Scientific journal

Modern high technologies

ISSN 1812-7320

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,940

Для управления процессами развития сельскохозяйственных животных необходимы в первую очередь знания закономерностей морфофункционального роста и специфических свойств организма на каждом периоде, этапе и стадии [17, 18, 31]. Многочисленные опыты в животноводстве [2, 4, 10, 11, 39, 43] и мировая практика показали, что многие задачи в животноводстве невозможно решить без углубленного изучения развития, биохимических и физиологических исследований животных на разных этапах развития, без научно обоснованной конкретной во времени периодизации.

Материалы и методика исследований. Научная работа базируется на морфологических, физиологических, биофизических, генетических методах исследования используемых в науке - биологии развития [8]. Использованы исследования автора статьи, его учеников, данных литературы по периодизации развития и по критическим фазам в развитии животных [19, 21, 43].

Результаты исследования и их обсуждение. Попытка периодизации (или этапности) развития сельскохозяйственных животных разрабатывалась ранее на основе различных подходов: первый - это практическое наблюдение и сознательный селекционный отбор животных с наибольшей продуктивностью; второй - выделение наиболее продуктивных этапов в развитии [3, 9, 39];  третий - это периодизация на основе смены внешних условий в развитии животных (смена дыхания, питания, сил гравитации [1, 10, 40, 41]; четвертый - это периодизация (этапность) на основе химического развития организма [5, 6]. Нами совместно с соавторами [26, 27, 29, 20, 21] предложена детальная, новая периодизации онтогенеза крупного рогатого скота и свиней на основе синтетического подхода перечисленных четырех подходов и на новой методической основе: 1) морфофункционального развития самого зародыша и животных после рождения [16, 21, 22].; 2) а также на основе изучения периодизации развития не только организма, но и его систем, органов и тканей [7, 15, 16, 22, 28, 32, 40].; 3) смены генераций дефинитивных (окончательных) органов в постнатальном онтогенезе [14, 30, 38]. Предложенная новая концепция периодизации развития впервые методически позволяет установить не только границы этапов развития, но и сроки критических фаз развития животных [30, 33, 34, 35]. Предложенная периодизация развития крупного рогатого скота (табл.) и свиней в онтогенезе имеет 3 периода, 9 этапов, 15 стадий и 10 критических фаз [23, 38].

Установлено [23, 38], что организм животных на каждом этапе развития с биологической точки зрения качественно другой: по химическому составу клеток, тканей, органов; по морфофункциональному значению, составляющих систем и органов; по динамике биологических ритмов; по адаптационным возможностям интегрирующих систем и степени иммунологической защиты организма и т.д. Каждый этап, стадия, не говоря уже период, имеют свои закономерности развития, высокую специфичность, свою биологическую сущность. Организм животных в онтогенезе, по нашему мнению, переживает в онтогенезе 9 «жизней», в том числе 3 в эмбриогенезе и 6 после рождения. Организм лишь тот остается жизнеспособным, который переживает все эти 9 этапов онтогенеза (см. табл.). Во-первых, мы советуем практикам-зоотехникам составлять различный  соответственный возрасту рацион кормления и иметь иные условия содержания для животных на каждом этапе развития.

Таблица. Периодизация развития крупного рогатого скота в онтогенезе (вивогенезе)

Многочисленными исследованиями установлено, что в каждом периоде,  этапе, стадии наследственность реализуется не одинаково. В эмбриогенезе  А.Н. Северцов  (1939) выделил три этапа реализации наследственности: архалаксис,  девиация, анаболия. Как показали наши исследования  [25, 37] в постнатальном периоде у млекопитающих животных наследственность реализуется по этапам развития, но проявляется она скрытно. В раннем возрасте происходит наиболее интенсивное формообразование структурно-функциональных систем (СФС) органов организма. На единицу физического времени из внешней среды извлекается более обширная информация, чем в зрелом  возрасте. Это  обусловлено  многоступенчатыми  взаимодействиями между структурно- функциональными системами (клетками, тканями, системами организма).  На основании собственных исследований [17-38] и данных литературы [8] приходим к выводу, что на каждом этапе и стадии развития организма функционируют новые аллеи и опероны гена или даже ген. Установлено, что включение аллей, оперонов гена происходит на переходной критической фазе. Именно в критической фазе происходит модифицированная, мутационная и комбинированная изменчивость гена под влиянием электромагнитного поля (ЭМП) и факторов внешней среды. Систематические воздействия радиационных, токсических и других веществ приводят к нарушению обмена веществ, вызывают патологические изменения в организме, иммунологического статуса, функций нейрогуморальных систем и генетической структуры клетки. Наиболее опасны эти воздействия окружающей среды на организм в критические фазы развития. Поэтому изучение этапности или стадийности развития органов в онтогенезе, выявление критических фаз имеет не только теоретическое значение для фундаментальных наук, но и для практиков - зоотехников, животноводов, специалистов ветеринарной медицины.

