Koncept ontogeneze

Ontogeneza - individualni razvoj posamezniki, vse zaporedne preobrazbe živega organizma od trenutka njegovega nastanka do konca življenja. Ontogeneza poteka na genetske osnove pod stalnim in večsmernim vplivom dejavnikov zunanje okolje. Zunanje okolje se ne nanaša le na enostavno nadzorovane pogoje pridržanja, temveč tudi na vse dejavnike zunaj samega organizma. Za plod v maternici sam materin organizem ni samo vir življenja, ampak tudi dejavnik okolja. Po rojstvu je ta dejavnik »odnos« med pujsko in materjo, med pujski v gnezdu. Vsi ti trenutki igrajo veliko vlogo v njihovem življenju, zlasti pri oblikovanju vedenja živali. Glavne značilnosti ontogeneze so kontinuiteta, periodičnost in smer, ki jih strogo nadzoruje genotip.

Dejavniki ontogeneze

Ontogeneza je v splošnem izvajanje programa rasti in diferenciacije vseh notranji sistemi, zagotavljanje njihove celovitosti in podrejenosti drug drugemu in telesu, njegovim splošnim potrebam. Toda ontogeneza ni preprosto ponavljanje poti in načinov obstoja prejšnjih generacij, temveč en sam in celo edinstven, poseben odraz molekularne genetske in organizmske ravni evolucije določene vrste. Zato se zdi nujno shematsko prikazati, kako poteka mehanizem dedovanja osnovnih značilnosti in lastnosti, ki skupaj uravnavajo razvojne procese.

Geni

Gen velja za enoto dednosti in najpreprostejša shema razvoj leži v formuli "gen - encim - lastnost". Znano pa je, da je sam gen kompleksna struktura, sestavljena iz strukturnih in regulatornih delov. Zaradi dejstva, da ima strukturni del genov kompleksna struktura z različne številke nukleotidov v razmerju do aminokislinskih ostankov se pojavi možnost prekinitve genov in rekombinacije njihovih delov, kar lahko privede do nastanka novega gena.

Razvoj katere koli lastnosti je na začetku nadzorovan z enim ali več geni ( lastnosti kakovosti) ali veliko genov (kvantitativne lastnosti). Vsak od njih ima strogo specifičnost delovanja: diskretnost - sposobnost preureditve, poligenost - interakcija z drugimi geni, pleiotropija - vpliv na druge lastnosti. Te lastnosti gena so povezane z njegovo kemično aktivnostjo kot kompleksne spojine.

Gene vsebuje vsak celično jedro, natančneje v kromosomih jedru, zato jih ima vsak posameznik ogromno in obstaja veliko možnosti za interakcije genov. To daje razlog za domnevo, da je vsak organizem edinstven, ta edinstvenost pa je določena z interakcijo genotipov z okoljem. Kljub temu lahko govorimo o določenem tipu razvoja osebkov podobnega izvora v razmeroma enakih življenjskih razmerah, saj je njihov genom praktično enak, prav tako njihov genotip (skupek dednih nagnjenj), ta podobnost pa se uresničuje v fenotipu v istem habitatu.

Ko se celice delijo, se dedni princip med njimi enakomerno porazdeli, geni so katalizatorji znotrajceličnih reakcij. Posledično se v celicah tvorijo encimi in hormoni - kemične spojine, odgovorne za znotrajcelično presnovo in energijo. Pride do specializacije celic, kar povzroči nastanek organov in tkiv, ki se med seboj razlikujejo ne le po specifičnosti, ampak tudi po različnih hitrostih nastajanja. Končno kompleksne biokemične reakcije v tkivih vodijo do nastanka procesov v celem telesu. Na točno določenih stopnjah razvoja se vklopijo (ali izklopijo) posamezni geni ali njihove skupine, ti vklopi (ali izklopi) so odvisni od koncentracije encimov ali hormonov, aktivnost hormonov pa od kakovosti in stopnje intersticijskih reakcij. Po drugi strani pa za reakcije na organizem in ravni tkiva je šlo dobro, potrebna je oskrba od zunaj (s hrano in vodo) hranila, za normalno asimilacijo pa so potrebni tudi drugi pogoji (temperatura okolja, vlaga, svetloba itd.). Na tej ravni na potek in pravilnost metabolizma vpliva stanje živčnega sistema, ki signalizira skladnost življenjskih pogojev s splošnim fiziološkim stanjem telesa.

V tem zapletenem neprekinjenem procesu metabolizma in energije lahko pride do motenj na kateri koli ravni ontogeneze: na molekularni genetski ravni - v obliki mutacij; na celičnem in tkivnem - v obliki bolezni; na ravni organizma - v obliki okvarjenega fenotipa. Program ontogeneze se razvije s poskusi in napakami med mikroevolucijo, zgodovinskim razvojem določene vrste. Genotip kot dedna osnova ontogeneze predvideva visoko ponovljivost v generacijah in je osnova predvidljivega, usmerjenega in nadzorovanega procesa.

