Сравнительный анализ эколого-генетических и физиологических основ устойчивости животных к эстремальным условиям среды : На прим. круп. рогатого скота и сев. оленя

• Автор: Кушнир, Анатолий Владимирович
• Шифр специальности: 03.00.15
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 53 с.; 20х15 см

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
1.1. Актуальность проблем
Создание и улучшение пород определяется в первую очередь экологическими условиями их разведения, при которых предполагается получить высокую продуктивность по удою с высоким содержанием жира и мясную скороспелость. Не менее важным показателем являются репродуктивные качества животных, определяющие прямо и косвенно конечную продуктивность популяций. Эти биологические характеристики неотъемлемо связаны с реактивностью породы (Раушэнбах, 1966, 1985; Степанов, 1975; Мкртчян, 1979; Махсудоа, 1988; Чугунов, 1990 и др.). Совершенствование породы, её правильное экологическое размещение и дальнейшая зональная селекция требуют разработки «экологического паспорта», где наряду с чисто селекционными показателями необходимо учитывать:
- эколого-генетический полиморфизм морфофизиологических реакций организма, обеспечивающих устойчивость животных к экстремальным условиям среды (высоким и низким температурам, гипоксии, высокой влажности, солнечной радиации и технологическим факторам);
- оценку силы, подвижности и уравновешенности процессов возбуждения и торможения, а также типов высшей нервной деятельности животного;
- показатель стрессоустойчивости животного.
Вопрос акклиматизации и успешного разведения скота заводских пород в необычных и часто неблагоприятных для них условиях имеет несомненное теоретическое и прикладное значение (Браунер, 1928; Кашкаров, 1940; Кулешов, 1947; Иванов. 1949; Солдатенков, 1969; Стоянов, 1975; Костин и Сухомлина, 1957-1987; Фур-дуй, Штирбу, 1982; Голиков, Ипполитова, 1990 и др.).
Внутрипородные и межпородные генетико-популяционные различия в структуре реакций на экологические условия среды составляют эколс, о-генетический полиморфизм. Эколого-генетический полиморфизм представляет различия по численности животных с тем или другим типом реакций на определённые экологические условия среды внутри одной породы или при их сопоставлении. В основе его лежат различия в геноме, определяющие специфику регуляции физиолого-морфологичес-ких механизмов, обуславливающих гомеостаз систем организма, т.е. предопределение адаптивного потенциала животного, формирующегося в процессе экогенеза.
Концепция роли энергетического баланса в разнообразных реакциях адаптации организма впервые была выдвинута Н.И.Калабуховым (1946). Поддержание гомеостаза систем организма животного связано с определёнными энергетическими затратами. Изучение характера распределения энергии у сельскохозяйственных животных имеет как теоретическое, так и чисто прикладное значение (зоогигиениче-ские стандарты для животноводческих помещений, сбалансированный уровень кормления при разном уровне продуктивности и др.). Энергетика объясняется как , продуктивными и репродуктивными показателями животных, так и климатическими | факторами среды, в которых животные разводятся или обитают в дикой природе, г У крупного рогатого скота различных пород, разводимого в экстремальных экологических зонах, выявлен полиморфизм ряда физиолого-морфологичесхих реакций на высокие (Rhoad, 1941; Brody, 1945; Bonsma, 1949; Тааилдарова, 1946, 1948; Рау-шенбах, 1950, 1966, 1986; Солдатенков, 1962; Костин, 1964, 1985; Geates, 1965; Махсудов, 1988; Vercoe and Frisch, 1983, 1986 и др.) и низкие температуры (Добря-4кова, 1954; Раушенбах, 1958, 1966, 1986; Выставной, 1971, 1974; Киселёв, 1972, 4 1980; Гизбрехт, 1974, 1982; Vonsef, Johnson, 1967; Webster, 1973, 1979 и др.). Внутри ' пород установлена индивидуальная изменчивость тепло и холодоустойчивости животных. Более того, выявлена связь между тепло и холодоустойчивостью животных I
... I

и их хозяйственно полезными признаками - молочной продуктивностью, величиной привесов, продолжительностью сервис периода (Тавилдарова, 1948: Ерохин, Рау-шенбах, Шонохова, 1975; Раушенбах, 1975, 1981, 1985; Раушенбах, Киселёв, Выставной, 1977; Выставной, 1971, 1974, 1979; Киселёв, 1975, 1979; Гизбрехт, 1975, 1984; Webster, Chlumtecky and Young, 1970; Young, 1970; Young, 1975, 1976; Maxcy-дов, 1976, 1988,1990; Ажибеков, 1990 и др.).