Теория критических фаз (или критических периодов) впервые научно обоснована П.Г. Светловым [41]. За эти работы он был удостоен государственной премии. Согласно теории П.Г. Светлова [12] в критические фазы развития действуют на организм внешняя среда в виде различных факторов: 1)повреждающие факторы, приводящие к смерти или к патологическим изменениям; 2)модифицирующие, вызывающие отклонение от норм, но не носят воздействия патологического характера. Они приводят к морфозам, мутациям и аномалиям организма; 3) закономерное, стрессовое действие среды, обеспечивающее «норму» развития организма.

Многочисленными исследованиями развития организма животных и его систем выявлены сроки критических фаз [24, 28. 36]. Установлено, что организм животных в каждом этапе развития и не реализует всех своих возможностей, запрограммированных в генотипе, а то, что он реализует, только малая часть - фенотип. Доместикация животных и целенаправленный отбор позволили человечеству в короткий срок улучшить многие продуктивные качества животных. Именно частичная реализация полезных качеств организма на разных этапах и стадиях создает благоприятные условия для целенаправленного вмешательства в управление развитием животных. Во-вторых познание этапов и стадий, а также критических фаз  развития животных необходимо, они дают ученым и практикам ключ для исследования изменчивости и возникновения новых свойств и признаков в пределах генетической детерминированности. Эти сведения  являются биологической основой при разработке рациональных приемов кормления, содержания и ухода за животными, а для ветеринарных врачей - для организации профилактических мероприятий по борьбе с заболеваниями.

Установлено, что критические фазы развития у млекопитающих животных протекают в двух формах: эволюционной (постепенной) и в некробиотической (путем метаморфоза). Поэтому каждая критическая фаза несет свою специфическую возрастную морфофункциональную характеристику органов и систем организма [24, 25]. Однако, все критические фазы имеют общие черты. Они подводят итог развитию, результативности прошедшего этапа. В критические фазы развития у животных происходит: 1)смена одного этапа на другой; 2)установка генетической программы на будущий этап; 3) десинхроннизация биологических ритмов роста, развития органов и систем организма; 4)повышение чувствительности тканей, органов к лекарственным веществам и факторам внешней среды: 5) генетические мутации в клетках; 6)смена функций дефинитивных органов и морфофункциональных генераций. Чем больше различие между предыдущим и последующим этапом, тем глубже протекает перестройка, а критическая фаза - длиннее во времени. Эндогенность развития обусловлена реализацией наследственной программы (генотипа) животных на каждом этапе. Замедление роста и развитие организма (ретордация) на одном этапе  частично компенсируется ускорением (акселерацией) - на последующем. В третьих, установлена закономерность [39] степени возможной компенсации задержки роста и развития на каком-то этапе. Компенсация роста и развития прямо пропорционально питательности рациона кормления в последующем этапе и обратно пропорционально возрасту животного (чем моложе организм, тем эффективнее компенсация) и продолжительности действия неблагоприятных факторов (чем меньше, тем лучше).

Индивидуальное развитие животных подчинено общим биологическим закономерностям для всех животных организмов на планете: 1) эндогенности (имманентности); 2) этапности (периодизации); 3) цикличности (биологическим ритмам); 4) непрерывности (перманентности); 5) асинхронности и гетерохронности; 6) адаптационной детермированности (причинности); 7) провизорности (временности) [34, 38]. Животноводам - практикам необходимо знать, что эти закономерности развития проявляются на каждом этапе, но проявление их на каждом этапе качественно и количественно иное.

Новая наша концепция выращивания животных в онтогенезе для получения наивысшей генотипической продуктивности опирается в первую очередь на знаниях сроков этапов, стадий развития и критических фаз развития организма, его систем, органов и тканей, то есть на науку - биология развития. Исходя из этой концепции необходимо создание учеными сельскохозяйственных вузов  новых научно-обоснованных технологий кормления и содержания животных для каждого конкретного этапа развития. Это увеличит продуктивность  животных  минимум  на 20-25 % на каждом их 9 этапов онтогенеза, а  в целом, за онтогенез увеличить продуктивность - в 2-3 раза. Этот резерв генотипа организма возможно получить исходя из смены технологий.

