Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

       Федеральное государственное образовательное учреждение

    высшего профессионального образования

       Уральская государственная сельскохозяйственная академия 
 
 

Кафедра кормления и разведения сельскохозяйственных животных 
 
 

А.А. Комарова студентка 3 курса

факультета технологий животноводства 
 
 
 
 
 

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИНДИВИДУАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ ЖИВОТНЫХ

Курсовая работа

по разведению сельскохозяйственных животных 
 
 
 
 
 
 
 
 

Руководитель

кандидат биологических наук, доцент

Е.В. Шацких 
 
 
 
 
 
 
 

Екатеринбург

2008

      Оглавление

Введение………………………………………………………………………..3 

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

2. Факторы, влияющие на онтогенез…………………………………….…..15                                                                      

2.1. Наследственность…………………………………………………….   ..15

2.2. Факторы внешней среды…………………………………………….…..17

2.3.  Физиологическое состояние родителей……………………….. ……....20

2.4. Тренинг…………………………………………………………………...23

3. Закономерности индивидуального развития, установленные  Н.П.Чирвинским и А.А.Малигоновым………………………….……….….24

4. Проблемы управления онтогенезом……………………………………..30

Заключение…………………………………………………………………...38

Список литературы…………………………………………………………..40

Приложения………………………………………………………………..…42 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

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 ХХ века были познаны только самые основные закономерности роста и развития организмов, глубокая сущность которых наукой еще до конца не раскрыта¹¹.

      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 кратким повторением филогенеза. Последний реализуется в онтогенезе через наследственность, составляет основу онтогенеза и направляет его по пути, пройденному предками²².

     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 организм³³.

     В биологической науке неравномерность в развитии организма называется стадийностью развития. Сущность его заключается в смене требований развивающегося организма к условиям своего существования⁴⁴.

      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 существенное 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 желез⁵⁵.

      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 яйцевыми 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 яйцевые 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 брыжейки, поддерживающие внутренние органы. Некоторые ткани и органы образуются из разных зародышевых листков.

      Все основные формообразовательные процессы, в результате которых получается сложный 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) 

      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:

1. 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. 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 З--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 1,5 лет, свиньи --9--10 месяцев, лошади -- 3 года. К этому возрасту у животных формируются основные черты индивидуальности. Во время полового созревания животным требуются 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 массы тела животных всех видов особенно заметно происходит в первый год жизни. Масса телят с возрастом непрерывно увеличивается, но неравномерно: средние суточные приросты сначала повышаются, затем снижаются, а относительный прирост в начальный период возрастает, позднее постепенно падает. В дальнейшем после 18-месячного возраста абсолютные и относительные приросты продолжают постепенно уменьшаться (табл.2).

     Таблица 2

     Изменение веса телок в постэмбриональный период

     (по данным Е.Я. Борисенко)

      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. У свиней рост как осевого, так и периферического скелета проходит одинаково.

      Увеличение массы тела 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--2,5 года. В этом возрасте животные заводских пород имеют такой вес: лошади 500--700 кг, крупный рогатый скот 500--700, овцы 60--100 свиньи -200--240 кг. Многие животные достигают еще большей массы, а производители,  как правило, по живому весу превосходят маток. Масса 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 функций и продуктивности животных⁶⁶. 
 
 

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 открыто 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.