Закономерности индивидуального развития животных

Министерство общего и профессионального образования

Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого

Новгородский государственный сельскохозяйственный институт

Кафедра аграрной экономики

КУРСОВАЯ РАБОТА

по технологии производства и переработки

продукции животноводства:

« Закономерности индивидуального развития животных».

Выполнил студент гр.0435

Ефимова Мария Васильевна

Руководитель доцент

Семкив Лидия Павловна

Великий Новгород

2002

Содержание

Введение……………………………………………………………………..3

1.Сущность и основные закономерности онтогенеза…………………….5

2.Факторы, влияющие на онтогенез

2.1 наследственность………………………………………………..16

2.2 факторы внешней среды………………………………………..18

2.3 физиологическое состояние родителей………………………..21

2.4 тренинг…………………………………………………………..24

3. Закономерности индивидуального развития, установленные Н.П.Чирвинским и А.А.Малигоновым………………………….……….26

4. Проблемы управления онтогенезом…………………………………..32

Заключение………………………………………………………………...40

Список использованной литературы……………………………………..42

Приложения

Введение.

Повышение продуктивных качеств и совершенствование полезных биологических свойств сельскохозяйственных животных невозможны без глубоких знаний закономерностей их индивидуального развития.

Индивидуальное развитие животного организма – чрезвычайно сложный процесс. Он изучается зоотехнической наукой и практикой, медициной и многими биологическими науками – эмбриологией, анатомией, физиологией и др. До середины прошлого столетия большинство вопросов, касающихся онтогенеза изучались представителями данных наук изолированно и с узких позиций, специфичных для данной науки. В результате накоплен огромный, но разрозненный материал, охватывающий многочисленные стороны этой проблемы, не дающий, однако, фундаментальной основы для построения единой теории биологии развития. К концу 20 века были познаны только самые основные закономерности роста и развития организмов, глубокая сущность которых наукой еще до конца не раскрыта^¹.

Целью данной курсовой работы является оценка степени изученности данного вопроса, а также обобщение накопленных знаний об онтогенезе и факторах, влияющих на индивидуальное развитие животных.

В литературе, использованной мною при написании данной работы, освещены вопросы, касающиеся современного состояния проблемы онтогенеза; даны основные понятия роста и развития животных, рассмотрены методы изучения и анализа процессов роста, а также такие вопросы, как скорость роста, его продолжительность и периодичность. Кроме того, уделено большое внимание описанию основных закономерностей индивидуального развития и факторам, оказывающим наибольшее влияние на онтогенез: наследственность, факторы внешней среды, кормление и содержание, тренинг и т.д. А также достаточно подробно дано описание периодов онтогенеза: эмбрионального и постэмбрионального.

Создание животных желательного типа возможно только при учете закономерностей индивидуального развития и факторов, оказывающих на него влияние.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что знание закономерностей роста и развития является необходимым условием для создания животных желательного типа, обладающих необходимыми хозяйственно-биологическими признаками.

1. Сущность и основные закономерности онтогенеза.

Создание животных желательного типа возможно только при учете закономерностей индивидуального развития, учете факторов, оказывающих влияние на выращивание молодняка.

Термины «онтогенез» и «филогенез» ввел в биологию немецкий зоолог Е.Геккель. Он же сформулировал и обосновал биогенетический закон. Термин «онтогенез» означает процесс индивидуального развития особи, «филогенез» - история развития вида. Согласно биогенетическому закону индивидуальное развитие особи является как бы кратким повторением филогенеза. Последний реализуется в онтогенезе через наследственность, составляет основу онтогенеза и направляет его по пути, пройденному предками^².

Индивидуальное развитие организма (онтогенез) по определению Н.А.Кравченко – это совокупность количественных и качественных изменений, происходящих после оплодотворения яйцеклетки и образования зиготы, на протяжении всей жизни особи в соответствии с унаследованным ею генотипом и нормой реакции. Иначе онтогенез можно определить как совокупность возрастных морфологических, биохимических и физиологических изменений, протекающих в организме на протяжении всей жизни.

В онтогенезе организм претерпевает изменения роста и развития. Развивается организм в результате обмена веществ, при котором происходит рост и дифференциация органов и тканей, т.е. качественное усложнение структуры и функции организма.