Fenotip je realiziran genotip, vendar pa so zelo pomembni tudi paratipski razvojni dejavniki, tj. pogoji za krmljenje in zadrževanje živali. Okolje na telo vpliva neprekinjeno in celovito, zato je nemogoče ločiti genotip od okolja. Razumevanje tega je akademika M. F. Ivanova pripeljalo do logične in preproste formule: "Najboljše genotipe je treba iskati med najboljšimi fenotipi."

Vpliv okolja na ontogenezo

Ontogeneza posameznika vključuje transformacijo zunanji dejavniki razvoj v notranje. Diferenciacijo notranjih sistemov telesa spremlja nenehno vzpostavljanje optimalnega ravnovesja med sistemi. Sposobnost telesa za avtoregulacijo je dedno določena in fiksirana dolga evolucija, se kaže v obliki homeostaze, tj. tekočinsko ravnovesje med organizmom in okoljem.

Okolje je kompleksen niz pozitivnih in negativnih dejavnikov. Ker pa ta kompleks nenehno vpliva na telo skozi vse življenje živali, lahko ontogenezo obravnavamo kot odziv telesa na delovanje okoljskih dejavnikov. Prvič je idejo o interakciji med genotipom in okoljem izrazil izjemni znanstvenik akademik I. I. Shmalgauzen.

Periodizacija ontogeneze

Razvoj vsakega posameznika je treba upoštevati v primerjavi s podobnimi kazalniki skupine živali in v nadzorovanih okoljskih pogojih. Ta analiza razkriva dejavnik interakcije "genotip - okolje", rezultat katerega je sama ontogeneza.

V zvezi s prašiči in drugimi vrstami domačih živali ločimo prenatalno (embrionalno, maternično) in postnatalno (postembrionalno) obdobje razvoja. Prenatalni razvoj je razdeljen na faze: embrionalni (od trenutka oploditve jajčeca do 18. dneva brejosti svinje), prefetalni (do 32. dneva razvoja) in fetalni (do trenutka rojstva). Pri prašičih fetalna faza predstavlja približno 20 % razvoja maternice, pri govedu pa približno 35 %.

V postnatalnem obdobju se uporablja periodizacija glede na tehnologijo vzreje: mlečno obdobje, vključno s fazo novorojenčkov (do 7-10. dan po rojstvu), faza krmljenja z mlekom (pred odstavitvijo pujskov od matere) in po odstavitvi. faza vzreje pujskov in pitanje. Periodizacija se uporablja tudi glede na značilnosti tvorbe večja aktivnost: prvo obdobje - od rojstva do začetka pubertete pri 4-5 mesecih starosti; drugo je obdobje pubertete (do 7-8 mesecev starosti) in obdobje odraslosti prašiča.

Pri kateri koli klasifikaciji obdobij ontogeneze je treba poudariti najpomembnejše vidike življenjske aktivnosti v teh obdobjih, med njimi - nastanek nevrohumoralnega sistema, sposobnost normalne reprodukcije potomcev in sposobnost prilagajanja. Posledično je glavna stvar pri razvrščanju narava odnosa organizma z okoljem, ki se kaže v vrsti in stopnji metabolizma in energije danega posameznika ali skupine posameznikov, in vir teh sprememb. so prehranski dejavniki, stanje zunanjega okolja, struktura skupnosti (skupin, čred) živali.

V zvezi s tem je sprejemljiva periodizacija postembriogeneze K. B. Svechina z nekaterimi pojasnili in dodatki, v kateri se razlikujejo obdobje mladosti (od rojstva do prenehanja rasti), obdobje zrelosti in obdobje staranja. Obdobje mladosti zajema faze novega rojstva, hranjenja z mlekom, hranjenja po mleku (pri prašičih je to vzreja odstavljenih pujskov, ne glede na to, ali pujsek dobiva mleko ali ne), puberteto. Zadnja faza razvoja v normalne razmere značilna je najbolj intenzivna rast živali glede na telesne mere in težo. V obdobju zrelosti plemenske živali kažejo največjo produktivnost. Ontogeneza se konča z obdobjem staranja, razvoj pa gre v nasprotno smer. V živinoreji se stare živali redko uporabljajo, saj se njihova produktivnost zmanjšuje, vzdrževanje zdravja pa zahteva znatne in pogosto neupravičene stroške.

Razvoj posameznika vključuje procese rasti in diferenciacije, ki ju ni mogoče ločiti. Ta kompleks zagotavlja celovitost telesa in enotnost s pogoji okolju. Razmislimo o ontogenezi prašiča po obdobjih in fazah razvoja.

Zigota, velika 140-160 mikronov in sferične oblike, ki je nastala kot posledica zlitja zarodnih celic, se začne hitro deliti. Po 20-24 urah so nekatere zigote na stopnji 2-4 blastomerov in v dveh dneh po gibanju vzdolž jajcevoda - na stopnji 2-8 blastomerov.