В функционировании систем организма и его связи с окружающей средой главенствующая роль принадлежит нервной системе. И.П.Павлов показал, что нервная система .реагируя на воздействия внешнего и внутреннего мира, обеспечивает постоянное «уравновешивание» организма с условиями внешней среды путём адаптации основных физиологических процессов, и тем самым гарантирует как существование, так и целостность организма. Величина и характер ответной реакции систем организма на воздействие раздражителей зависит от типа нервной системы.
У сельскохозяйственных животных установлена связь типов нервной системы с рядом функциональных отправлений (вегетативных, обменных, защитных, адаптивных и др.) и с показателями продуктивности (Stockard and Vicary, 1941; Яковлева, 1957; Касумова, 1959; Надальяк, 1961; Доманов и Григорьян, 1963; Паршутин, 1963; Хренов, 1964; Толманов, 1965; Андреев, 1966; Барышников, 1966; Брейтшер, 1966; Панасюк, 1970; Паршутин, Ипполитова, 1973; Кавецкий, 1961, 1983; Исраилжанов, 1986; Ипполитова, 1977, 1990, 1992; Кушнир, 1971-1986; Конюхова, 1977, 1982; Коршунова, 1985, 1987; Кокорина, 1959-1985; Голиков, 1985, 1990 и др.)
В последние 15-25 лет изучается связь стрессоустойчивости сельскохозяйственных животных с продуктивными качествами, естественной резистентностью, типами высшей нервной деятельности и адаптацией к технологиям промышленного содержания (Ковальчикова, Ковальчик, 1978; Слободняк, 1982; Венедиктова, Караваева, 1983; Ллященко, Сидоров, 1987; Фурдуй, 1982; Всяких, Родионов, 1984; Костенко, 1984; Кокорина, 1996; Бабеня, 1986, 1988; Погуляев, Девяткина, 1988, 1989; Филипова, Кокорина, 1986; Маслов, 1990 и др.).
Районирование пород в той или иной климатической зоне, особенно с экстремальными условиями среды (высокие и низкие температуры, повышенная инсоляция и влажность, гипоксия, короткое лето, скудная кормовая база и т.д.) требует животных с высокой адаптационной способностью, т е. обладающих сильным типом высшей нервной деятельности, стрессоустойчивостью с хорошо развитыми терморегуляторными механизмами. Наряду с широким ареалом распространения различных видов сельскохозяйственных животных имеются и географические ограничения в разведении некоторых видов. Одним из них является северный олень, представитель наиболее многочисленной популяции диких копытных животных. Он обитает в северных районах европейской и азиатской части России. По развитию оленеводства Россия занимает первое место в мире. В Арктике и Субарктике (тундра, лесотундра и частично лесная зона) оленеводство является основной деятельностью сельскохозяйственных предприятий. Северный олень, как биологический и сельскохозяйственный объект, издавна привлекал к себе внимание многих исследователей. Одомашненный и дикий тип северного оленя играет значительную роль в функционировании и устойчивости северных экосистем, а также жизнедеятельности коренных жителей Севера (Друри, 1955; Баскин, 1970; Рощевский, 1978; Помишин, 1981; Ryg, 1983; Сыроечковский, 1986; Мухачёв, 1987, 1990, 1992 идр.).