Индивидуальное развитие организма совершается неравномерно. Оно разграничивается на определенные периоды, стадии, качественно отличные друг от друга. Стадии онтогенеза претерпевает любой живой организм^³.

В биологической науке неравномерность в развитии организма называется стадийностью развития. Сущность его заключается в смене требований развивающегося организма к условиям своего существования^⁴.

В жизни животных имеются два периода развития: эмбриональный

(с момента образования зиготы до рождения) и постэмбриональный (от рождения до смерти). В процессе развития животное приобретает видовые и породные свойства, а также присущую только ему индивидуальность, выражающуюся в особенностях конституции, темперамента и продуктивности (приложение 1).

На начальных этапах индивидуального развития рост организма протекает наряду с процессами дифференцировки органов и систем и находится под контролем многих факторов, среди которых существенной значение имеют продукты эндокринных желез. Развитие этих органов и начало их функции в ходе онтогенеза совершаются в определенной последовательности, и включение их в общие процессы жизнедеятельности тесно переплетается с функцией других органов и накладывает отпечаток на все дальнейшее развитие. В частности, характерные периоды более быстрого и замедленного роста в определенной степени связаны с периодическими сдвигами в функции эндокринных желез^⁵.

Развитие животных в эмбриональный период.

У животных различных видов эмбриональный период развития имеет следующую продолжительность (дней):

Вид животного В среднем Колебания

КРС……………………………….. 280 270-290

Овца и коза……………………….. 150 140-160

Свинья……………………………. 115 110-120

Лошадь…………………………… 340 320-360

Кролик…………………………… 30 25-35

Продолжительность эмбрионального развития животных колеблется в зависимости от породы, кормления и содержания самок. Например, у коров джерсейской породы она составляет в среднем 270 дней, ярославской — 276, симментальской и красной горбатовской — 280, абердин-ангусской — 285: у овец гемпширской породы — 144 дня, породы рамбулье —150. При хорошем кормлении и содержании животных продолжительность эмбрионального развития их потомства сокращается.

Животные размножаются половым путем, сущность которого заключается в слиянии половых клеток — женской и мужской, различающихся по своему строению, размерам и физиологическим функциям, в результате чего получается одна клетка.

Процесс оплодотворения состоит из трех стадий: встречи женской яйцеклетки с мужскими половыми клетками; проникновения сперматозоидов в яйцеклетку; слияния ядра яйцеклетки с ядром сперматозоида. Оплодотворенная яйцеклетка называется зиготой. С момента образования зиготы начинается индивидуальное развитие организма, которое можно разделить на следующие процессы: деление зиготы и возникновение органов и тканей; дифференциация — появление морфологических, биохимических и функциональных различий и органах и тканях; специализация — приспособление тканей и органов к выполнению определенных функций; интеграция — связь (корреляция) между тканями и органами, то есть соподчинение частей целому; адаптация — приспособление организма к условиям существования; периодизация — разделение индивидуального развития во времени на ряд последовательных стадий, отличающихся одна от другой уровнем дифференциации, специализации, интеграции и адаптации.

В эмбриогенезе животных выделяют три основных - периода. 3 а р о д ы ш е в ы й — от оплодотворения до полной имплантации эмбриона, то есть до формирования и функционирования плаценты. У коров он продолжается 35 дней, у овец — 30, у свиней — 25 дней. П р е д п л о д н ы й — от конца зародышевого периода. Длительность его у коров составляет 25—26 дней, у овец— 17—18, у свиней — 7—12 дней. П л о д н ы й — от конца предплодного периода до рождения животного. У коров он составляет 210—220 дней, у овец — 100—105, у свиней — 80—85 дней.

