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從蘭嶼豬復育，看保存物種多樣的重要性

世界上高達66%的糧食作物產量僅來自9種作物，這種情況可能導致未來的糧食安全危機。 (來源：Dreamstime)

撰文者：李育琴

環境資訊中心 2022.09.27

摘要

1.「遺傳多樣性」將影響單一物種面對病蟲害、氣候變遷等困境的生存能力，若缺乏遺傳多樣性，將有滅絕的風險。

2.世界上高達66%的糧食作物產量，僅來自包含小麥、大豆、馬鈴薯、稻米在內的9種作物種類，這種情況可能導致未來糧食安全危機。

3.保存遺傳多樣性的應用很廣，除了維持生態圈穩定，還能像復育蘭嶼豬後用於醫療領域，及透過基因編輯找出生存能力更強的糧食品種。

聯合國糧農組織（FAO）預估，過去100年，全球因農耕方式轉向種植基因單一、高產量的作物，已流失75%的作物遺傳多樣性。為了保育遺傳多樣性，在同時面對氣候變遷、人為開發造成棲地破壞等外部壓力之下，科學家們與時間賽跑，透過種子庫及在地傳統知識，要盡可能的保存遺傳資源與生物資訊。

總部位於哥倫比亞的國際熱帶農業研究中心（CIAT），將種子送往挪威斯瓦爾巴全球種子庫儲存。 (來源：Neil Palmer／國際熱帶農業研究中心)

遺傳多樣性流失，也讓全球物種失去環境韌性

在討論生物多樣性保育時，除了要盡可能保護地球上各種各樣的物種外，單一物種的多樣性也是關鍵。

「遺傳多樣性」（Genetic diversity）是指每個生物的基因體內隱藏著無以計數的特質，裡頭記錄著歷經百萬年演化所留下的生物資訊，而這些資訊和演變都印刻在生物的DNA編碼裡，讓生物得以生活在地球上。

物種的遺傳多樣性越豐富，在面對病蟲害、氣候變遷和其他生存壓力時，越能發揮韌性和抵抗逆境的能力。一旦發生災害或極端氣候事件，豐富的遺傳多樣性能幫助生態系盡快恢復。反之，若缺乏遺傳多樣性，即便物種的族群數量穩定，仍可能有滅絕的風險。

眼前可見，大自然正面臨著氣候變遷和生物多樣性快速流失的困境，然而遺傳多樣性的消失卻是無聲的。「我們眼睛看不見遺傳多樣性，很多時候，在物種的族群數量明顯受到影響時，其遺傳多樣性早已下降了。」美國莫頓植物園生物學家侯本（Sean Hoban）說。

在烏干達的北部城市霍伊馬（Hoima），當地居民引入15種豆類，並藉由不同種豆類的耐旱、抗病特性來調適極端氣候。 (來源：Georgina Smith／國際熱帶農業研究中心)

作物遺傳多樣性流失，為糧食安全捎來警訊

從日常食物的供給，最能了解流失遺傳多樣性帶來的影響。聯合國糧農組織（FAO）估計，過去1個世紀，因為農民追求高產量，而種植基因一致的作物，已使全球作物的多樣性減少75%。

今天我們所吃的食物，大部分是少數幾種植物和動物物種。世界上高達66%的糧食作物產量，僅來自9種作物種類，即我們熟知的小麥、大豆、馬鈴薯、稻米等；而現有的地方畜產物種約有七千多種，實際上已經消失數百種，其中26%正面臨滅絕。

現今食物生產系統對糧食作物的生物多樣性造成傷害，很可能導致未來糧食安全危機。非永續的農耕方式使物種基因單一化，且單一栽培易讓作物受到病蟲害的襲擊、造成土壤退化，最終導致糧食作物歉收。

此外，作物野生親緣種保育不足，自然棲地的流失和破碎化，使不同種群難以混合產生更高的遺傳多樣性。科學家認為，作物的遺傳多樣性持續減少，已到了不得不正視危及糧食安全的時刻。

FAO報告指出，全球有超過6000種糧食作物，其中實際食用的不到200種。 (來源：Bob Nichols／U.S. Department of Agriculture)

種子庫與傳統智慧，扮演遺傳資源的保育者

為因應遺傳多樣性流失的問題，《生物多樣性公約》、《糧食與農業植物遺傳資源國際條約》（International Treaty on Plant Genetic Resources for Food and Agriculture）、聯合國永續發展目標（SDGs）等，皆把保存種子、作物、家畜和其野生親緣種的遺傳多樣性保育納入行動方針。