Климатические условия (особенно температуры окружающей среды) следует рассматривать как главный и определяющий фактор, влияющий на ареал распространения сельскохозяйственных животных (С.Райт, 1958; Раушенбах, 1958-1985; Костин и Сухомлина, 1960-1985; Слоним, 1983, 1986 и др.).
В адаптации аборигенных и районированных заводских сельскохозяйственных пород, а также диких копытных животных значительная роль принадлежит реакциям,
4.2. Роль типологических особенностей высшей нервной деятельности в терморегуляции при низких температурах среды
На существенную связь кортикальных процессов с терморегуляцией указывали Р.П.Ольнянская и А.Д.Слоним (1947). У животных с ярко выраженной адаптивной реакцией на низкие температуры, т.е. обладающих "физическим" и "химическим" типом терморегуляции, были количественно и качественно оценены ОСИП и определен тип ВИД (Табл. 20).
Таблица
Количественная оценка, характеризующая ОСИП и типы ВНД у животных
«физического» и «химического» типа терморегуляции (черно-пестрая порода)
Соотношение количественных оценок ОСИП
Кличка Сила процесса Нервные процессы Тип
животного возбуждения торможения подвижность уравнове- шенность ВНД
Животные с «физическим» типом терморегуляции
Вишня 1,6 1,2 0,9 1,2 СУП
Капли I 0,6 1,8 0,3 1,5 СУП
Кена 1,6 0,3 0,3 1,2 СУП
Мошка 0,3 0,6 1,3 0,9 СУП
Нутрия 1,6 1,5 0,3 1,5 СУП
Лехик 1,6 1,5 0,3 1,5 СУП
Сайра 0,7 0 0,7 0,3 СУП
Сильва 1,6 1,8 2,5 1,5 СУП
Лилия 0 0,6 0,9 0.3 СУИ
Капли II 0 -1,2 -2,5“ -1,5 Слабый
Тайли -1,3 -2,4 -2,5 -1,5 Слабый
Тааги -1.0 0,9 -1,0 -1,2 Слабый
Таалик -1,3 -1,8 -2,2 -1,5 Слабый
Х+5* 0,46+0,31 0,37±0,38 -0,05±0,12 0,32±0,36
Животные с «химическим» типом терморегуляции
Незнайка 1 0,9 2,2 0,9 СУП
Майя 1 0 -1,6 -0,3 СУИ
Масса 1 0 -1,6 0,3 СН
Айва -1,3 -2,1 -2,5 -1,5 Слабый
Калина 1 -1,5 -2,5 0 Слабый
Молочница -1,6 -1,2 -1,9 -1,2 Слабый
Норма -1,3 -2,1 -2,2 -1,5 Слабый
Роза 1,6 1,5 1,9 1,5 СУП
Тыква -1,3 . -1,5 -2,5 -1,5 Слабый
Х±8* -0,14±0,4б -0,70±0,43 -1,01±0,53 -0,40±0,37
Р <0,05 <0,05 < 0,05 <0,05
Из таблицы видно, что как в группе животных «физического» типа, так и в группе животных "химического” типа терморегуляции отмечается значительная вариабельность ОСИП. В сравниваемых группах имелись животных как с положительными, так и с отрицательными цифровыми величинами ОСИП. Животные "физического" типа обладали сильными (68,8%), средними (23,1%) и слабыми (23,1%) процессами возбуждения. Процесс торможения (по группе) характеризовался средней величиной, но в группе имелись животные с сильным (45,2%), средним (30,7%) и слабым (23,1%) торможением. Подвижность процессов возбуждения и торможения -средняя, но имелись животные и с высокой (30,7%) и низкой (30,7%) подвижностью нервных процессов. Остальные животные (38,6%) обладали средней подвижностью.