Методы оценки животных по костной ткани
Интенсивная селекция свиней на повышение мясной продуктивности приводит к ослаблению естественной резистентности животных, смещению эволюционно сложившихся соотношений в развитии отдельных органов и тканей. Одной из серьезных задач в этой связи является профилактика нарушений в развитии костной ткани. Патологические изменения опорно-двигательного аппарата сопровождаются нарушением двигательной функции, задержкой роста, снижением прироста массы тела и преждевременной выбраковкой животных (И.И. Стеценко, 2001).
Костная ткань участвует в выполнении важнейших физиологических функций организма таких, как опорная, защитная, депо минеральных веществ, обменная (Б.С. Касавина, В.П.Торбенко, 1973; Б.Д. Кальницкий, 1979; 1985; И.И. Стеценко, 2001). Выявлено непосредственное участие костной ткани в регуляции минерального гомеостаза, а также ее тесная взаимосвязь с другими системами организма.
Костная ткань является высокоспециализированным типом соединительной ткани (В.П. Торбенко, Б.С. Касавина, 1977), которая состоит из сравнительно небольшого числа костных клеток при большом количестве межклеточного вещества (W.Anderson, 1976). Состав её непостоянен и отражает баланс электролитов в организме. Губчатое вещество кости наполнено кровеобразующим красным костным мозгом, а в трубчатых костях взрослых животных содержится костный мозг, который рассматривают как депо питательных веществ. Кость также резервирует питательные вещества.
|
|
|
В общем процессе развития организма скелету принадлежит особое место, так как в нем в течение всего онтогенеза происходят перестройки, обусловленные биологической пластичностью кости как органа и обеспечивающие гармонию между механической задачей и морфологической структурой. Изменение в динамическом состоянии организма всегда фиксируются в структурах его костной системы.
Важно отметить, что выполнение костной системой всех жизненных функций в полной мере зависит от его главной функции - биомеханической. Именно она определяет рост и развитие отдельных костей и всего скелета. Механические факторы не только влияют на увеличение массы костного вещества, но и определяют его структуру (Б.С. Данин, 1946).
Выполнение механической функции кости, определяемое расположением кристаллов минеральной фазы в органическом матриксе обусловливают также приспосабливаемость к изменениям функциональной нагрузки в результате перестройки ее морфологических структур (Г.П. Виноградова, Г.Н. Лаврищева, 1974). Сегодня известно, что кость формируется только при отложении на коллагеновых волокнах кристаллов минеральных солей. При этом величина и масса тела не влияет на степень минеральной насыщенной костной ткани, их количественная характеристика обуславливает толщину кости, ее форму и размеры.
|
|
|
Одним из наиболее важных показателей, отражающих степень минерализации скелета, является прочность костей на излом. На основании этого параметра многие исследователи делают заключение об обеспеченности животных кальцием и фосфором, а также о доступности этих элементов из кормов и добавок (Е.А. Арзуманян, Е.Н. Слесарева, 1963).
Известно, что на химический состав и крепость костей лошадей влияет минеральный состав почвы и кормов. Но независимо от этого в костях быстроаллюрных лошадей минеральных веществ больше, чем в костях лошадей шаговых пород. Рентгеновскими исследованиями у новорожденных жеребят установлена прямая связь ширины костномозговой полости с процентом гемоглобина. Прочность разных костей различна и зависит от возраста, породы, кормления животного. Прочность кости лошади на сжатие в 2—3 раза больше прочности гранита, а в отношении растяжения почти равна латуни и чугуну (П. Г. Алтухов). Методом рентгенографии И. Г. Шарабрин установил, что в организме высокопродуктивных коров во время интенсивного раздоя количество костного вещества уменьшается. Этим методом начинают контролировать состояние минерального обмена коров, поставленных на раздой.
|
|
|
Исследование костной системы. Заболевания конечностей в свиноводстве начинали регистрировать с 70-х годов. Г. Пранге и В. Берман (1971), изучая болезни в двух крупных свиноводческих комплексах ГДР, установили, что в обоих хозяйствах основной причиной выбраковки животных являются различные заболевания конечностей, что составляет 29,9-37,1% из всех выбракованных свиней.
Из 493 вынужденно выбракованных свиней двух хозяйств в 56,4% случаев причиной убоя были заболевания конечностей: артриты, панариций и переломы костей (Г. Пранге, 1972).
И. Шульц (1972) при исследовании павших откармливаемых свиней в одном свиноводческом комплексе установил, что причиной падежа в 34,3% случаев были различные заболевания конечностей.
Особенно часто поражаются конечности у хряков, принадлежащих станциям искусственного осеменения. Это причиняет большой экономический ущерб, так как часто заболевают самые ценные племенные хряки (Бурденюк А.Ф, 1976).
Исследователи считают, что к заболеваниям конечностей наиболее предрасположены хряки отцовской породы дюрок. Доля выбраковки хряков с заболеваниями конечностей составила 17,7%, а в таких породах, как йоркшир - 13,4% и ландрас - 11,6%. Более низкий показатель данных заболеваний имели хряки крупной белой породы - 4,6%. Коэффициент наследуемости составил 0,18, а степень влияния породного фактора - 0,78.
|
|
|
Существенные породные различия по структуре выбраковки были установлены и по свиноматкам: йоркшир - 13,1%, дюрок - 12,4%, ландрас - 6,0%, крупная белая - 4,2%; коэффициент наследуемости - 0,18, степень влияния породного фактора равна 0,73.