Tretji dan zigote vstopijo v maternico in imajo že 4-8 blastomerov; Na prerezu pod mikroskopom je jasno viden embrioblast, tj. zarodek, prekrit z eno vrsto celic, ki tvorijo trofoblast, ki zagotavlja prehrano zarodka. Od tega trenutka naprej se zarodek hrani z izločki maternice (organa).

5. dan zarodek vstopi v fazo blastule (mehurčki), ki se raztegnejo zaradi vstopa hranilne mase v zarodek iz maternične votline. 6. dan prozorna membrana poči, zarodek se sprosti in se začne močno povečevati. V tej fazi se zarodki zelo razlikujejo po velikosti.

9. dan blastociste izgubijo sferične oblike, vsebujejo zarodne plasti. Embrioblast se diferencira v ekto- in endoderm, med njima se pojavijo mezodermne celice, trofoblast pa hitro raste in se spremeni v amnion, ki obdaja zarodek. Rumenjak nastane iz celic mezoderma, ki skupaj z notranja površina Trofoblast prodira v mrežo krvnih žil. V tem času je zarodek dolg 10-12 mm in širok približno 3 mm.

13-14 dan se zarodek raztegne v nit do 7 cm s premerom 104 mikronov. Pozneje zarodek spremeni obliko: njegova dolžina se močno zmanjša, vendar se njegova debelina poveča. Implantacija zarodkov v rogove maternice se konča do 18. dne, kar pomeni konec embrionalnega obdobja razvoja.

14. dan se v zarodku pojavijo prvi somiti, iz katerih nastanejo vretenca. Takrat so vse zarodne plasti jasno diferencirane. Iz ektoderma nastane zunanji epitelij telesa, mlečne žleze, lojnice in znojnice, ščetine in kopita, črevesni epitelij, zobna sklenina in celotno živčevje. Iz endoderma nastanejo prebavni trakt, trebušna slinavka, ščitnica in obščitnice, dihala in srednje uho. Iz mezoderma izhajajo skelet in skeletne mišice, srce, gladke mišice, vezivno tkivo krvnih žil, krvne celice, skorja nadledvične žleze, poprsnica in peritonej, osrčnik, reproduktivni in sečni organi.

20. dan so glavni organi ploda jasno vidni; mezonefros je velika masa tkiva v primerjavi z velikostjo celotnega zarodka; možgani so že razdeljeni na pet delov in prisotnih je vseh 12 parov kranialnih živcev. Srce se iz cevi spremeni v štiriprekatni organ. V tem obdobju igrajo jetra življenjsko pomembno vlogo v oskrbi ploda s krvjo, saj skozi njo teče vsa placentna kri.

Tako v embrionalnem obdobju pri prašičih poteka glavna tvorba vseh sistemov in organov in začne delovati posteljica. Zarodki se precej jasno razlikujejo po kakovosti diferenciacije (predvsem po velikosti telesa). Ta čas predstavlja do 75 % skupne izgube plodove pred prasitvijo. Eden od glavnih razlogov za smrt zigote in zarodkov se šteje za manjvrednost zarodnih celic in nezadostno velikost jajčec v času oploditve. Tretjina izgub je posledica sprememb v kromosomih, pa tudi povišanja telesne temperature svinje nad 40 °C v prvih 13 dneh po osemenitvi. Visoka zunanja temperatura zraka (32-39 ° C) povzroči smrt zigote v prvih dveh dneh po oploditvi. Kritično obdobje opazimo 6-7 dan nosečnosti, ko membrana blastociste poči in so embrionalne celice v neposrednem stiku z materničnim okoljem. Odstopanja od normalnega hormonskega vzorca matere negativno vplivajo na preživetje zarodkov.

Velik vpliv na preživetje ima potek implantacije od 10. do 24. dne ter kapaciteta in gibljivost maternice med placentacijo.

V predfetalnem obdobju, ki ne traja več kot dva tedna, se oblikujejo krvna središča - jetra in ledvice, nato limfoidni organi in nazadnje kostni mozeg. V tem obdobju rdeče krvne celice predstavljajo 20% celotnega volumna krvi, njihova koncentracija je 560 tisoč / mm 3, medtem ko ima večina celic jedra, ki se kasneje nadomestijo z jedrimi. Zaplet se nadaljuje morfološki sistemi, zlasti v 28-30 dneh nosečnosti. Zametki mlečnih žlez so že vidni, poteka diferenciacija testisov in jajčnikov. Teža ploda na 30. dan razvoja je 1,5 ± 0,05 g, dolžina 25 ± 0,3 mm, zarodek vsebuje približno 95% vode, suha snov pa 68% beljakovin. V petem tednu nosečnosti se zaključi prehod na placentno prehrano ploda.

