通过动物园中的人工繁育，新的“繁殖技术”可以帮助我们保存濒绝的野生生物。

辛辛那提野生生物研究联合会的研究主任贝赛 · 德莱索（B. Dresser）博士在讲述一架由洛杉矶开往辛辛那提的飞机时说：“机上的人们几乎不知道他们正带着一群非洲羚羊呢！”不过即使旅客们知道非洲羚羊是一种，胆小的原产于中非森林中的羚羊，似乎也没有理由要他们在一架普通飞机上去关心这种动物。去货舱追寻也不会发现什么特别的情形、因为这群非洲羚羊是放在德莱索身上的二支试管中，它们是一些100个细胞的胚胎。

在到达辛辛那提后，这群非洲羚羊继续它们去动物园的旅程，一到目的地它们中最健康的就要放入一个已做好准备的南非大羚羊子宫内。大约九个月后，一头雌性南非大羚羊将用不到十四分钟的时间分娩出一只健康的20公斤重的非洲羚羊。南非大羚羊的幼崽其大小是它的二倍。德莱索说：“明年很容易做到使它获得双生子。”

这是许多类似研究中的第一例。乳品工业早在五十年代就已在牛之间移植胚胎。纽约动物园也已成功地把一头野牛（最大的一种野生牛，在其原产地印度已濒于灭绝）的胚胎移到一头产奶母牛中，不过是经过开刀才把它放进去的，而辛辛那提则没有采取开刀手术，这是世界上第一次在异种动物间非手术地移植胚胎。

1984年10月14日，随着一头南非大羚羊的出世，辛辛那提获得了又一个第一例。它是从其怀孕7天后的母亲身上取出来，在液氮中冻存18个月、复温，然后移入到已准备好的南非大羚羊母兽中的。这只小动物最终是在受孕后二十七个月（不是正常的九个月）才见天日的。它是否算成第一例可以有所解释，因为伦敦动物园在此六个星期前即9月4日，就目睹了一只二盎司重的冰冻过的狨出生。不过它只被冰冻了一周，因此辛辛那提的南非大羚羊是首先被冰冻，首先被移植的，虽然伦敦的狨是第一个出生的种间胚胎（这大约是佛罗斯泰的第一例冰冻奶牛出生后十二年）。

德莱索的成功很适时，因为此时辛辛那提动物园的两个物种，即北美候鸽和卡罗林纳长尾小鹦鹉的最后一些成员已经是苟延残喘了。它代表了动物园中新的可多产的人工繁育的领域，是第四届有关圈养的濒危物种的世界讨论会上一个主要论题，这个讨论会是最近在荷兰召开的。几乎快要变成选育家畜治疗人类不育症的常规方法的胚胎移植、人工授精、冷冻保存，现在也可帮助我们保存濒危的野生生物。

物种之间的胚胎移植是一项很有意义的事业，其概念是：用一个较常见的雌性动物作为另一种渐趋濒绝的动物的代孕母体，这相当于鸟类中的重复孵化。如果人们把某一对鸟产的卵取走，雌鸟通常能继续进行另一次孵化，第一批卵就可用人工孵化，因而可使每只鸟的繁殖能力加倍。在加利福尼亚的秃鹰的例子中，科学家们在一个生长季节中从一对鸟取出并孵化三枚卵，而这种鸟通常是每两年产一头幼鹰。因此这是一个六倍的增产。而对哺乳动物来说，经使用孕激素，有可能更多地扩增其成功，德莱索已从一头南非大羚羊采集到三十一个胚胎，而不是通常的一个。

胚胎移植与其说是一次激动人心的手术，还不如说是许多小手术的成功的高潮。每一步需要正确地选择时间，并且都要依靠前边已经做过的工作。其最重要的方面是了解物种的生殖生物学。所以动物园中确切地第一例移植是家牛和马的近亲——野牛和斑马，这一点也不令人感到意外。极其必要的是使供体与受体的生殖周期同步化，这样胚胎可以找到一个不被排斥的子宫。通常是应用一种在家畜中发展起来的技术：正确地按时给动物注射前列腺素。