Массовый отбор животных с заболеваниями конечностей по породе дюрок показал, что селекционный дифференциал за одно поколение составил 2,9% (А. Резников, Д. Чикотин, 2008).
Интенсивная селекция на мясную продуктивность и скороспелость привела к сдвигу соотношения массы тела и прочности костяка. Это привело к его истончению и хрупкости, и как следствие, снижение мясной продуктивности свиней и их воспроизводительных качеств и появлению болезней, в частности, болезней конечностей, так как основная нагрузка ложится на них. Болезни конечностей свиней в современных крупных хозяйствах наносят им большой экономический ущерб.
Часто встречающие болезни конечностей можно разделить по причинам их возникновения на три группы.
К первой группе болезней относятся все те, которые возникают вследствие различных травм. Наиболее часто встречаются механические травмы (ушибы, раны переломы костей и т.п.), которые в большинстве случаев возникают при нарушении правил содержания и ухода за животными.
Ко второй группе болезней относятся все поражения конечностей, возникающие при нарушениях белкового, минерального, витаминного и гормонального обмена веществ: артроз, некроз ахиллового сухожилия др.
К третьей группе заболеваний относятся поражения конечностей при роже свиней, некробактериозе и др.
Проблема незаразных заболеваний свиней, обусловленных наследственной предрасположенностью, в современных условиях приобрела большую значимость. Многие исследователи считают, что при достижении животными «биологического потолка» в продуктивности главным стратегическим направлением и основными селекционируемыми признаками в их селекции будут резистентность к болезням, стрессам, продуктивное долголетие и устойчивость к экологическим неблагоприятным факторам среды.
Таким образом, изучение особенностей формирования костной системы свиней современных пород и линий, разработка новых способов профилактики заболеваний опорно-двигательного аппарата станут существенным резервом повышения их продуктивности.
Омегометрия
Научные основы омегометрии скота. Молочная и мясная продуктивность крупного рогатого скота зависит от генетических факторов, пола, возраста, физиологического состояния организма, а также от условий окружающей среды. Оптимальные показатели количества и качества животноводческой продукции заключены в определенных пределах, причем верхняя граница детерминируется генетическими факторами, а нижняя - негенетическими. Повышение продуктивности скота возможно за счет ведения селекционной работы и обеспечения животным конкретного генотипа оптимальных условий кормления и содержания, что позволяет сузить интервал изменения продуктивных качеств за счет приближения к верхней границе и наиболее полного использования наследственного потенциала скота. Необходимо отметить, что оценка мясной и молочной продуктивности скота должна носить комплексный характер и учитывать как генетическую составляющую, так и условия окружающей среды, а также противоречие, всегда существующее между ними в реальных условиях.
В настоящее время в скотоводстве применяются различные методы оценки и отбора скота для дальнейшего его использования.
Селекционные методы. Методы племенной работы в скотоводстве отличаются значительным разнообразием в зависимости от целей и задач. При этом, как правило, оценка продуктивных качеств проводится по генотипу, собственной продуктивности животных и продуктивности потомства.
При генотипической оценке предпочтение отдается животным, происходящим от высокопродуктивных производителей и матерей, имеющим высокопродуктивных братьев и сестер, по сравнению с аналогами по этому признаку, имеющими худших родителей. В молочном скотоводстве племенные качества быков оцениваются предварительно по родословной и окончательно - по продуктивности дочерей, а коров - дополнительно по их индивидуальной продуктивности. Собственная мясная продуктивность племенных бычков оценивается по скорости роста и оплате корма приростом живой массы, что основано на высокой корреляции между интенсивностью роста бычков мясных пород и живой массой их потомков в возрасте 18 месяцев. Коэффициент корреляции для данных показателей колеблется в пределах 0,7-0,9 с высокой степенью достоверности.
Для оценки мясной продуктивности используются следующие фенотипические показатели: живая масса при рождении, при отъеме, в годовалом и зрелом возрасте, прирост живой массы.
Следует отметить, что все вышеперечисленные методы оценки продуктивных качеств скота являются общепризнанными и могут служить базой для сравнения при разработке новых способов прижизненной оценки мясной и молочной продуктивности.
Для повышения точности оценки племенной ценности животных во всем мире проводится большое количество исследований. В диссертации А.И. Глытова (1982) на животных черно-пестрой породы показано, что молочная продуктивность коров за первую лактацию может служить достоверно надежным критерием прогноза будущей продуктивности, а также использоваться в качестве критерия для отбора животных. В работах А.С. Жебровского (1980), Дерябина А.А. (1981), Ефанова Г. и др. (1986) описаны методы прогнозирования молочной продуктивности с учетом наследуемости различных признаков в условиях промышленной технологии.
Z. Pilat (1972) предлагает определять племенную ценность коров по совокупному количеству молочного жира за лактацию: если это количество выше 195 кг, то 70-85 % потомства является высокоценным. М. Cicogna и A. Camussi (1978) установили зависимость между возрастом и месяцем отела матерей и племенными качествами бычков, J.A. Eriksson и В. Danell (1984) предлагают племенную оценку быков производить с поправкой на молочную продуктивность их дедов, оцениваемую по дочерям. Влияние возраста первого отела, первого покрытия, различных систем содержания, климатических факторов на рост, развитие и молочную продуктивность коров гол- штинской, черно-пестрой и ряда других пород рассмотрены в работах Wickersham E.W., Schultz L.H. (1963); Gacula M.G., Gaunt J.N., Damor H.A. (1968); Wiggans G.R., Van Vleck L.D. (1970); P.D.P. Wood (1970).
