专治大熊猫不孕不育的“专科大夫”
很多人应该都会好奇,身穿白大褂的大熊猫科研人员,每天都在实验室研究什么呢?
其实,大熊猫科学研究的内容有很多。中国大熊猫保护研究中心开展大熊猫科学研究工作,主要包含细胞遗传、繁殖生理、野外生态、调查监测、疾病防控、野化放归等领域,它们各自独立,又联系紧密。每个领域的科研人员都在自己的岗位上,为大熊猫保护工作努力探索。
周应敏是熊猫中心从事繁殖生理研究的高级工程师,2003年入职以来,一直致力于开展大熊猫人工辅助生殖以及肠道微生物等方面的研究。20年来,周应敏不是在实验室与各种仪器设备打交道,就是奔走在各个基地间开展相关的大熊猫实验。
她说:“别人一听说我是做大熊猫科学研究工作的,就很羡慕我每天都能接触到大熊猫。但其实我们一般不直接接触大熊猫,基本是和它们的尿液和粪便打交道,或者在手术室接触‘睡着’的大熊猫。”
准确判断受孕黄金期
在20世纪80年代,人工圈养大熊猫种群数量稀少,能发情配种的大熊猫更少。因为没有完全掌握大熊猫发情规律和受孕时间,大熊猫受孕成功的概率也不高,好不容易怀孕生下来了,幼崽的存活率也极低。这就是常说的大熊猫繁育的“三难”问题——发情难、受孕难、存活难。“三难”问题解决后,大熊猫保护才能进入新的发展阶段。
一代“熊猫人”有一代“熊猫人”的使命。前辈们找出了“三难”的症结并有了初步的研究,通过调整饲养管理引导大熊猫释放天性,同时也通过科技手段进行人工辅助。
精益求精是每一位科研人员对自己的严格要求和对工作的严谨态度,周应敏和她所在的团队长期致力于大熊猫人工辅助生殖领域中生殖内分泌激素的精准监测及精子库质量提升建设。他们将相应的研究成果应用到实践,帮助更多的大熊猫成功繁殖,扩大圈养种群,并逐步形成完整的技术和体系。
周应敏和团队还建立了大熊猫雌激素的快速检测方法及发情期雌激素到达峰值的时间预判方法,原本需要耗费四至五小时的检测过程,现在只需约一个半小时就可以得到检测结果,解决了大熊猫发情交配期精准预测及激素快速检测技术开发和应用中的关键性技术难题。该方法投入应用后能在雌性大熊猫发情初期或中期预测其大概何时能达到雌激素峰值,为自然交配和人工辅助配种提供科学的前期预警,给饲养团队预留充分的准备时间,为大熊猫精细化饲养管理提供技术支撑。
周应敏说:“在大熊猫繁殖方面,我们一直坚持以自然交配为主、人工授精为辅。我们与饲养管理及兽医团队紧密配合,在综合分析各项监测数据的基础上,准确判断大熊猫的自然交配及人工授精的黄金时间,大幅提高了大熊猫的受孕率。”
精子库质量大幅提升
不孕不育是很多物种都可能面临的问题,大熊猫亦然。对于不能自然交配或者交配失败的大熊猫,为了保持这个种群的遗传多样性,就必须采取人工辅助生殖的手段来进行干预。
在大熊猫保护领域引入人工辅助生殖不是件易事,精液的采集、处理和保存就是一项关键性难题。因为研究对象是大熊猫,科研人员只能采用无损伤或损伤较小的研究方案,谨慎地获取研究数据,这势必制约大熊猫基础研究的发展。在开展提高大熊猫冻精品质的研究时,为尽可能减小麻醉对大熊猫的伤害,科研人员也会尽量减少采集次数,且早期大熊猫种群小,种公兽少,因此能用于实验的样品就十分有限,极为珍稀。
在中早期,周应敏与团队是靠人工手动冷冻大熊猫精液,批间差异可能高达30%以上,减小批间差异的进展十分艰难,但她和团队仍坚持探索,从失败中汲取经验教训,不断向目标迈进。终于,无数次改进后的程序使冷冻后的精子重新恢复了活力,大熊猫精子自动化冷冻程序的精度得到大幅提升,将差异控制在了15%以下,也从另一方面提高了对精子样品的利用率。
数十年坚守结出硕果
周应敏说:“经过几十年的努力,我们中心的圈养种群已经达到了一个健康稳定的状态,并且随着饲养管理技术的提升和疾病防控的保障,圈养大熊猫中能参与繁殖配种的雄性大熊猫越来越多。我们通过激素监测,判断发情雌性大熊猫的最佳配种时间,绝大部分个体都是采取自然交配的方式繁殖。目前,熊猫中心的大熊猫自然交配受孕率在90%以上。”
为了实现并保持能自我维持的大熊猫种群规模,周应敏和她的同事们始终奋斗在研究一线,这些研究成果不仅有利于提高大熊猫繁殖的效率,还能为保持大熊猫种群的遗传多样性提供技术支撑。这对于保存大熊猫种源、实现大熊猫这一物种与人类共存蓝天下的保护目标具有重要意义。
在科研探索的路上,周应敏也曾彷徨过、困惑过,但当回过头再看来时路,那些曾经在实验室“黄卷青灯”般埋头苦干的日子,那些反反复复做实验又得不到结果的日子,那些想做实验却又没有样品的日子,其实都不是在原地踏步,都是前进中的小碎步。而在一步步往前走的过程中,所经历过的坎坷和不易,能让自己明白到底想要做什么。这份初心也将最终转化为坚守大熊猫保护研究事业的磅礴力量。(王淳 崔然)
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