У животных оплодотворение яйцеклетки спермием происходит в первой трети яйцевода. При оплодотворении одной яйцеклетки развивается один зародыш, при оплодотворении большего числа клеток формируется два, три и больше зародышей. Иногда из одной оплодотворенной яйцеклетки зарождается двойня. Зигота первые двое-трое суток находится в яйцеводе и окружена яйцовыми оболочками. Затем зародыш перемещается в рог матки, задерживается трети яйцевода. При оплодотворении одной яйцеклетки развивается один зародыш, при оплодотворении большего числа клеток формируется два, три и больше зародышей. Иногда из одной оплодотворенной яйцеклетки зарождается двойня. Зигота первые двое-трое суток находится в яйцеводе и окружена яйцовыми оболочками. Затем зародыш перемещается в рог матки, задерживается в складках ее стенок, прикрепляется к ним и остается здесь до рождения. У свиней и овец при оплодотворении нескольких яйцеклеток зародыши равномерно распределяются между обоими рогами матки в линейном порядке, на определенном, примерно равном расстоянии один от другого. В рогах матки зародыш теряет яйцовые оболочки, образует трофобласт, через который получает питание — секрет материнских желез.

Развитие зародыша происходит путем многократных количественных и качественных изменений. Оно начинается с деления зиготы, называемого дроблением, что ведет к увеличению массы тела. Затем возникают зародышевые листки (дермы): наружный — эктодерма, внутренний — энтодерма и средний — мезодерма. Каждый зародышевый листок дает начало определенным тканям и органам. Эктодерма образует кожу со всеми ее роговидными производными (волосы, перья, пух, копыта), нервную трубку, из которой развивается, нервная система и органы чувств: зрения, слуха, обоняния. Из энтодермы формируется пищеварительная система, легкие, печень, поджелудочная железа; из мезодермы — скелет, мускулатура, соединительная ткань, кровеносная система, сердце, почки, серозные покровы внутренностей и брыжжейки, поддерживающие внутренние органы. Некоторые ткани и органы образуются из разных зародышевых листков.

Все основные формообразовательные процессы, в результате которых получается сложны» организм, проходят в зародышевый период, в конце которого уже ясно выявляется вид эмбриона: уже можно различать развивающегося теленка, ягненка, поросенка, жеребенка, то есть зародыш в своем строении имеет основные видовые признаки. В предплодный и плодный периоды связь между эмбрионом и матерью осуществляется через плаценту. В эти периоды у животных происходит интенсивный рост и усложнение организма путем функциональной и морфологической дифференциации, специализации и интеграции, в результате чего к концу плодного периода животное имеет не только видовые, но и породные особенности.

В течение всего эмбрионального развития увеличение тканей, органов и живого веса зародыша протекает неравномерно. Ткани и органы по скорости роста можно разделить на три группы. К группе тканей и органов с наибольшей интенсивностью роста относятся кожа, мышцы, сердце, кишечник и поджелудочная железа; со средней скоростью роста — кровь, селезенка, желудок, почки; со слабой интенсивностью — головной мозг, легкие, печень, семенники, яичники и щитовидная железа. Скорость увеличения веса животного самая большая в зародышевый период. Зигота имеет вес менее миллиграмма, через месяц вес зародыша увеличивается в несколько сот раз. В дальнейшем скорость роста веса уменьшается (табл.1).

Таблица 1

Изменение веса теленка в эмбриональный период (по данным Г.А. Шмидта)

Возраст (месяцев)

Вес (кг)

Кратность

увеличения

веса за каждый

месяц

Возраст

(месяцев)

Вес (кг)

Кратность

увеличения

веса за каждый

месяц

0,0000005

0,0003

0,013

0,150

0,820

600,0

43,3

11,5

5,5

2,80

7,0

16,0

27,0

35,0

3,4

2,5

2,3

1,7

1,4

Из таблицы видно, что за первый месяц вес зародыша теленка увеличивается в 600 раз, за второй – лишь в 43,3, а за девятый – только в 1,4 раза. Но абсолютный весовой прирост теленка происходит главным образом в плодный период, зародыш весит только 2,8 кг, а к моменту рождения вес теленка достигают 35 кг и более. Аналогичная закономерность в увеличении веса наблюдается и у животных других видов. По данным П. Д. Пшеничного и А. И. Лопырина, в 30-дневном возрасте зародыш поросенка имеет вес всего лишь 2 г, зародыш ягненка — менее 1 г, в два месяца соответственно 110 и 70 г, в момент же рождения поросенок весит 1,3 кг, а ягненок—4,3 кг.