Следует отметить развитие в последнее время иммуно- генетических методов исследований применительно к селекции крупного рогатого скота, что достаточно полно отражено в работах Е.В. Эйдригевич, В.В. Раевской (1978); А.В. Черекаева, И.А. Черекаевой (1988).
Применение селекционных методов оценки продуктивности скота в полном объеме требует значительных капиталовложений, больших затрат труда и времени на их реализацию. Проведение таких исследований экономически оправданно только при охвате большого количества поголовья и тщательном учете племенных качеств на протяжении лет и даже десятилетий. На практике чаще используют упрощенные методики и оценку проводят лишь по нескольким общепризнанным параметрам. Однако, именно эти методы позволяют выявить генетически обусловленную составляющую продуктивных качеств животных, оценить породные различия в мясной и молочной продуктивности скота, прогнозировать продуктивность по породе, стаду и отдельным животным. Селекционные методы оценки продуктивности дают хорошие результаты при прогнозировании на достаточно большом поголовье, а оценка с их помощью индивидуальной продуктивности животных менее достоверна в силу вероятностного характера законов генетики.
Большое значение для оценки продуктивных качеств скота применительно к условиям различных технологий, отбору животных по хозяйственно-полезным признакам, подбору пород применительно к климатическим и другим особенностям отдельных регионов имеет изучение изменчивости проявления генотипа животных в этих условиях.
Знание общих закономерностей индивидуального развития животных данного вида позволяет достаточно хорошо прогнозировать их мясную и молочную продуктивность в зависимости от пола, возраста и условий окружающей
среды.
Для оценки продуктивных качеств скота значительный интерес представляют исследования, направленные на изучение конституции и экстерьера, а также роста и развития различных тканей и органов, соотношения различных видов тканей в туше, убойного выхода в зависимости от пола, возраста, породной принадлежности, кормления и технологии содержания скота.
Все методы и критерии оценки мясной и молочной продуктивности скота, которые мы отнесли к селекционным, достаточно хорошо себя зарекомендовали при оценке средней продуктивности по породе, стаду, но дают слишком большой разброс данных при прогнозировании индивидуальной продуктивности животных.
Биохимические методы. Существует обширный класс биохимических и гистологических методов прижизненной оценки продуктивности скота. Например, В.В. Арепьев и соавт. (1979) предлагают прогнозировать молочную продуктивность по определению содержания общего белка в сыворотке крови ежемесячно в течение первого года жизни телки, И.Я. Шихов и Н.П. Иванова (1979) - по содержанию ДНК в гистологических срезах проб ткани кожи. Прогнозированию мясности и молочности скота по показателям крови посвящено большое количество работ отечественных и зарубежных авторов.
Однако выводы различных авторов о возможности прогнозирования продуктивных качеств по тем или иным показателям крови часто носят противоречивый характер и не могут служить основой для надежных тестов. Например, М.Д. Гельберт (1974) установил, что у потенциально высокобелковомолочных телок в крови больше аминоазота и меньше белка, на основании чего автор предлагает прогнозировать белковомолочность по этим показателям у телок в возрасте 7-8 и 11-12 месяцев. Л.С. Жебровский, А.Д. Комиссаренко, В.Е. Митютько (1980), наоборот, установили с высокой степенью достоверности, что у телок в раннем возрасте между содержанием общего белка в сыворотке крови и молочной продуктивностью существует положительная корреляционная зависимость. Такого же рода расхождения существуют при интерпретации данных по содержанию в крови гемоглобина, общего белка, лейкоцитов, кальция, фосфора, магния и поисках связи этих показателей с будущей продуктивностью.
Очевидно, что биохимические методы оценки продуктивности скота требуют дальнейшего уточнения и детализации. С другой стороны, биохимические тесты нашли широкое применение и хорошо себя зарекомендовали в качестве критериев оценки текущего состояния организма животного.
Этологические методы. При промышленной технологии значительно изменяются условия кормления и содержания животных, один и тот же генотип образует большое количество фенотипов в зависимости от особенностей окружающей среды. Многообразие технологических приемов j отражается на изменении среды обитания животных и служит фактором их фенотипического формирования, что приводит к различиям в проявлении потенциала продуктивности скота.
Для оценки влияния разрабатываемых технологий и их модификаций на продуктивные качества животных существует целый ряд этологических методов исследований. Регулируя поведенческие реакции животных, можно увеличивать продуктивность, сокращать затраты труда на их содержание и уход, сводить к минимуму отрицательные воздействия внешней среды, вызывающие стресс.
Среди этологических методик исследований следует упомянуть изучение суточной ритмики скота, режимов кормления и доения, отдыха и двигательной активности, а также полового поведения, установления иерархии в технологических группах.
Этологические методы позволяют регистрировать только влияние изменения технологии на продуктивные качества животных данного генотипа. Другие типы животных при тех же изменениях технологии отреагируют иначе, следовательно, при изучении поведенческих реакций можно лишь ответить на вопрос о пригодности данного генотипа к условиям определенной технологии. Формирование фенотипического многообразия под влиянием технологических воздействий вызывает напряжение гомеостатических механизмов регуляции функций организма животных, что требует глубокого изучения физиологических процессов. Этология может помочь зафиксировать изменения продуктивных качеств, а ответ на вопрос о механизмах и тенденциях этих изменений относится к области физиологии.