Za fetalno obdobje embriogeneze so značilni aktivni procesi diferenciacije in rasti ploda: 51. dan se masa poveča 33-krat, 72. - skoraj 150-krat, vsebnost vode se zmanjša za 7%, zaradi okostenitve koncentracije v telesu večkrat poveča kalcij, nekoliko manj fosforja. Najbolj opazne spremembe so morfološki parametri krvi. Za endokrinologijo, tj. delovanje žleze notranje izločanje plodov, ima velik vpliv hranjenje brejih matic. Rastni hormon je bil odkrit v plodovih že 50. dan, gonadotropna aktivnost hipofize pa 80. dan, nadledvične žleze so bile popolnoma oblikovane do 70. dne. Ščitnični hormoni se pojavijo veliko prej – 52. dan. V zgodnji fetalni fazi se že pojavijo medpasemske razlike v razvoju okostja in njegovih delov. Na naravo embriogeneze, zlasti v zgodnjih fazah, vplivajo notranji tipi telesa svinj: pri svinjah lojnega tipa so izgube zarodkov za 2,4% višje kot pri svinjah mesnega tipa.

V prenatalnem in zlasti fetalnem obdobju je glavni vzrok smrti plodov njihova okužba skozi materino telo, pa tudi alergije in hormonske motnje pri materi. Odmiranje se kaže v obliki mumifikacije ali maceracije (utekočinjenja) plodov, pri mikrobni okužbi pa pride do gnitja plodov.

Zaradi intenzivne rasti v zadnji tretjini nosečnosti je glavni vzrok odmiranja ploda tudi placentna insuficienca, tj. kršitev normalnega razmerja med velikostjo in številom plodov na eni strani ter velikostjo maternice in posteljice na drugi. To pojasnjuje manjše število rojstev mladih, zlasti majhnih, matic v primerjavi z odraslimi in velikimi.

Embriogeneza

Embriogeneza določa kakovost plodov ob rojstvu, glavno merilo ki je sposobnost novorojenega pujska, da se zoperstavi škodljivim vplivom okolja novo okolje. V primerjavi z drugimi vrstami domačih živali je novorojeni pujsek videti zelo nepopoln, fiziološko nezrel. Ta nepopolnost je posledica številnih dejavnikov.

1. Zaradi relativno kratke brejosti (10-15 % trajanja poporodne rasti) tvorba kostnih struktur pri pujskih še zdaleč ni končana: okostje ob rojstvu je sestavljeno iz 30 % hrustanca, kostni mozeg pa 26 %. skeletna masa. V črevesnem soku ni proste klorovodikove kisline, zaradi česar se mikroflora v želodcu intenzivno razvija.
2. Predložil V.G. Yanovich et al., se vsebnost glikogena v jetrih močno zmanjša in skeletne mišice. Ne glede na preskrbo s hranilnimi snovmi s kolostrumom se raven glukoze v krvi v prvih dveh dneh življenja zmanjša za 10 ali večkrat. Zato je že kratka zamuda s prvim hranjenjem za pujske škodljiva. Poleg tega pujski, ki dojijo svojo mater, sproščajo oksitocin.
3. Pri šibkih pujskih pogosto opazimo delne gube pljučnega tkiva, kar je ena od reakcij na spremembe temperature zraka. Kislinsko-bazična raven krvi se na splošno močno spremeni, acidoza je značilna za pujske. Še posebej nevarni sta prvi 2 uri po porodu.
4. Na 1 kg telesne teže pride 900 cm 2 površine kože brez strnišča s slabo razvitim podkožjem. Hkrati se raven glukoze v krvi hitro zniža in telo izgublja vodo. Vse to povzroči izgubo notranje toplote.
5. Zgoraj navedeni dejavniki kažejo na nepopolnost mehanizma termoregulacije pri pujskih. Kemična termoregulacija se vzpostavi šele po 20. dnevu življenja pujska in je prvi teden po prasitvi popolnoma odsotna.
6. Pomanjkanje protiteles vodi do bronhopnevmonije, zlasti v kombinaciji z nizkimi temperaturami in visoko vlažnostjo v zaprtih prostorih. Lipidi predstavljajo le 1% telesne teže, kar je nekajkrat manj kot pri drugih vrstah novorojenih živali.
7. Pujski se rodijo z majhnim srcem (1 % telesne teže), majhnim volumnom krvi (8,6 g na 100 g telesne teže) in razmerjem med sistolo in diastolo 1:1, medtem ko je pri drugih vrstah novorojenih živali temu bližje. na 2:1. Ob zaužitju kolostruma se volumen krvi hitro poveča na 9,5-10 ml in se do 2-3 tednov starosti postopoma zmanjša na 7,1-7,4 ml/100 g telesne teže.
8. Aktivnost nadledvične skorje doseže svoj maksimum v prvi lenobnosti življenja. Predložil V.P. Urbana, humoralni zaščitni faktorji - vitamin A in serumske beljakovine - imajo najnižje vrednosti pri pujskih, nato se močno povečajo do 4. dni in od 10. dan mine njihov upad. Celični dejavniki naravne odpornosti (T- in B-limfociti, peroksidazna aktivnost levkocitov) se po rojstvu ponavadi povečajo.
9. Slabokrvnost, tj. zmanjšanje vsebnosti hemoglobina v krvi po rojstvu je običajno za pujske, zlasti tiste iz zimskih prasitev.