Скорость увеличения линейных размеров животного также самая большая в зародышевый период. Зигота, величина которой находится в пределах сотых миллиметра, через 8—10 дней достигает размера миллиметра, а через месяц — нескольких сантиметров. Линейные размеры в эмбриональный период изменяются у животных различных видов неодинаково. Различают три типа роста скелета:

более интенсивный рост периферического скелета;
2) более интенсивный рост осевого скелета:
3) одинаковая скорость роста осевого и периферического скелета. Неравномерность развития осевого и периферического скелета определяет форму сложения животного при рождении.

Первый тип роста скелета присущ крупному рогатому скоту, овцам и лошадям. У них наиболее сильно растут кости конечностей и менее интенсивно позвоночник, ребра, грудная и тазовая кости (рис. ) В эмбриональный период наибольшего развития к моменту рождения достигают конечности в длину, затем с последовательным уменьшением идут длина туловища, глубина грудной клетки (40%), ширина грудной клетки (35%), ширина в маклоках (30%). В результате неравномерного развития осевого и периферического скелета новорожденные телята, ягнята и жеребята и другие имеют определенный тип сложения. Для телят, например, характерна высоконогость, короткое и узкое (плоское) туловище и относительно короткая и широкая голова. Сложение травоядных животных выработалось в процессе их эволюции. В условиях дикой природы это имело важное приспособительное значение, так как благодаря такому сложению молодняк сразу же после рождения мог следовать за матерью и спасаться от хищников. Второй тип роста скелета наблюдается у собак и кошек. Поэтому при рождении они оказываются коротконогими, неспособными вначале к быстрым передвижениям. Третий тип роста скелета имеют свиньи.

Количественные и качественные изменения и превращения, происходящие в эмбриональный период, приводят к формированию из зиготы сложного организма, имеющего все основные видовые и породные признаки и разнообразные функции, что и дает ему возможность существовать после рождения в новых для него условиях.

Развитие животных в постэмбриональный период.

Постэмбриональное развитие животных делится на следующие пять периодов.

1. Период новорожденности—от рождения животного до наступления относительной его независимости от матери и способности к самостоятельному существованию. Продолжительность его у животных разных видов составляет 15—20 дней. В это время основной, а часто и единственной пищей служит молоко матери. В организме животного резко усиливается интенсивность обмена веществ, развивается физическая теплорегуляция, существенно меняются ферментативные функции организма. На основе безусловных рефлексов у молодняка вырабатываются условные рефлексы, обеспечивающие единство и взаимосвязь организма со средой.

2. Молочный период длится до отъема молодняка от матери или до прекращения выпойки ему молока: у телят до 5—6 месяцев, у ягнят до ЗЅ—4, у поросят до 2 и у жеребят до 6—8 месяцев. В это время наряду с молоком, которое продолжает оставаться для животных основной пищей, они начинают поедать различные растительные корма, что способствует развитию у них пищеварительного аппарата.

3. Период полового созревания начинается в послемолочный период и продолжается до того момента, когда животные становятся способными воспроизводить потомство и идут в случку: крупный рогатый скот и овцы в возрасте 1Ѕ лет, свиньи —9—10 месяцев, лошади — 3 лет. К этому возрасту у животных формируются основные черты индивидуальности. Во время полового созревания животным требуются особенно полноценное кормление и хорошее содержание, так как от этого зависит их дальнейшая продуктивность.

4. Период зрелости наступает, когда животные начинают давать продукцию, размер которой постепенно возрастает и достигает максимальной величины. У крупного рогатого скота в возрасте от 5 до 10—12 лет, у овец — от 2 до 6—7 и у свиней — от 2 до 5—6 лет.

5. В период старения воспроизводительная способность и продуктивность животных постепенно снижаются.