Физиологические методы. Интенсификация скотоводства и перевод его на промышленную основу выдвинули на первый план задачу изучения пределов адаптационных возможностей и стрессоустойчивости скота. При низкой адаптационной способности имеет место снижение продуктивности, гибель животных, повышение расходов на ветеринарное обслуживание. Вследствие адаптации у животных формируется определенный способ существования, который устанавливается для них как физиологическая норма. Отклонения от этой нормы компенсируются различными гомеостатическими механизмами регуляции. Если при воздействии внешнего фактора превышен допустимый верхний предел по продолжительности или силе, то у животного может развиться стрессовая реакция.
Изучению стрессоустойчивости крупного рогатого скота посвящено большое количество работ. Так, Ю.П. Фомичев (1974) исследовал влияние стрессов при помощи биохимических методов, определяя реакцию крови на введение адренокортикотропного гормона (АКТГ), уровень содержания эозинофильных и нейтрофильных лейкоцитов в крови, определение 17-кетостероидов в моче. Он изучал влияние стрессов на мясную продуктивность молодняка крупного рогатого скота при отборе, подготовке и транспортировке животных на промышленные комплексы, их адаптацию к новым условиям, а также климатические, ранговые, кормовые, предубойные и другие виды стрессов.
В работах А.Х. Гаркави, Е.Б. Квакиной, М.А. Уколовой (1977), А.Н. Голикрва (1985) рассмотрены общие физиологические закономерности развития стрессовой реакции организма: в ответ на слабые раздражители возникает реакция тренировки, в ответ на раздражители средней силы - реакция активации, последующее приращение величины раздражителя или времени его действия вызывает стресс. Исследования показали, что по мере увеличения дозы раздражителя происходит повторение триад адаптационных реакций: тренировка, адаптация, стресс. Новая триада развивается в той же последовательности, но на более высоком уровне реагирования. Между зонами стресса предыдущего уровня и тренировки последующего находится зона ареактивности, природа которой еще не выяснена. Доказано, что зоны тренировки и активации возможно использовать для повышения адаптационных возможностей и продуктивности животного.
Диссертации Б.А. Батырбаева (1983) и В.В. Бабени (1985) посвящены изучению молочной продуктивности коров черно-пестрой и ярославской пород в связи с их стрес- соустойчивостью. Предложены способы отбора продуктивных животных, основанные на определении биохимических изменений в показателях крови и функционального состояния креатинкиназной системы организма. Для выявления коров сильного и слабого типов стрессоустойчиво- сти использовался ежедневный анализ удоев на 2-6 месяце лактации в течение 30 дней, сила реакции определялась как среднее квадратическое отклонение суточных удоев, а скорость реакции соответствовала числу экстремальных значений в удое в заданном интервале времени. Доказана статистическая достоверность разницы в удоях коров сильного и слабого типов стрессоустойчивости.
В условиях промышленной технологии важно не постоянство суточных удоев, а способность животных восстанавливать продуктивность после воздействия стресс- факторов, именно поэтому оценка стрессоустойчивости и позволяет прогнозировать уровень продуктивности. Для ранней оценки уровня молочной продуктивности у телок по состоянию глюкокортикоидной функции коры надпочечников Л.П. Резниченко (1978) разработал способ, основанный на оценке силы реакции организма в ответ на введение животным АКТГ.
Целый класс методов оценки продуктивности крупного рогатого скота базируется на изучении физиологических особенностей становления и функционирования типов высшей нервной деятельности животных (ВНД). Обзор современных методов исследований приводится в монографии А.Б. Когана (1988): выработка новых форм условных рефлексов, онтогенетическое и филогенетическое изучение условных рефлексов, прямое раздражение структур мозга и фармакологические воздействия, а также математическое моделирование процессов условно-рефлекторной деятельности.
Основы изучения взаимосвязи продуктивных качеств скота с типами ВНД заложены в работах Э.П. Кокориной (1958) и Л.Б. Айзинбудаса (1958). Тип ВНД определялся ими по методике двигательных пищевых условных рефлексов. При этом выявлено четыре типа лактационных кривых в зависимости от типа ВНД коров, а также взаимосвязь между суточными колебаниями удоя, количества молочного жира и скорости молокоотдачи и подвижностью нервных процессов. Установлено, что максимальный размах суточных колебаний процента молочного жира и удоя на протяжении лактации соответствует коровам со слабым типом ВНД, а минимальный размах колебаний тех же показателей - коровам с сильным уравновешенным подвижным типом. После проведения вакцинации у телок сильного уравновешенного подвижного типа выявлена наиболее сильная и устойчивая иммунобиологическая реакция, у телок слабого типа ВНД - слабая иммунобиологическая реакция. Животные с возбудимым и инертным сильным типом ВНД по всем показателям занимали промежуточное значение.
В последнее время предложены несколько новых экспресс-методов определения типа ВНД скота: Ф.К. Почерняевым с соавт. (1979) - по порогу раздражения и времени рефлекса при воздействии на организм импульсами электрического тока малой длительности; Э.П. Кокориной (1986) - по реактивности организма к тормозному воздействию для выделения животных крайних типов: сильного уравновешенного подвижного и слабого; М.П. Скрипниченко (1979) - по изменению пульса в момент помещения животного в раскол и спустя 10 минут, а также наблюдения повседневного поведения. Для определения типа ВНД телят А.Б. Токбергенов и A.M. Баратов (1988) предложили методику, основанную на определении эмоциональной реактивности по показателю частоты сердечных сокращений в ответ на последовательное раздражение световыми вспышками, а затем звуком определенной частоты на про-| тяжении 20 секунд каждое; оценка реакции на раздражители производится в баллах, которые затем суммируются. Данные методики представляют несомненный интерес, хотя они пока и не нашли широкого применения в ското водстве.