torej faza novorojenčka je značilen prehod iz intrauterinega v samostojni obstoj, kar določa njegov pomen in pomen za vse nadaljnje življenje. Ogromnemu vplivu številnih okoljskih dejavnikov nasprotuje biološka uporabnost materinega mleka in konstitucija novorojenega pujska , se določi potek in rezultat celotne postembriogeneze.

Glavne značilnosti obdobja mladosti so aktivno povečanje telesne velikosti, popolna tvorba posameznih ravni metabolizma in energije, ustavne lastnosti prilagoditvene sposobnosti, oblikovanje reproduktivnih lastnosti In čeprav rast prašičev traja do 2,5- 3 leta (obdobje mladosti se konča veliko prej), je za njegovo časovno dopolnitev značilna precej velika variabilnost med različnimi posamezniki. IN optimalni pogoji To obdobje traja približno do 18. meseca starosti, takrat prašiči dosežejo 180-200 kg, kar je približno 70 % končne teže plemenskih živali. Do te starosti se prilagoditev oblikuje predvsem v obliki reaktivnosti in naravne odpornosti; produktivne sposobnosti ter ugotavljajo kazalnike plemenske vrednosti maternice in merjasca.

Faza mleka

Mlečna faza je stopnja razvoja, v kateri so mleko ali njegovi nadomestki, podobni po hranilni vrednosti in prebavljivosti, glavno živilo, saj biološko najbolje zadovoljujejo potrebe telesa, ki je v fazi pomembnega prestrukturiranja in oblikovanja mehanizmov za vzdrževanje življenja. . Ta faza se konča, ko telo začne ostati brez mlečne hrane. Za pujske je to starost 100 ± 10 dni s težo 30 kg. To je čas dokaj velikega relativnega povečanja mase. Če predpostavimo, da se faza novorojenčka konča približno teden dni po rojstvu, se pri sesnih pujskovih teža štirikrat podvoji (4, 8, 16 in 32 kg).

Kemična sestava Telo prašičev se spreminja v smeri hitrega kopičenja maščobe in nasičenih maščobnih kislin. Do konca prvega meseca življenja se s povečanjem telesne teže za 6-krat vsebnost maščob v tkivih in podkožju poveča za 100, beljakovin pa le za 8-krat. Relativna vsebnost vode se s staranjem hitro zmanjšuje zaradi dehidracije kosti in kože. Po mnenju A.I. Polihidrati, v mišici longissimus dorsi, se količina vode zmanjša z 80 na 77% pri starosti dveh mesecev, delež beljakovin pa se, nasprotno, poveča z 11 na 20% in se ne spreminja več. Koncentracija glikogena pade s 6,5 (ob rojstvu) na 0,2 % do dveh mesecev starosti in nato stalno ostaja pod 0,5 %.

Po rojstvu se pri pujskih MOČNO spremeni hitrost rasti posameznih delov okostja: pri najhitrejšem relativnem povečanju mase sprva hitreje rastejo kosti perifernega skeleta, najslabše se razvijejo kosti aksialnega skeleta . Zato so sesali običajno videti velikoglavi in ​​dolgonogi, po 60 dneh in še posebej po 100 dneh pa pujski dobijo oblike, značilne za celotno obdobje pospešene rasti.

Po rojstvu se endokrinologija živali močno spremeni. Pri 35-dnevnih pujskih v industrijskem kompleksu je stopnja oblikovanja organov in tkiv odvisna od njihove splošni razvoj. Zlasti timus pri podhranjenih pujskih (pujski na nezadostni prehrani) je nekajkrat manjši, kar vodi do zakasnitve T- in B-imunskega sistema, tj. odpornost se zmanjša. Aktivnost nadledvične skorje je največja prvi dan življenja, nato opazno upade in do začetka drugega meseca doseže raven odraslih živali. Z naraščajočo intenzivnostjo rasti pujskov se spremeni razmerje hipofiznih hormonov, zaradi česar postanejo bolj občutljivi na učinke stresnih dejavnikov, nevrohumoralni sistem kot celota pa ne more vzdrževati stabilnega ravnovesja telesa z okolje med intenzivnim pitanjem.