Второе направление концепции по увеличению продуктивности животноводства - это применение биологических высокоактивных веществ: из  различных растений (например: женьшеня, девясила и др.); физических воздействий (например: облучения лампой Чижевского, смены биологических ритмов, электромагнитных полей, лазерных лучей и т.д.); биологических препаратов (например: прополиса, цереброспинальной жидкости, вамина, аминосола и др.). Применение этих веществ интенсивно изучается в стране , в том числе и в нашей научной школе, где имеются уже и практические рекомендации. Они могут стимулировать продуктивность животных на 10-15 % на каждом этапе, а за весь вивогенез - в 1,5-2 раза. Однако, научно не обоснованы  пока сроки введения препаратов. Применение этих веществ могут стимулировать, если они применяются  в течении сроков этапа, или вызвать мутации, ослабить или повысить иммунитет, если они будут применятся в критические фазы развития.

ЛИТЕРАТУРА

1. Богданов Г.А. Кормление сельскохозяйственных животных. - М.: Колос, 1981. - 421 с.
2. Боголюбский С.Н. Эмбриология сельскохозяйственных животных. - М.: Колос, 1968. - 255 с.
3. Бэр К.М. История развития животных. Наблюдения и размышления. - СПб, 1828. - 320с.
4. Давлетова Л.В. Биология развития органов пищеварения у жвачных и всеядных животных. - М.: Наука, 1974. - 135 с.
5. Забалуев Г.И. Периоды индивидуального развития организмов животных // Адаптация и регуляция физиологических процессов животных в хозяйствах с промышленной технологией // Сб. науч. тр. МВА. - М., 1985. - С. 60-67.
6. Забалуев Г.М. Доминантный вид деятельности в эволюции онтогенеза млекопитающего // Вестник Росс. ун-та Дружбы народов. - М., 2001. - С. 80-84.
7. Зайцева Е.В. Адаптивные преобразования гортани свинок при различных режимах содержания в постнатальном онтогенезе: Автореф. дис....д.б.н. - Ставрополь, 2000. - 50 с.
8. Корочкин Л.И. Регуляция действия генов в развитии // Молекул. биол., 1981., Т.15, № 5. - С. 965-988.
9. Малигонов А.А., Расходов Г.Ф. О росте главнейших тканей и органов во вторую половину эмбрионального и в постэмбриональный периоды // Тр. Кубанского с.-х. ин-та, 1925. 3. - С. 160-374.
10. Свечин К.Б. Индивидуальное развитие сельскохозяйственных животных. - Киев: Изд. Укр. Акад. с.-х. наук, 1961. - 407 с.
11. Свечин К.Б. Закономерности индивидуального развития животных // Возрастная физиология животных. - М.: Колос, 1967. - С. 7-65.
12. Светлов П.Г. Некоторые закономерности в онтогенезе и их отношения к проблеме охраны антенатального периода жизни // Вестник АМН СССР, 1966. 6. - С. 26-34.
13. Столяров В.А. Закономерности развития тканей тонкой кишки у плодов и телят черно-пестрой породы: Автореф. дис.... д.б.н. - Казань, 2001. - 38 с.
14. Тельцов Л.П. Закономерности развития органов млекопитающих в онтогенез // Zmogaus ontogenese ir patalogijos salygomis. - Kaunas, 1990. - С. 104-105.
15. Тельцов Л.П. Закономерности развития и смены функций органов млекопитающих в онтогенезе // ХХ Огаревские чтения: Докл. науч. конф. - Саранск, 1991. - С. 106-107.
16. Тельцов Л.П. Закономерности органогенеза позвоночных животных // Оптимизация кормления с.-х. животных / Межвуз. сб. науч. тр. - Саранск, 1993. - С. 60-65.
17. Тельцов Л.П. Управление онтогенезом сельскохозяйственных животных // Актуальные проблемы патологии животных и человека / Матер. н-пр. конф. - Барнаул, 1996. - С. 138-140.
18. Тельцов Л.П. Пути управления онтогенезом сельскохозяйственных животных // Ветеринарная и биол. наука с/х производству / матер. Всерос. н-пр. конференции. - Н.Новгород, 1997. - С 73-76.
19. Тельцов Л.П. Новая концепция периодизации развития крупного рогатого скота // Вестник ветеринарии. - Ставрополь, 1999. № 13 (2/99). - С. 3-9.
20. Тельцов Л.П. Периодизация развития крупного рогатого скота в онтогенезе // Сельскохозяйственная биология. - М., 2000. № 4. - С. 13-19.
21. Тельцов Л.П. Критические фазы развития крупного рогатого скота в эмбриогенезе // Сельхоз. биология. Серия биология животных. - М., 1999. № 2. - С. 71-76.
22. Тельцов Л.П. Органогенез млекопитающих (закономерности развития, периодизация, критические фазы) // Матер. Всероссийской н.-пед. конф. паталогоанатомов ветеринарной медицины: Сб. науч. тр. - Омск, 2000. - С. 226-228.