Наиболее важным выводом, полученным Э.П. Кокориной и др. (1988), следует считать доказательство того, что коровы сильного уравновешенного подвижного типа отличаются высокой приспособительной способностью, а между типом ВНД и стрессоустойчивостью существует статистически достоверная связь с коэффициентом корреля- I ции 0,63.
При изучении мясной продуктивности скота В.Ф. Лысов (1981) установил, что среднесуточные приросты живой массы при прочих равных условиях на 40 % выше у животных сильного уравновешенного типа ВНД и на 27 % - у животных сильного неуравновешенного типа по сравнению с животными слабого типа. Емкость вымени и скорость молокоотдачи также выше всего - у коров сильного уравновешенного типа, а ниже всего у животных инертного типа, что показано в диссертации B.C. Герасимова (1974).
Для установления типа ВНД животных необходимо определить силу, уравновешенность и подвижность нервных процессов - именно совокупностью этих трех факторов и характеризуются продуктивные качества скота. В силу длительности и трудоемкости проведения исследований многие ученые ограничиваются выявлением различий у животных только по одному или двум факторам, что делает невозможным сопоставление результатов различных авторов. Тем не менее, общим итогом изучения взаимосвязи типа ВНД скота, его продуктивности и стрессоустойчивости можно считать то, что в условиях промышленной технологии животные сильного уравновешенного подвижного типа отличаются лучшей мясной и молочной продуктивностью по сравнению со всеми остальными. Для практического применения установленной закономерности в скотоводстве необходимо разработать надежные и легко осуществимые экспресс-методы оценки типа ВНД в раннем возрасте.
Зависимость обмена веществ от типа ВНД крупного рогатого скота изучалась Р.П. Ольнянской, Г.А. Трубицыной, В.К. Федоровым (1962). Ими установлено, что у животных слабого типа основной обмен ниже, чем у животных сильного типа, а основной обмен в состоянии покоя выше у высокопродуктивных животных. При воздействии индифферентного раздражителя обмен веществ у животных сильного уравновешенного подвижного типа повышался или понижался в пределах 25 % от первоначального уровня; у животных сильного возбудимого и слабого типов повышался до 84 %, а у животных сильного тормозного типа снижался до 27 %. Опыты проводились авторами на лактирующих коровах различных пород.
Изучению энергетического обмена и продуктивности крупного рогатого скота различных пород, возраста и пола посвящены работы многих российских, а также зарубежных ученых.
Исследованиями М. Kleiber и S. Brody (Kleiber М., 1932; Brody S., Procter R.C., Ashworth U.S., 1934) были заложены основы единого подхода к изучению интенсивности метаболизма у млекопитающих, установлена функциональная зависимость между массой тела и интенсивностью обменных процессов, именно эти работы послужили впоследствии базой для создания различных методик изучения газоэнергетического обмена,
В диссертации Н.А. Богомолова (1967) обобщены физиологические особенности метаболизма коров различного уровня продуктивности. Установлено, что у жирномолочных животных относительная интенсивность потребления кислорода и выделения углекислого газа, теплопродукция и дыхательный коэффициент в период лактации на 3-4 %, а в раннем возрасте на 13 % выше, чем у жидкомолочных, что может служить тестом для определения продуктивности в раннем возрасте. В работе В.И. Волгина и соавторов (1982) получены сходные результаты и доказана статистическая достоверность различий в относительной интенсивности потребления кислорода, выделения углекислого газа, I кислородном индексе и теплопродукции коров разной генетической принадлежности. Исследования М.А. Ажибекова (1980) привели автора к заключению, что при прочих! равных условиях увеличение молочной и мясной продук-| тивности снижает теплопродукцию и другие потери энер-1 гии, а снижение продуктивности ее повышает.
Одной из актуальных проблем современной зоотехнии | является выявление и отбор для хозяйственного использо-1 вания скороспелых животных. Связь скороспелости с метаболизмом трактуется различными исследователями по разному. Исходя из того, что функциональная зрелость у скороспелых животных наступает в более раннем возрасте, чем у позднеспелых, а это требует значительных энергетических затрат на рост и дифференцировку тканей и органов, мы считаем правильным вывод К.Б. Свечина (1976) о том, что в раннем возрасте существует прямая зависимость между степенью скороспелости и интенсивностью обменных процессов. В период зрелости эта зависимость изменится на противоположную в соответствии с общебиологической закономерностью снижения уровня метаболизма в процессе старения (Шмидт-Ниельсен К., 1987) ввиду того, что скороспелые животные раньше позднеспелых проходят стадию повышенной интенсивности метаболизма в своем индивидуальном развитии. Такая трактовка связи интенсивности метаболизма и скороспелости позволяет выявлять животных желательного типа в раннем возрасте, а затем дифференцированно их выращивать и использовать.
Проведение балансовых опытов требует значительных затрат труда, а помещение животных в обменные клетки, одевание на них кало- и мочеприемников значительно нарушает стереотип поведения и, следовательно, ход физиологических процессов, что, в конечном счете, сказывается на правильности оценки интенсивности метаболизма. В связи с этим И.И. Хреновым и А.А. Скворцовой (1961, 1965) была разработана методика составления приблизительного энергетического баланса у коров, основанная на определении среднесуточной теплопродукции по газообмену, среднесуточных изменений живой массы, удоев и жирности молока, энергетической ценности рациона и типа содержания скота. Во ВНИИФБиП разработана методика определения теплопродукции, энергии отложения и суточной обменной энергии молодняка крупного рогатого скота (1986), также базирующаяся на изучении газоэнергетического обмена животных. При этом учитывается скорость роста и масса тела, тип содержания и относительное количество концентрированных кормов в рационе, среднесуточная температура тела животного и воздуха в помещении. Данные методики дают возможность эффективно оценивать интенсивность метаболизма, а также энергетическую ценность животноводческой продукции.