Že 10. dan se odpornost pujskov na hipoglikemijo, ki jo povzroči postenje (nizka raven glukoze v krvi), znatno poveča, še posebej, če se temperatura zraka vzdržuje pri 25 °C. Osem tednov stari odstavljeni mladiči so tako odporni na stradanje, da lahko z veliko vode ostanejo živi 24-28 dni, tudi če izgubijo 28-39 % svoje teže. Hkrati niso opazili pomembnih sprememb v ravni krvnega sladkorja, hemoglobina, anorganskega fosforja in kreatinina v krvnem serumu. Toda v prvih dneh življenja hipoglikemija vpliva na preživetje pujskov bolj kot telesna teža (zlasti pri temperaturah pod 16 ° C).

Notranji organi, razen prebavil, v tej in poznejših fazah razvoja rastejo veliko počasneje skupna masa telesa. Količina krvi pri pujskih, ki tehtajo 7 kg (pri približno enem mesecu starosti), je 150 ml / kg, s težo 90 kg se prepolovi, pri odraslih prašičih - na 30-40 ml / kg. Ob rojstvu imajo pujski 8 zob - 4 očesce in 4 sekalce. Očesa takoj odgriznemo s kleščami, da si pujski pri sesanju ne poškodujejo materinih bradavic. Do začetka pubertete je že 28 zob, vključno z 12 sekalci. Stalni zobje izraščajo ob različnih časih do 20. meseca. Zobna formula odraslega prašiča vključuje 44 zob, vključno s tremi pari sekalcev, enim očesom in tremi pari kočnikov na zgornji in spodnji čeljusti.

Faza mleka gladko preide v fazo razvoja po mleku: sistem izmenjave toplote, zlasti termoregulacija, je v celoti vzpostavljen, vendar je ta proces močno oviran, če ni ustreznih pogojev bivanja. Zato so odstavljeni mladiči zelo dovzetni za bolezni in smrt. Praksa kaže: če je prašič dopolnil tri mesece starosti, je možnost preživetja do konca pitanja (do naravne smrti) v normalnih pogojih 100%.

Pomembno je upoštevati fazo pubertete živali, ko jih pustimo za razmnoževanje. Pri tem je praktičnega pomena poznavanje ontogeneze reproduktivnih organov in hormonske aktivnosti, od katere sta odvisna resnost in ritem ciklov pri mladicah, spolna aktivnost in kakovost sperme pri merjascih.

Puberteta pri prašičih nastopi v starosti od 4-5 do 9 mesecev. Kaže se v hitri rasti reproduktivnih organov in nastanku foliklov v obeh jajčnikih. Zrelost, tj. sposobnost razmnoževanja se običajno pojavi pri prašičih pri 7-9 mesecih. To se kaže v ovulaciji zrelih jajčec in v nizkem, a konstantnem titru akumuliranega gonadotropina. Njegova najvišja koncentracija na enoto telesne teže in jajčnika se pojavi ob rojstvu, nato pa se postopoma zmanjšuje in se pri starosti 7,5 mesecev stabilizira na ravni 0,2-0,5 enot. na en jajčnik. Število ovuliranih jajčec se poveča predvsem po tretji ovulaciji, kar je treba upoštevati pri dodelitvi prašičev za pripust. V tabeli Tabela 2.1 prikazuje nekatere kazalnike pubertete pri prašičih različnih starosti (po W. Pondu in K. Hauptu).

Na čas nastopa pubertete pri prašičih vplivata sezona rojstva in stopnja rasti v obdobju reje. Višja kot je rast, bolje se razvijajo reproduktivni organi, čeprav to ne vpliva na nastop prve in naslednjih toplot. Po prvem lovu reproduktivni organi intenzivno rastejo, med nadaljnjimi spolnimi cikli pa se le malo ali sploh ne spreminjajo. Puberteta pri mladicah, rojenih spomladi, nastopi 10-12 dni prej kot pri mladicah, skotenih pozimi. Pri merjascih se približno na stoti dan življenja testisi premaknejo iz notranje votline v mošnjo, puberteta pa se pri mnogih pasmah pojavi v starosti 4-6 mesecev. S starostjo se količina semenčic in število semenčic v ejakulatu večdesetkrat poveča, kakovost semenčic pa se izboljša in doseže optimum pri 7 mesecih; dodatno stabilizira z enotno uporabo merjascev.

V fazi pubertete, ki je zelo pomembna, mlade živali še naprej hitro rastejo.

Ontogeneza je posebnega praktičnega pomena prebavni sistem. V prvih desetletjih življenja je sposobnost hitre rasti pujskov omejena s starostno anatomsko in fiziološko pripravljenostjo prebavnih organov. Želodec novorojenčka je dobesedno malo večji od naprstka, vendar se do 10. dne njegova prostornina potroji, po nadaljnjih 10 dneh doseže 200 ml, pri 2 mesecih pa skoraj 2 litra, nato pa se njegova stopnja rasti zmanjša.