目前世界各地有數千個種子庫，保存全球各地的植物種子；植物園將各種植物進行收藏及展示；地方農民種植在地品種作物，畜牧者飼養傳統牲畜品種等，從農民到科學家，皆是遺傳資源和未來生物資訊保存的行動者。

地方農民的祖傳知識是作物遺傳多樣性最在地的保育者，他們透過雜交育種，選出最強的物種品系，那些能應付高溫、乾旱、洪災和寒凍的基因，因此而被保存下來。在祕魯安地斯山脈的馬鈴薯博物館，就有當地印加農民世世代代耕作所保存的馬鈴薯種原及其遺傳多樣性。

挪威的斯瓦爾巴全球種子庫（Svalbard Global Seed Vault）被視為農業的諾亞方舟，收藏來自世界各地超過6億個約105萬種糧食作物的種子。種子庫的任務是種原保存，若遇災害或極端事件造成物種滅絕時，仍有復育的機會。台灣原住民重要的蔬菜種原和珍貴的豆類種子，也已送往儲存。

位於挪威斯瓦爾巴（Svalbard）群島的斯瓦爾巴全球種子庫，存放了世界上數以萬計的種子。 (來源：Luis Salazar／Crop Trust)

蘭嶼豬保種延續部落傳統文化，發揮生物資源應用價值

在台灣，不只保存豆類種子，2021年農委會畜產試驗所將異地保種的蘭嶼豬，引回其原生地蘭嶼，並且成功產下新一代小豬，為台灣原生種的保種行動締造佳話。

由於與外來商業種雜交，源自60萬年前的蘭嶼豬純種品系在小島上已經消失。所幸畜試所早年把蘭嶼豬引入台東保種，經過選育和推廣應用，每年培育出數百隻純種蘭嶼豬，數十年後蘭嶼豬才得以再回到其原生地，並且由部落族人畜養繁殖，保存其獨特的品種特性，同時延續部落相關的生活文化。

蘭嶼豬在醫學和人類健康的研究開發上極具應用價值，許多醫材如人工關節、燙傷敷料等，都是透過蘭嶼豬配種的小型豬，進行生物醫學的開發。畜試所指出，蘭嶼豬的古老基因有很強的環境適應能力，尤其在面對氣候變遷和非洲豬瘟等疫情時，更凸顯出遺傳多樣性保存的重要。

1980年畜試所將蘭嶼豬引入台東種畜繁殖場，異地發展原生種蘭嶼豬的保種、選育與推廣應用。 (來源：農委會畜試所)

基因工程重大進展，可望成糧食生產困難解決方案

在全球設置11座種子庫的國際農業研究諮商組織（CGIAR），除了致力於保存各種作物種子，科學家們也進行動植物的馴化和遺傳資源的開發研究。

近年遺傳學的重大進展，以及基因工程技術的突破，科學家不僅可透過基因定序更快找出產量大、抗病蟲害的作物遺傳品系，也能利用基因編輯（Genome editing）[1]技術開發出較營養、不易吸收土壤中毒素，及更能適應氣候變遷的植物品種。可望為非洲和中南美洲糧食生產困難的地區，找出解決方案。

科學的發明為生物遺傳多樣性的保育，開啟了一條光明而永續的道路。物種的遺傳多樣性雖然肉眼看不見，在思考生物多樣性保育時卻是至關重要。

基因編輯

[1]「基因編輯」（Genome editing），是針對物種原有的特定基因，利用CRISPR／Cas9技術改變或移除部分DNA的序列，以微調其功能，幫助物種的選育。而傳統基因轉殖技術，俗稱為「基因改造」（Genetic modification），是將不同物種的DNA片段植入作物的基因組，來調整其某些特性。目前包括美、日、澳洲、巴西等國將基因編輯作物定位為非基改作物，而歐盟法規並未將基因編輯作物排除於基改作物之列，但傾向修改相關法規。台灣目前法規仍將基因編輯認定屬於基因改造，且未開放基改作物種植。

＊本文獲「環境資訊中心」授權轉載，原文：從農民到種子庫遺傳多樣性的保育與應用

責任編輯：陳瑋鴻
核稿編輯：倪旻勤

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