Это особенно важно в настоящее время при разработке подхода к оценке затрат на производство молока и мяса и уровня кормления скота в единых энергетических единицах.
Энергетическая концепция питательности отражает физические законы в живой природе и позволяет в единых единицах оценивать энергию корма и энергию, расходуемую на поддержание гомеостаза, производство животноводческой продукции, мышечную активность, а также энергию самой животноводческой продукции.
Биоэнергетический анализ позволяет более точно описывать процессы превращения и утилизации энергии на основе общефизических законов термодинамики. Методы расчета обменной энергии и переваримого протеина, расходуемых на поддержание жизни, прирост живой массы и производство молока (Григорьев Н.Г., Волков Н.П., 1985) позволяют достаточно точно определить возможные границы изменения мясной и молочной продуктивности в зависимости от типа и уровня кормления животных.
Данное направление исследований, на наш взгляд, является одним из наиболее перспективных, но требует дальнейшего обобщения экспериментальных данных и их анализа с целью уточнения соотношений, описывающих преобразования энергии в организме животных. Кроме того, энергетический подход наиболее близок по своей сути к методам математического моделирования процессов обмена веществ в организме именно в силу тождественности количественной оценки процесса трансформации энергии при прохождении веществом цепочки изменений «корм – организм – продукция».
Биофизические методы. Одним из наиболее пер спективных методов исследования деятельности центральной нервной системы является электрофизиология. Этот метод базируется на регистрации и интерпретации биоэлектрических потенциалов головного мозга, оценке их информационной значимости. Классификация различных типов потенциалов приводится В.И. Гусельниковым (1976), М. Бреже (1979), А.С. Белановским (1989).
Основу электрофизиологическим исследованиям в скотоводстве нашей страны заложили работы А.Н. Голикова, Е.И. Любимова (1969, 1977), М.П. Рощевского (1978), в которых авторы доказали возможность регистрации потенциалов с поверхности кожи головы животного без вживления электродов, разработали методики электрокардиографии и электроэнцефалографии у скота. Однако эти методы не смогли послужить основой для прогнозирования продуктивности скота, а нашли применение в ветеринарии. Это связано, в первую очередь, с тем, что биопотенциалы, генерируемые корой головного мозга и сердца, отражают текущее состояние этих органов в момент регистрации и отличаются большой изменчивостью.
Исследования биоэлектрической активности головного мозга привели к открытию существования потенциалов большой длительности, период колебаний которых может составлять от нескольких минут до нескольких часов. Эти потенциалы получили название длительных, сверхмедленных, медленных, квазиустойчивых, омега-потенциалов, причем все названия отражают наличие и характеристики биоэлектрической активности головного мозга теплокровных в диапазоне от О до 100 мВ (А.И. Ройтбак, 1969).
Открытие и исследование сверхмедленной ритмической активности головного мозга животных и человека позволило Н.А. Аладжаловой (1962) сделать следующие выводы: медленные потенциалы не реагируют на кратковременные и случайные факторы, а лишь на систематические или чрезмерные воздействия; латентный период реакции сверхмедленной управляющей системы, проявлением которой являются медленные потенциалы, исчисляется секундами и минутами; медленные потенциалы участвуют в регуляции функций организма в течение нескольких часов после воздействия. Медленные электрические потенциалы регистрируются! в различных участках мозга, и без посторонних воздействий сохраняются длительное время, не изменяясь.
Многочисленные эксперименты, проведенные на лабораторных животных и человеке, позволили Н.А. Аладжаловой (1969) сделать вывод об идентичности медленных электрических потенциалов, регистрируемых с вживленных электродов и с поверхности кожи головы, а также о неизменности этого показателя в течение жизни, при условии регистрации в условиях спокойного бодрствования без каких-либо стрессовых воздействий (Аладжалова Н.А., 1979).
Медленные потенциалы отражают хронометрию протекающих в мозге внутренних процессов, лежащих в основе поведенческих реакций и метаболизма всего организма.
Предложенная А.С. Ибераллом и У.С. Маккалоком (1970) шкала времени реагирования на раздражитель основных регулирующих систем организма - 0,3 с - нервная система, 3 с - биохимические процессы превращения энергии, 3 мин. - нейрогуморальные факторы, 7 мин. - гормональные факторы - позволила не только увидеть в организме сложную динамическую систему, но и дала возможность прогнозировать изменения в различных системах регуляции и время их наступления. Такой подход к анализу взаимосвязи метаболических и электрических явлений в организме позволил Н.А. Аладжаловой (1974) сделать открытие о существовании в мозге медленной управляющей системы, обеспечивающей глобальную перестройку уровня активности, регулирующей деятельность других систем организма поддерживающих гомеостаз.
Носителем этой системы в мозге теплокровных является лимбико-гипоталамическая система, а отражением ее деятельности служат медленные электрические потенциалы, которые являются глобальными координаторами, объединяющими деятельность других систем регуляции в автоколебательном режиме работы.
Следует отметить, что нарушение регуляции в одной, двух или более системах управления функциями организма при помощи омегометрии регистрируется на информационном уровне и отражает гипо- или гиперфункцию данной системы в целом, а не отдельного органа, входящего в эту систему. Метод позволяет прогнозировать возникновение стрессов и определять, на каких системах регуляции и каким образом их действие скажется в первую очередь, системно анализировать состояние организма, выявлять слабые звенья в регуляции функций, корректировать различного рода нагрузки в соответствии с индивидуальной реакцией организма на них.