23. Тельцов Л.П. Этапность развития органов человека и животных и наследственность в онтогенезе // Матер. Междунар. конф. «Естествознание на рубеже столетий». - М.: Дагомыс, 2001. Т.2. - С. 135-140.
24. Тельцов Л.П. закономерности органогенеза млекопитающих и наследственность // Актуальные пробл. С.-х. производства / Матер. межрегион. н-практ. конф., посвященной 70-летию ЧГСХА. - Чебоксары, 2001. - С. 358-364.
25. Тельцов Л.П. Выращивание животных в онтогенезе для получения наивысшей генетической продуктивности // Современные проблемы и достижения аграрной науки в животноводстве и растениеводстве / Сб. ст. - Барнаул, 2003. Ч.4. - С. 206-211.
26. Тельцов Л.П., Ильин П.А., Шашанов И.Р. Периодизация развития и практика выращивания крупного рогатого скота // Возрастная и экологич. морфология ж-х в условиях интенсивного животноводства / Сб. науч.тр. - Ульяновск, 1987. - С. 77-79.
27. Тельцов Л.П., Шашанов И.Р. Периодизация индивидуального развития крупного рогатого скота // Онтогенез, профилактика и лечение болезней с.-х. животных. -М., 1993. - С. 22-25.
28. Тельцов Л.П., Шашанов И.Р., Шагиахметов Ю.С. и др. Закономерности развития органов млекопитающих // Докл. ХI съезда АГЭ. - Смоленск, 1992. - С. 141-142.
29. Тельцов Л.П., Кокорев В.А., Шашанов И.Р. Периодизация развития свиней в эмбриогенезе // Морфологический статус млекопитающих и птиц / 3-я науч. конф. морфологов. - Симферополь, 1995. - С. 10-11.
30. Тельцов Л.П., Ильин П.А. Критические фазы эмбрионального развития крупного рогатого скота // Функциональная морфол., болезни плодов и новорожденных животных / Межвуз. сб. науч. тр. - Сараснк, 1993. - С. 4-10.
31. Тельцов Л.П., Шашанов И.Р. Управление онтогенезом сельскохозяйственных животных // ХIV Огаревские чтения: Докл. науч. конф. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та. - Саранск, 1995. - С. 191-192.
32. Тельцов Л.П., Музыка Л.Л., Столяров В.А. Органогенез позвоночных животных // Российские морфол. ведомости. М.,1995. № 2. - С. 77-82.
33. Тельцов Л.П., Чикирин Н.П. Практическая ветеринария и критические фазы развития животных // Матер. науч.-произв. конф., посвящ. 190-летию высшего ветеринарного образования в России. - Санкт-Петербург, 1998. Т.2 - С. 96-98.
34. Тельцов Л.П., Столяров В.А., Шагиахметов Ю.С. Критерии определения критических фаз развития органов в онтогенезе // Матер. IV съезда Российских морфол. / Российские морф. ведомости. - М., 1999. № 1-2. - С. 147-148.
35. Тельцов Л.П., Шашанов И.Р., Кирилина Н.Е. Критические фазы развития животных и наследственность // Естественно-технические исследования: теория, методы, практика. Межвуз. сб. науч. тр. - Саранск,2000. - С. 124-126.
36. Тельцов Л.П. Столяров В.А., Шигин М.Е. Наследственность и этапности развития в онтогенезе // Естественно-технические исследования; теория, методы, практика /Межвуз. сб. науч. тр. - Саранск, 2000. - С. 122-124.
37. Тельцов Л.П., Соловьева Л.П. Наследственность и этапность развития органов человека и животных в онтогенезе // Российские морфологические ведомости. - М., 2001. № 1-2. - С. 153-155.
38. Тельцов Л.П., Чернов Е.В. Современная периодизация крупного рогатого скота и практика животноводства // Профилактика и лечение болезней органов размножения и повышение воспроизводительной функции с.-х. животных: Матер. I республ. научно-практ. конф. - Саранск, 2003. - С. 68-71.
39. Хэммонд Д. (Hammond J) Биологические проблемы животноводства. - М.: Мир, 1964. - 132 с.
40. Шантыз А.Ю. Закономерности морфогенеза органов размножения самцов свиньи в пренатальном и раннем постнатальном онтогенезе: Автореф. дис.... д.б.н. - Ставрополь, 1999. - 38 с.
41. Шмидт Г.А. О проблеме периодизации индивидуального развития с.-х. животных // Тр. Ин-та морфологии животных им. А.Н. Северцова АН СССР. 1957.22. - С. 16-25.
42. Шмидт Г.А. Типы эмбриогенеза и их приспособительное значение. - М.: Наука, 1968. - 231 с.
43. Эрнст Л.К. Результаты и перспективы исследований по биологическим основам животноводства. - Сельскохозяйственная биология. - М., 1981. 16. № 2. - С. 167-176.