前列腺素用作“宿醉”（“morning-after”）药丸，它们的功能是强制卵巢进入一个新的生殖周期，这就可使两个动物取得同步化。到目前为止，这种方法也已在动物园饲养的动物中进行，不过动物园中的育种工作者还远远不能达到在已知家畜中那样的安全性，其不足之处是所施用的剂量与选择注射时间方面存在着问题。

供体动物按传统方法与已证实有生殖能力的雄性交K，不过为了使整个过程更为经济合算，通常是使其超数排卵，也就是给予设计好的混合激素（hormone cocktail），以刺激其卵巢大量产生更多的卵，而不是正常周期中的一个或两个卵。正如德莱索从一头南非大羚羊母兽中得到三十一枚卵的记录所表明那样，这技术很适合应用于有蹄类。不过用在马类上问题更大些，来自怀孕牝马的孕激素用于斑马或蒙古野马时没有作用。

随着供体动物交配成功以及受体动物准备好接受移植物时，就需要寻找合适的胚胎，这些胚胎通常是在发育一周后取出的，此时它们已经从与其一起由卵巢脱落下来的周围层细胞中形成，但是尚未埋植到子宫壁中。在动物麻醉情况下，动物园的兽医把一根带气球的导管插入供体动物子宫，一经充气，气球就堵住了子宫颈，通过导管注入一种特殊配制的冲洗液（大部分为磷酸缓冲液），一头母马约需6升。然后气球放气，收集冲洗液。在这些冲洗液中的许多细胞碎片间就有着细小的胚泡，它不会大于一个句号标点。

到目前为止，胚胎采集的成功纪录似乎很好，虽然尚无一个标准可加以比较，而且人们也无法知道其失败究竟是没有采集到胚胎，还是没有找到它。伦敦动物园的动物学研究所在1983和1984年两个生殖季节里，曾经对斑马和蒙古野马进行了43次采集胚胎的尝试，其中成功了25次。

一旦找到了胚胎，并且经检查是健全的，这时可有两种选择，或是冰冻贮存或是尽可能立即移植。这常常要经过一段旅程，虽然一般情况下不会像从洛杉矶到辛辛那提那么远，对伦敦动物园的菲力普 · 萨默斯（P. Summers）及其同事来说，需要驱车带到剑桥郊外的熟练育种饲养工作者马类受精站。那些胚泡（这儿指的是蒙古野马和斑马）是在萨默斯的衬衫口袋里度过这段旅程的，并被分别移植到矮种马与驴中。第一项成功：一头叫做塔洛特的蒙古野马小驹是由一头称为蜜罐的新森林矮种马于1984年6月8日分娩出来的。第一头斑马不幸在妊娠后期流产了。

胚胎移拉由家畜的近亲开始，并不奇怪，因为曾经花了那么多的钱去探求那些物种，当然目前正在慢慢地加以扩散。德莱索的研究是从把南非大羚羊转移到奶牛开始的，不过那些胚胎都死了，这就是为什么她要转而采用南非大羚羊本身的原因。实验阶段开始时用另外一头南非大羚羊作受体，后来改用了非洲羚羊。

目前从进化上说，供体与受体间的血缘可以相距多远还有着限制，到目前为止的所有成功的转移都是在很相近的物种，通常是同一属的成员间进行的。正如菲力普 · 萨默斯在讨论会上说的那样：一种新的手段可以打破这种人工繁育的障碍。属间寄养失败的原因之一是不能正常地形成胎盘，胎盘可通过母体血流供给发育中的胚胎以营养。其部分原因可能是母体细胞以及供体胚胎细胞（它比正常胚胎尤为不适）之间的免疫反应。为了克服这一点，生殖科学家们取得下述实际的优势：他们甚至能在极微小的胚泡中区分出将形成胎盘的细胞和将形成胚胎本身的细胞。

