزار درخت برای بالا بردن احتمال حفاظت از آلل های با فراوانی کم ضروری است. درک ساختار ژنتیکی گونه که از طریق مطالعات نشانگر های مولکولی و آزمون های نتاج - پروونانس ممکن می شود ، به تعیین تعداد و پراکنش جغرافیایی مناطق حفاظت شده - روش در محل - و همچنین جوامع نمونه برداری شده - روش خارج از محل - کمک زیادی می کنند. از آنجایی که بیشتر گونه های درختی از تنوع ژنتیکی بین پروونانسی قابل ملاحضه ای برخوردارند، مطلوب است تا چند جامعه از آن گونه به صورت استراتژیک حفاظت یا نمونه برداری شوند تا تنوع ژنتیکی موجود به خوبی پوشش داده شود .[5]
در مدیریت جنگل ها می توان بهره برداری و دیگر فعالیت های مدیرتی جنگل را بدون تاثیر عمیق بر تنوع ژنتیکی انجام داد. مطالعات مختلف نشان داده اند که قطع درختان بذری و قطع درختان به روش پناهی، تنوع ژنتیکی توده جدید - پس از قطع - را در مقایسه با توده اولیه چندان کاهش نمی دهد. اگرچه ممکن است برخی آلل های نادر در توده جدید دیگر وجود نداشته باشند. ضروری است تا به فنوتیپ های خوب اجازه داد بذر مورد نیاز زادآوری را تولید کنند تا از گزینش هدفمند جلوگیری شود. در مواقعی که درختان قطع شده با نهال های جدید جایگزین می شوند، توده جنگل کاری حاصل ممکن است تنوع ژنیکی بالاتری نسبت به جنگل قبلی داشته باشد، البته اگر بذر منشا این نهال ها از درختان مادری مختلفی از توده های مختلف تهیه شده باشد.
در حالی که شمار و شدت تهدیدات فراروی تنوع ژنتیکی در جنگل های بسیاری از بخش های جهان در حال افزایش است، جامعه جهانی ملزم است تا تنوع زیستی را در همه سطوح از جمله تنوع ژنتیکی درون گونه ای حفظ کند، بدیهی است هر گونه کاستی در این زمینه عواقب جبران ناپذیری را به دنبال خواهد داشت. وجود این الزام در بیشتر برنامه های ملی و بین المللی در راستای حفظ تنوع ژنتیکی گونه های جنگلی بوده و باید به دقت اجرا و دنبال شود. بسیاری از گونه های جنگلی به خصوص گونه های در معرض انقراض، گونه های اصلی، گونه های دارای ارزش اقتصادی بالا گونه های دارای پراکنش و فراوانی پایین و گونه های دارای گستره نیاز های اکولوژیکی باریک باید در الویت فعالیت های حفاظت ژنی گنجانده شوند.
به علت ارتباط بین وجود آلل های نادر و فنوتیپ درخت، حذف درختان باعث کاهش تعداد آلل های نادر و تغییر فراوانی آللی می شود که منجر به کاهش توانمندی ژنتیکی آینده می گردد. به علت مزیت تکاملی بلند مدت اشکال ژنی نادر، فقدان آلل های نادر می تواند منجر به کاهش توانمندی جمعیت ها برای سازگاری و نیز کاهش قدرت بقا در برابر تغییرات محیطی شود.لازم به ذکر است که گونه هایی در آینده بیشتر تهدید می شوند که در حال حاضر به طور ملایم تا شدید در حال فرسایش ژنتیکی بوده یا دارای ارزش اقتصادی ناچیز یا فاقد آن هستند و یا مورد علاقه گروه های حفاظت ژنتیکی نیستند. مناسب بودن یک استراتژی حفاظت ژنی برای هر گونه به وسعت دامنه جغرافیایی رویش گونه، ساختار ژنتیکی جامعه و کارکردهای محلی گونه بستگی دارد. ولی برای بیشتر گونه های محلی حفاظت ژنی مبتنی بر روش در محل انجام می گیرد.
در این روش تنوع ژنتیکی جوامع در حال رشد در همان محل پیدایش گونه حفظ می شود. روش های در محل معمولا بر مدیریت جنگل هخای بومی به عنوان ذخایر طبیعی تاکید می کند، اگر چه از توده های ثانویه بوجود آمده از بذر محلی یا از توده های باقی مانده برای حفاظت در محل از ذخایر ژنتیکی استفاده می شود.در برخی کشورها تلاش های حفاظت در محل موفق بوده است اما در برخی دیگر از کشور ها به دلیل مشکلات اقتصادی و اجتماعی بر آنها، جلوگیری از نابودی بیشتر مناطق حفاظت شده را مشکل کرده است و با شکست مواجه بوده است. حفاظت ژنی در محل را می توان به عنوان ددینامیکی در نظر گرفت که در آن جوامع حفظت ژنی در محل افزون بر تلاش های سنتی برای حفاظت آننها به فشار های تکاملی طبیعی نیز به طور طبیعی پاسخ دهند.
در مقایسه با روش های در محل، حفاظت ژنی خارج محلی بر نگهداری ژرم پلاسم در شرایط ذخیره سرد - برای مثال ذخیره بذر، دانه گرده یا بافت های رویشی - یا حفاظت از درختان در حال رشد در خارج از زیستگاه بومی آنها مبتنی است. روش های خارج از محل روش های اصلی حفاظت ژنی در کشاورزی هستند. اما در درختان جنگلی از این روش ها هنگامی استفاده می شود که -1 جوامع طبیعی در معرض خطر باشند، -2 در مواقعی که در به دلایل مختلف نمی توان از این جوامع به طور کافی و بایسته حفاظت کرد، -3 زمانی که گونه ای از طریق برنامه های اصلاحی درختان اهلی شده باشد.
به رغم اینکه روش های خارج از محل حفاظت ژنی ممکن است پر هزینه باشد اما این روش ها در برخی از کشور های در حال توسعه که در آنها روش های در محل از تداوم تهدیدات جوامع طبیعی در مناطق حفاظت شده و ذخیره گاه ها رنج می برند جایگاه مناسبی دارند. در هر دو روش در محل و خارج از محل، اجرای برنامه برنامه های حفاظت ژنی مستلزم در نظر گرفتن ملاحظاتی است که مهمترین آنها عبارتند از: -1 نوع و مدیریت جوامع و یا ذخیره گاه های حفاظت ژنی، -2 حداقل اندازه جامعه برای حفاظت کافی و موثر از تنوع ژنتیکی گونه و -3 تعداد و محل جوامع حفاظت شده.
کاربرد ژنتیک حفاظت در بخش جنگل
ژنتیک حفاظت یک علم نوپا و بین رشته ای برگرفته از زیست شناسی حفاظت، ژنتیک جمعیت، اکولوژی مولکولی، زیست شناسی تکامل و سیستماتیک می باشد. ژنتیک حفاظت می کوشد تا روش ها و تکنیک های ژنتیکی را برای حفاظت و احیای تنوع زیستی