Tudi tanko črevo v prvih dneh življenja hitro raste: prvi dan je njegova prostornina 100 ml, v 20 dneh - 700 ml in do začetka tretjega meseca - 6 litrov. Debel odsek raste drugače: ob rojstvu je njegova prostornina 40-50 ml, pri 20 dneh - 100 ml, šele nato se poveča veliko hitreje in po 2 mesecih doseže prostornino več kot 2 l, pri 4 mesecih - 7 l in pri 7 meseci - 11 - 12 l. Teža in dolžina želodca in črevesja se ustrezno spreminjata. Stopnja razvoja prebavnih organov je veliko hitrejša od rasti drugih delov telesa, kar je osnova za visoka hitrost rast prašičev v naslednjih obdobjih. Debeli del sprva raste počasneje kot želodec in tanko črevo, ker v prehrani zgodnjih mladih živali prevladuje lahko prebavljiva in prebavljiva krma - mleko in drugi mlečni izdelki, in šele po treh tednih začnejo pujski jesti drugo krmo, vključno z vlakninami. Hitrost črevesne rasti je mogoče regulirati z uporabo različnih vrst hranjenja. S povečanjem mase in volumna črevesja se izločanje in aktivnost črevesnega soka močno povečata, zlasti po 3-4 mesecih starosti.

V zgodnjih fazah dejavnosti po embriogenezi želodčni sok(zlasti pepsina) je majhna zaradi pomanjkanja prostega klorovodikova kislina. To je vzrok za bolezni prebavil v prvem mesecu življenja in šele po 40-50 dneh se pojavi baktericidni učinek želodčnega soka. Rastlinska hrana se ne prebavi in ​​se iz želodca prenese v tanko črevo. Tripsin v svojem tankem delu je zelo aktiven in to kompenzira starostno povezano aklorhidrijo pri pujskih zgodnja starost. Prebavila vsebujejo mlečnokislinske in gnilobne bakterije (vključno z E. coli).

Če povzamemo povedano, lahko formuliramo starostne razlike v delovanju prebavnih organov. Pri mladih pujskih ne zagotavljajo prebave in absorpcije takšne količine hranil, ki bi v celoti zagotovila biološke sposobnosti rasti in razvoja, ki so značilne za pujske. Pri odraslih prašičih visoka rast, nasprotno, ni omejena s prebavnimi organi, temveč z dedno določeno možnostjo asimilacije.

Obdobje pubertete

Med puberteto se pojavi temeljna sprememba sestavo prirastne mase živine. V njej prevladuje delež maščobnega tkiva, v mišicah pa vsebnost mišičnega maščevja s starostjo narašča. To je posledica sprememb znotrajceličnega metabolizma, prevlade asimilacijskih procesov nad disimilacijo, intenzivnost bazalnega metabolizma na enoto telesne teže pa se s starostjo močno zmanjša.

Obdobje zrelosti je neposredno odvisno od splošnega fiziološkega stanja prašičev in je povezano z intenzivnostjo njihove vzreje in vzreje. Individualna raznolikost njegovo trajanje je zelo dolgo. Zabeleženi so bili primeri 25 prasitev od kraljice in število dolgoživih matic (8 ali več prasitev) v pogojih industrijskih kompleksov lahko znaša 13 % skupno število svinje (podatki M.P. Ukhverov). Vendar pa na splošno obdobje vzrejne uporabe matic in merjascev ne presega 2-2,5 let, kar ustreza starosti 3-3,5 let, pri kateri so prej prašiči šele dosegli vrhunec svojih naravnih sposobnosti.

Ontogeneza prašičev ima tri specifične značilnosti rasti:

• nizka hitrost v embrionalnem in visoka v postembrionalnem obdobju razvoja;
• visoka intenzivnost rasti, kar vodi do dejstva, da je živa teža odraslega prašiča 200-250-krat večja kot ob rojstvu, medtem ko je pri govedu 10-15-krat večja;
• kombinacija dolgo trajanje rast s svojo visoko intenzivnostjo. Prašič raste do tri leta (približno 1000 dni), kar je skoraj 9-10 krat dlje v primerjavi z materničnim obdobjem (114-115 dni).

Če sta prvi dve lastnosti malo odvisni od pasme in sta neločljivo povezani z vsemi prašički (značilnosti vrste), potem je tretja v veliki meri posledica prav tega dejavnika. Posledično ima ontogeneza na stopnji mladosti in spolne zrelosti pri zgodnjih zrelih in lojnih pasmah značilnosti večje intenzivnosti in manj popolnosti v primerjavi s prašiči zmerno zgodnjih zrelih univerzalnih pasem. Rezultat teh razlik je premoč slednjih v povprečju za 50 kg žive teže v odrasli dobi.

Sodobni koncepti rasti prašičev so razloženi z aksiomom D'Arcyja Thomsona: "Oblika je povezana s funkcijo." Spremembe v telesu med rastjo, zrelostjo in staranjem so v določeni meri implementacija genetske kode, še posebej glede sprememb v prilagoditvi živali. Toda povezave med obliko in funkcijo so dvosmerne. Genotip izraža primarnost dedne oblike glede na funkcije razvijajočega se in odraslega posameznika. Toda isti genotip določa možne reakcije telesa in njegovih posameznih organov in sistemov na neposreden vpliv spreminjajočega se okolja. Poleg tega so te možnosti omejene predvsem s starostjo in do neke mere s spolom in dejavniki naravne selekcije. Posledično se izboljša individualna prilagoditev, kar lahko štejemo za manifestacijo primata funkcije (prilagoditve) glede na obliko.