这些细胞的外层叫做滋养层，它将形成胎盘，而在滋养层内是内细胞团，它将发育成胚胎及与之连结的膜。剑桥和西德的科学家们经小心切开胚泡，取出内细胞团，已能把山羊胚泡的内细胞团转移到绵羊的空的滋养层内，然后移植到绵羊中，这个嵌合胚泡能继续正常发育，逐渐产生一只由绵羊分娩出来的健康的纯系山羊。山羊与绵羊为不同的属，它们之间的直接的胚胎移植没有成功。动物园可采用此项技术，以繁殖那些尚无合适的其亲缘接近得能承担移植胚胎的养母的濒绝物种。

胚胎移植或许是人工繁育技术中最富有魅力以及最有潜力的技术，人工授精已成为许多物种（不仅是哺乳动物，而且包括鸟类）的常规操作，这项技术来自农业，在该领域中由于人工授精和用于长期贮存的精子库相配合，已能使各种具有合乎要求的质量的雄性动物真正产下无数的后代，在动物园繁育中，其目的是尽量减少任何形式的选择，但人工授精仍具有用途。

或许最重要的一点是它不再需要因满足常规繁育计划的要求而运输动物。为了减少自交和保持遗传差异，把一头体躯庞大的犀牛从伦敦运到纽约是非常必要的，而要做到这一点，按常规方法既费时又耗钱，而且带有很大危险性。很明显在采集精子时也有危险，不过总的来看，人工授精更为安全与节约，当然也还存在一些问题。

获得精样是一个问题，家养公牛可以经训练与人工母牛交配，不过对绝大多数其他物种来说，必须应用更为直接的方法。鸟类、某些灵长类以及其他哺乳动物可用手刺激使动物射精，不过更为常见的是采用电激射精器，将一根探针插入直肠，对控制生殖行为的神经给予温和的电刺激，从而诱发射精。要采用电激射精，动物需要一定的麻醉，因而有较大的风险，如果一头动物由于其他原因而要使其麻醉时，良好的动物园里将常常利用此机会来采取精样。下一步如何处理这些精子要视情况而定。

有时精样直接用于对已准备好的雌性动物授精。如果这对动物不能进行正常产仔，这种方法是很适合的，墨尔本动物园有一对出生后就在一起抚养的但并无亲缘关系的大猩猩，它们互认为同胞以致不进行交配。墨尔本皇家妇科医院领导全世界人类试管婴儿的技术，利用他们有用的熟练经验，动物园决定对雌猩猩进行人工授精，结果它受孕了，经过正确而明显的妊娠期后，于1983年6月3日产下一头健康的小猩猩，这是大猩猩人工授精后产仔成活的第一例。

尚未被命名的幼猩猩，开始被其母亲拒绝，尽管曾按照澳大利亚保姆协会提出的形式，每日给母猩猩予角色模拟。不过只要它把自己看成是母亲，就能尽责地对其自己的幼崽喂乳。这头幼猩猩不得不用奶瓶喂饲，现在它的母亲对它有了更为积极的兴趣，动物园工作人员希望母猩猩将能抚养它自己未来的子代。

墨尔本的大猩猩繁育可能是一个特殊的例子，更为常见的是把人工授精用以代替运输雄性动物，这里有一个大熊猫繁育的例子。生活于华盛顿的国家动物园的雌熊猫琳琳在去年发情期时，动物园工作人员因雄熊猫欣欣机能不全而感到沮丧，这头雄性动物能交配似乎也能射精，但工作人员根据其行为并不采用，而是打电话给伦敦动物园，让那儿的佳佳做好准备进行电激排精，其精样空运到华盛顿，用来使琳琳受孕，后者产一幼仔，但不幸死于呼吸衰竭。以后的血型测定表明：佳佳不是其父亲，因为尽管外表机能不全，欣欣却其是该熊猫崽的父亲。