При рождении жеребята в среднем весят 40—60 кг, телята — 25—40, ягнята—3—5, поросята— 1—1,5 кг. Вес животных при рождении зависит от породы, пола новорожденного, веса и возраста матери, от кормления ее в период беременности. От коров симментальской породы телята рождаются более крупными, чем от коров красной степной породы. Самцы имеют вес на 10—12% больше, чем женские особи. От более крупных матерей (в пределах одной и той же породы) появляется и более крупное потомство. Матки среднего возраста дают молодняк, вес которого больше по сравнению с потомством, полученным от более молодых и старых животных. При хорошем кормлении маток в период беременности рождаются более тяжелые телята, ягнята, поросята и жеребята. У многоплодных животных (свинья и овца) вес новорожденных зависит также от числа рождающегося потомства. Более крупные при рождении телята, ягнята, поросята и жеребята являются, как правило, более крепкими и жизнеспособными, они интенсивнее развиваются и менее подвержены заболеваниям. В постэмбриональный период у животных происходит дальнейшее развитие отдельных систем и органов, увеличение живого веса и линейных размеров. Выше указывалось, что в эмбриональный период различные ткани и органы развиваются с разной интенсивностью: одни с большей, другие с меньшей. В постэмбриональный период увеличение многих тканей и органов находится в обратной последовательности, то есть ткани и органы, которые в эмбриональный период развивались менее интенсивно, в постэмбриональный развиваются сильнее и наоборот. Увеличение веса животных всех видов особенно заметно происходит в первый год жизни (табл. 5). Вес телят с возрастом непрерывно увеличивается, но неравномерно: средние суточные привесы сначала повышаются, затем снижаются, а относительный прирост в начальный период возрастает, позднее постепенно падает. В дальнейшем после 18-месячного возраста абсолютные и относительные привесы продолжают постепенно уменьшаться (табл.2).

Таблица 2

Изменение веса телок в постэмбриональный период

(по данным Е.Я.Борисенко)

Возраст

(месяцев)

Вес (кг)

Кратность увеличения

веса за каждый месяц

Средний суточный привес (г)

Относитель-

ный прирост

(%)

34,5

52,9

74,0

98,1

125,6

150,9

175,9

252,1

322,0

371,7

425,4

1,53

1,40

1,33

1,28

1,20

1,17

1,14

1,09

1,05

1,04

613

703

803

917

844

833

847

777

552

596

42,1

33,2

28,0

24,6

18,3

15,3

11,9

8,1

4,8

4,5

У травоядных животных (крупный рогатый скот, овцы и лошади) интенсивнее растут кости осевого скелета: позвоночник, ребра, грудная и тазовые кости, обусловливающие глубину и ширину туловища, и менее заметно периферический скелет, то есть конечности. Ширина в маклоках увеличивается на 70%, ширина грудной клетки — на 65, глубина грудной клетки — на 60, длина туловища — на 55, длина конечностей — только на 30%. Такое неравномерное развитие отдельных частей скелета с возрастом приводит к большим изменениям пропорций тела животных. Сопоставление силуэта теленка и коровы показывает, что взрослые животные по сравнению с молодыми более низконоги, туловище у них растянуто и более глубокое и широкое (рис. 12). У свиней рост как осевого, так и периферического скелета проходит одинаково.

Увеличение веса и линейных размеров у животных заканчивается в следующем возрасте: у крупного рогатого скота и лошадей в 5—6 лет, у свиней и овец в 2—2Ѕ года. В этом возрасте животные заводских пород имеют такой вес: лошади 500—700 кг, крупный рогатый скот 400—700, овцы 60—100 свиньи -200—240 кг. Многие животные достигают еще большего веса, а производители, как правило, по живому весу превосходят маток. Вес взрослых животных зависит от их породы, содержания и кормления, а также от продолжительности роста (приложение 2). В дальнейшем, в процессе старения животных, в их организме содержание минеральных веществ увеличивается, а количество воды уменьшается. В результате этого происходит высыхание клеток и тканей, утончение мускулатуры и кожи, организм уменьшается в весе и величине (старческая атрофия). Параллельно с этими процессами происходит снижение воспроизводительных функции и продуктивности животных^⁶.

2. Факторы, влияющие на онтогенез.

2.1 Наследственность.

Формирование и наследование признаков у животных обусловлены определенными генами. Многие признаки, характеризующие животное в целом (рост, масса тела, продуктивность, конституция и экстерьер), формируются в результате сложного взаимодействия многих генов. При этом важны также породные особенности отца и матери, затрагивающие внутреннее строение организма.