Таким образом, исходный уровень омега-потенциала отражает генетические особенности организма, а динамика его изменений - адаптационные возможности. Медленная управляющая система головного мозга регулирует приспособления данного генотипа к условиям окружающей среды, что и отражается в динамике медленных электрических потенциалов.
Исходный уровень омега-потенциала не зависит от пола, возраста и вида животных (Илюхина В.А., Хон Ю.В., Кирьянова Р.Е., 1982). Всю шкалу изменений омега- потенциала обычно подразделяют на три диапазона: низкий исходный уровень - от 1 до 19 мВ, средний - от 20 до 39 мВ и высокий - свыше 40 мВ (Сычев А.Г., Щербакова И.И., Варышев Г.И., Костенко В.В., 1980).
Это дало основание предполагать, что применение методов омегометрии в зоотехнии может послужить базой для создания достаточно простых и надежных тестов определения стрессоустойчи- вости и продуктивности животного, так как эти проявления отражают целостную реакцию организма и подконтрольны медленной управляющей системе головного мозга.
Омегометрия - это ускоренный способ оценки состояния животного организма по уровню его биоэлектрической активности, характеризующей интенсивность обмена веществ, конституциональные и продуктивные особенности животного, а также состояние его здоровья.
Основным показателем этого способа являетсяомега- потенциал - медленный биоэлектрический импульс, регистрируемый с поверхности кожи головы животного. Омега- потенциал как интегральный физиологический показатель отражает взаимодействие мозговых структур, нервной, гуморальной и эндокринной систем регуляции организма.
Установлено, что исходный уровень омега-потенциала характеризует генотип животного, а динамика его изменений отражает возможности адаптации организма к условиям окружающей среды.
Изучение продуктивных и интерьерных особенностей скота с различными типами функционирования медленной управляющей системы головного мозга позволило разработать на этой основе достаточно надежные и простые в реализации тесты для определения продуктивных качеств животных в раннем возрасте, используя которые можно построить модель гибкой технологии производства молока и говядины.
У животных, имеющих разные типы функционирования медленной управляющей системы головного мозга, выявлены существенные отличия на всех уровнях структурной организации - от организма в целом и его физиологических функций до клеточного уровня.
Выявлено три типа скота: с низким, средним и высоким исходным уровнем омега-потенциала, характеризующихся достоверно различной мясной и молочной продуктивностью. Молодняк с низким исходным уровнем омега- потенциала обладает повышенной скороспелостью, а коровы со средним исходным уровнем - повышенной молочностью. Разработана модель гибкой технологии производства молока и говядины, учитывающая индивидуальные продуктивные качества животных, условия их кормления и содержания.
Эта модель позволяет прогнозировать продуктивные качества скота в зависимости от условий кормления и содержания, выбирать оптимальный состав технологических групп на откорме или структуру стада в молочном скотоводстве применительно к условиям конкретного хозяйства, планировать режимы откорма молодняка и кормления лак- тирующих коров в зависимости от индивидуального потенциала продуктивности.
Значимость предлагаемой работы заключается в выработке нового методического подхода, обеспечивающего максимальную реализацию наследственного потенциала мясности или молочности скота. Это повысит уровень управления животноводческим предприятием и эффективность его производства.
Генетическая обусловленность типа функционирования медленной управляющей системы головного мозга и ее роль генерального координатора при формировании отклика организма на меняющиеся условия окружающей среды позволили авторам предположить, что исходный уровень омега-потенциала может стать основой для определения продуктивных качеств скота, которые также являются целостной реакцией организма на условия внешней среды. Он достаточно прост в реализации и может быть автоматизирован при помощи вычислительной техники.
В настоящее время не известны модели технологии или прогноза продуктивности скота, базирующиеся на оценке индивидуальных продуктивных качеств животных. Использование предлагаемого подхода позволяет разработать технологическую модель производства молока и говядины, более гибкую и точную по сравнению с имеющимися техногенными моделями (учитывающими лишь технологические параметры: расход кормов, ресурсы рабочей силы, финансовые вложения и т.п.).
На основании метода омегометрии авторами (О. А. Засухина, А. А. Панкратов) разработан способ определения мясной продуктивности крупного рогатого скота (Авторское свидетельство №1323069,кл. А 01 К 67/02, 1984), который заключается в измерении у животных в возрасте до 1 месяца исходного уровня омега- потенциала. Телят с низким исходным уровнем от 1 до 19 мВ относят к высокопродуктивным.
Эксперименты проводились на бычках красной степной породы, после измерения исходного уровня омега-потенциала животные были разделены на три группы: с низким, средним и высоким исходным уровнем омега-потенциала. Животные всех трех групп содержались в одинаковых условиях, при одинаковом уровне кормления (таблица 23).
Таблица 23 - Изменение живой массы бычков
| Исходный уровень омега- потенциала | Количество голов | Живая масса бычков, кг, в возрасте | |||
| при рождении | 3 мес. | 6 мес. | 9 мес. | ||
| Низкий | 17 | 34,54 | 116,94 | 214,27 | 268,25 |
| Средний | 17 | 34,30 | 111,47 | 202,80 | 251,43 |
| Высокий | 16 | 32,00 | 104,00 | 192,20 | 242,69 |
Анализ зависимости средней живой массы бычков от исходного уровня омега-потенциала дает следующие результаты: в 3-х месячном возрасте разница в живой массе бычков, имеющих высокий и низкий уровни омега-потенциала, составляет 12,94 кг, в 9 мес. эта разница достигает значения 25,56 кг в расчете на одного бычка. Следовательно, бычков с низким уровнем омега-потенциала характеризует высокая интенсивность роста по сравнению с бычками, имеющими среднее и высокое значения исходного уровня омега-потенциала.