佳佳本身通过人工授精也成了父亲，他的精子用以对马德里动物园一头雌熊猫肖肖授精，肖肖产下了一头名叫丘林的幼仔，虽然它自己于最近死去，可是丘林仍活着。

人工授精还可以用于克服检疫限制和染病的危险。最大的危险是折磨家畜同时也能感染动物园中动物的那些疾病：布氏杆菌病、兰舌病、口蹄疫等等。农业法规常常使动物园运输动物比实际需要更为困难和费钱。进口生殖细胞而不是整个动物已被接受作为一种避免扩散病原生物的方法。虽然对某些疾病此法有效，可是对另一些疾病例如兰舌病则并非如此，因为这种病毒可从精样中分离得到，因而即使用人工授精也可能扩散此病。

人工授精进一步的用途是通过搜集基因而不是动物来增加圈养群体中的遗传差异。巴塞尔动物园已经采集到非洲野生公象的精子，并用其对雌象授精，可使之怀孕，不过在以后流产了！

人工授精和胚胎移植在今后极其重要，不过在目前还受到限制，主要由于缺少基本知识。如果一个动物园想要打乱天然的生殖过程，那就必须深入地了解这些过程。例如排卵和妊娠是怎样被控制的？与简单的教科书上的知识相反，这儿有着令人惊异的差别，对一个物种的研究不能适用于另一个物种，伦敦的基思 · 霍杰斯（Keith Hodges）发现黄体酮通常是妊娠的一个可信指标，可是大熊猫要到妊娠最后的三分之一时期才出现。人工授精时有迹象表明；通过电激排精采集到的精子可能不像用常规方法产生的那样有生殖力。这是否真实？如果是真的，那是怎么一回事？这种基础研究很属必要，但是还没有很好地得到支持。

冰冻的动物园

人工繁育的最有希望的领域是冷冻保存，也就是冰冻动物园，这种想法有着很大的魅力。如果动物能以保存于-196 ℃的液氮中的卵、精子和胚胎的形式而得到保留，那么有限的财力和动物园规模不再阻碍抢救更多更多的物种。最近的估计是：以遗传学上有用的数目计算，现有动物园只能保存不足十分之一的哺乳动物物种，目前对哺乳动物的重视与它们的生物学重要性不成比例。采用冷冻保存，动物园可保存用以展览的标本以及较少数量的最终受体，而必须加以大量贮存的遗传差异可以放在少数几个好的冰箱内。

不过在这个领域，比起其他领域来更为明显的是想象似乎多于现实，尽管有几项著名的冰冻胚胎与生殖细胞的成功事例，其普遍应用多半还需一段时间。根据伦敦动物园哈里 · 摩尔（Harry Moore）的说法，在冰冻动物园的许多物种的精子中，只有不到20种曾被融化后用于使雌兽受孕，不同物种的贮存条件以不可预计的方式有所不同。从事此项研究的少数动物园既没有时间也没有系统研究的资金。动物园虽然冰冻了不少，可是几乎很少融化后使用。

正如伦敦动物园科学主任约翰 · 希恩（John Hearn）告诫讨论会：“电激射精似乎是当今精子牛仔的武器，它越过了寻找排精动物的徘徊，不过这又怎么样？有太多的精子库事实上是死精子库。”仍然，希望由于我们知道得更多一些，使冰冻动物园变成一项有用的辅助技术。

正在发展一些不需经过冗长的特殊的妊娠过程就能估测融化后的精子活力的技术。计算机能测出样品中精子的与其可孕性相关的游动性；体外估测冻融后的精子使仓鼠卵受孕的活力也是一个有前途的方法。今后发现自然界自身的贮存条件的秘密是合宜的。雄性爬行动物能在其生殖道中保持精子成活达6年。?（译注：袋鼠科中一种小动物）能把一个暂时不太活跃的80个细胞的胚泡保存一年以上。

人工繁育决不能取代良好的家畜科学管理和对圈养群体的照料，不过它在抢救有可能灭绝的物种的紧急情况时有用。随着技术改进，我相信作为一种代替较一般的圈养方法的冰冻动物园将显得更为重要。而胚胎移植和人工授精将可用于执行遗传学家和血统记录持有者的指令。因为抢救的物种有那么多，这些技术还能够挽救动物园，使它们在保存动物时能更好地起着其重要的作用。

[New Scientist，1984年104卷]