Роль отцовского и материнского организмов в формировании признаков неодинакова. Впервые это было вскрыто И.В.Мичуриным на растениях, а несколько позднее выявлено у животных. Наглядный тому пример – результат скрещивания карликовых лошадей – шетландских пони – с животными одной из самых крупных пород – шайрами. Когда матерями были кобылы пони, помесное потомство рождалось почти таких же размеров, как чистопородные пони; при обратном же скрещивании помесные жеребята от кобыл шайр почти не уступали по своей массе при рождении чистопородным жеребятам этой породы: их масса в 3 раза превышала массу сверстников от матери пони. В дальнейшем эта разница заметно уменьшалась, но и к 4-летнему возрасту помеси от крупных шайрских кобыл в 1,5 раза превышали по массе своих сверстников, полученных от матерей пони.

Стойко наследуются особенности отдельных частей организма, форма вымени передается дочери от матери. Известно также немало серьезных пороков вымени коров (полное отсутствие или очень сильное недоразвитие одной или двух передних четвертей вымени, сращивание двух сосков на одной половине вымени и т.п.), происхождение которых обусловлено наследственностью. Накоплено большое количество данных о наследовании многих хозяйственно-полезных признаков у животных.

О влиянии материнской породы свиней на массу приплода при рождении и его развитие до отъема свидетельствуют данные по реципрокному скрещиванию мелких свиней Англии с животными породы ландрас

(таблица 3)^⁷.

Таблица 3

Преимущественное влияние материнской породы свиней на массу приплода при рождении и при отъеме.

Порода

Масса поросят (кг)

отца

матери

При рождении

При отъеме

Ландрас

Местная

Ландрас

Местная

Ландрас

Местная

1,60

1,28

1,08

0,94

14,36

14,68

11,82

10,19

2.2 Факторы внешней среды.

Наследственность направляет развитие организма и обусловливает его породные и индивидуальные признаки, в том числе и хозяйственно полезные качества, что подтверждается следующими примерами. Выращенные на ферме в одинаковых условиях кормления и содержания симментальские коровы отличаются друг от друга по удою молока. При среднем удое 3000 кг в год в стаде есть коровы, которые дают 4000—5000 кг молока, а также животные с удоем 1500—2000 кг. Коровы отличаются и по содержанию жира в молоке, которое у них варьирует от 3,5 до 4,5%. Овцы различаются по настригу, длине и тонине шерсти, свиньи — по плодовитости и молочности, лошади — по резвости. На коневодческой ферме орловских рысаков одни из них имеют посредственную, другие — хорошую, а третьи — рекордную резвость.

Таким образом, в любом стаде одни животные лучше, другие хуже. Это различие между ними обусловливается их наследственностью (генотипом). Генотип определяет реакцию организма на внешние условия. Животные с разными генотипами по-разному реагируют на условия среды и поэтому в большей или меньшей степени отличаются друг от друга.

О. А. Иванова приводит следующий пример о молочной продуктивности выращенных в одинаковых условиях симментальских коров-дочерей и коров-внучек трех быков, находившихся в одни годы в условиях умеренного кормления, в другие — обильного, а также продуктивности потомства тех же быков, но выращенного и датировавшего в условиях обильного кормления. При умеренном кормлении коровы — потомки быков Цезаря, Наследника 1 и Биса имели одинаковую продуктивность (2882, 2889 и 2860 кг молока). Те же коровы при обильном кормлении довольно значительно отличались друг от друга (удой их составлял 4394, 4843 и 4989 кг). Потомки быка Биса при умеренном кормлении давали молока на 22 кг меньше, чем потомки Цезаря, а при обильном кормлении превзошли дочерей Цезаря на 504 кг. Еще выше оказалась разница в продуктивности потомства, выращенного и лактировавшего при обильном кормлении (4951, 5201 и 5663 кг), то есть потомки Биса превышали дочерей Цезаря по надою молока на 722 кг, а дочерей Наследника 1 – на 462 кг. Как видно, с улучшением кормления потомство Цезаря увеличило продуктивность

на 2059 кг, Наследника 1 — на 2302, а Биса — на 2803 кг. Таким образом, реакция на улучшение кормления у животных этих групп была неодинаковой, что объясняется различиями их наследственных задатков, полученных от родителей. В формообразовательных процессах важная роль принадлежит нервной и эндокринной системам, которые являются внутренними регуляторами индивидуального развития животных.

Внешняя среда способствует или препятствует развитию наследственно обусловленной способности животных проявлять ту или иную продуктивность. Под ее влиянием характер развития признаков у животных, особенно