Проведен статистический анализ среднесуточных приростов живой массы за первые 4 мес. жизни животных (период интенсивного роста), данные приведены в таблице 24.
Таблица 24 - Результаты статистического анализа
| Группа | Исходный уровень омега- потенциала | Объем выборки | Выборочная средняя среднесуточного прироста живой массы, г |
| 1 | Низкий | 68 | 1032 |
| 2 | Средний | 68 | 930 |
| 3 | Высокий | 64 | 867 |
| 4 | Любой | 200 | 948 |
Генеральная совокупность (4 группа) включает в себя среднесуточные приросты живой массы всех бычков не зависимо от исходного уровня омега-потенциала, 1, 2, 3 группы представляют собой выборки из генеральной совокупности, включающие среднесуточные приросты живой массы животных соответственно с низким, средним и высоким исходными уровнями омега- потенциала.
Таким образом, разработанный способ определения мясной продуктивности крупного рогатого скота по физиологическому параметру, отличается тем, что, с целью повышения эффективности способа, в качестве физиологического показателя используют исходный уровень омега-потенциала, причем при значениях исходного уровня омега-потенциала 0-19 мВ животных относят к высокопродуктивным.
Для прогнозирования молочности коров О. А. Засухиной и А. А. Панкратовым разработан способ (Авторское свидетельство №1701215, кл. А 01 К 67/02, 1989), основанный на определении у телок или коров исходного уровня омега-потенциала. При значениях этого показателя 20- 39 мВ животных относят к высокопродуктивным. В качестве критерия оценки молочной продуктивности скота применяется обобщающий показатель питательной и технологической ценности молока - содержание в нем сухого вещества. Предлагаемый способ оценки позволяет выявить в раннем возрасте телок, которые в дальнейшем будут достоверно превосходить сверстниц по количеству молочного жира, белка и сухого вещества в молоке.
Для осуществления способа животное фиксируют в деревянном станке с целью достижения максимальной обездвиженности. На местах крепления электродов выстригают шерсть, затем кожу обезжиривают спиртом или эфиром и окрывают токопроводящей пастой. Активный электрод крепят на лобную долю озга животного, индифферентные электроды на коже фиксируют с помощью езиновых лент в районе 4-5 грудного позвонка (рисунок 19).
Рисунок 19 - Схема крепления электродов при омегометрии:
1- область крепления активного электрода;
2 - область крепления индифферентного электрода;
3 ↔- диагональное расположение электродов относительно
продольной оси.
Стабилизация исходного уровня омега-потенциала наступает в период от 1 до 6 мин. в зависимости от типологических особенностей высшей нервной дея- ельности, но сама величина исходного уровня есть величина постоянная на протяжении всей жизни. Исходный уровень омега-потенциала у животных; можно измерять, начиная с возраста одного месяца.
Эксперименты проводились на тёлках черно-пестрой породы. После измерения исходного уровня омега-потенциала животных разделили на три группы: с низким, средним и высоким исходными уровнями омега-потенциала. Животных всех трех групп содержали в одинаковых условиях, при одинаковом: уровне кормления. Каждая группа включала 20 голов. По результатам первой лактации лучшие показатели молочной продуктивности имели коровы со средним исходным уровнем омега-потенциала (таблица 24).
Таблица 24 - Зависимость молочной продуктивности от исходного уровня омега-потенциала
| Исходный уровень омега- потенциала | Количество голов | Удой за 305 дней лактации, кг | Жирность молока, % | Количество молочного жира за 305 дней лактации, кг |
| Низкий | 20 | 4607±136,7 | 4,0±0,12 | 184±5,4 |
| Средний | 20 | 4999±147,2 | 4,0±0,13 | 200±5,7 |
| Высокий | 20 | 4658±138,5 | 3,9±0,13 | 182±5,5 |
Различия в количестве молочного жира между коровами со средним исходным уровнем омега-потенциала и всеми остальными статистически достоверны (Р< 0,05). Это справедливо также для отличия в количестве молочного жира между коровами этого типа и средним значением этого показателя по всей группе 189±3,2 кг.
Выразив содержание белка и сухого вещества в удое за 305 дней лактации количественно в килограммах, получим статистически достоверные различия (таблица 25).
Таблица 25 - Содержание белка и сухого вещества
| Исходный уровень омега-потенциала | Количество голов | Содержание в удое за 305 дней лактации, кг | |
| белок | сухое вещество | ||
| Низкий | 20 | 153,9±4,6 | 572,2±20,24 |
| Средний | 20 | 169,5±4,74 | 646,4±22,01 |
| Высокий | 20 | 154,6±4,61 | 579,9±21,23 |
Различия между животными по количеству белка и сухого вещества выделяемого в составе молока за 305 дней лактации существенны в пользу коров со средним уровнем омега-потенциала. Это позволяет говорить об эффективности использования показателя уровня омега-потенциала как критерия для отбора лучших особей для формирования молочного стада.
Рассмотренные примеры характеризуют применение метода омегометрии в скотоводстве, но он универсален и, в принципе, может быть применен также к другим видам сельскохозяйственных животных.
4. Прогнозирование ранней продуктивности животных по костяку
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 928; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!