Na vsaki stopnji imajo živali določene meje rasti, ki v znanih mejah je treba doseči pred prehodom na naslednjo stopnjo. V. Fowler in R. Livingston sta oblikovala hipotezo o mejah rasti pri sesalcih (vključno s prašiči), ki opisuje vzorec spreminjanja obdobij in faz ontogeneze.

Intrauterini razvoj se začne z zigoto, nato se z določenim krvnim obtokom razvijejo blastociste. Po rojstvu osebka ima funkcionalna sposobnost odločilno vlogo, saj morajo živali uspešno tekmovati in se navaditi na razmere v okolju. Znotraj teh dveh rastnih meja življenja je oblika razmeroma nepomembna in zato ni potrebe po posebnih, občutljivejših prilagoditvah. Za obdobje po odstavitvi in ​​puberteto so značilni različni življenjski parametri, saj žival ni odvisna od staršev.

Zrela oblika je precej prožna: z leti povezava med obliko in funkcijo slabi. Staranje in naravna smrt genetsko organizirana tako, da stara žival, ki naredi prostor za potomce, pogine po zaključku svoje reproduktivne funkcije. V vsakem obdobju ontogeneze se prednostno razvijajo tisti organi in tkiva, ki so potrebni za uspešnejše delovanje. In hkrati neugodne razmere v vsaki fazi razvoja predvsem negativno vplivajo na te organe.

To je bistvo zakona trofičnih (prehranskih) učinkov na ontogenezo, ki je bolj znan kot zakon Chirvinsky-Maligonov: "Zaostajanje rasti neizogibno vodi do zmanjšanja rasti njegovih organov in tkiv." Posledično se celoten razvoj upočasni.

Zgodovinska ontogeneza prašiča

Ta koncept je v živalsko znanost prvi uvedel akademik A.I. Ovsjannikov. Zgodovinska ontogeneza je del filogenije, evolucijskega razvoja vrste. Vsak posameznik ponavlja vse pretekle stopnje razvoja svoje vrste.

Transformacije prašičev, ki so bile pospešeno od prehoda na zavestno vzrejo visoko produktivnih pasem želenega tipa, se v generacijah ponavljajo v obliki podaljškov, ki so korenito spremenili fenotip živali. Toda ti podaljški sodobnih stopenj razvoja vrste zavzemajo kratek čas v ontogenezi in zanje je značilna nestabilnost. Zato se s precejšnjim poslabšanjem vsebine ali stopnje izbire ti dodatki hitro izgubijo. To se kaže v zelo hitri (dobesedno v dveh ali treh generacijah) vrnitvi prašičev v njihovem fenotipu v pretekle oblike primitivnosti in nizke produktivnosti.

Na podlagi tega je zgodovinska ontogenija prašiča tisti del filogeneze, ki je omejen z okvirom zavestnega, usmerjenega oblikovanja pasme. Za ponazoritev situacije predstavljamo podatke A.I. Ovsyannikov o hitrosti presnove pri domačih in proizvodnih pasmah prašičev, težkih 70 in 130 kg. Poraba dušika s krmo v prvem je bila 30,6-31,6, v drugem - 47-48,4 g / dan, tj. enkrat in pol višje. Hkrati se je odlaganje dušika v sestavi telesnih beljakovin pri domačih prašičih povečalo z večanjem njihove teže (0,113 in 0,126 g/kg žive teže), pri tovarniških prašičih pa se je zmanjšalo z zelo visoke ravni 0,145 g/kg pri težo od 130 kg do 0,094 g/kg. To kaže na globoke spremembe v biologiji prašičev kot rezultat dolgotrajne selekcije, usmerjene v povečanje zgodnje zrelosti.

Znanstveniki so ustvarili prvo himero človek-prašič. Po poročanju portala IFLscience.com je mednarodna ekipa raziskovalcev izvedla poskus, v katerem jim je uspelo pridobiti zarodek, ki je hibrid prašiča in človeka.

Človeške matične celice so bile vnesene v prašičje zarodke v zgodnjem stadiju. Kot rezultat je bilo pridobljenih več kot dva tisoč hibridov, ki so bili vneseni v telo svinje. 186 zarodkov se je razvilo v himere – organizme, sestavljene iz genetsko različnih celic.

Samo 1 celica od 10 tisoč zarodkov je bila človeška, toda dejstvo, da so se človeške celice sploh ukoreninile in delovale kot del enega samega organizma, je že velik korak za znanost. Prej znanstveniki niso mogli križati človeka z drugo veliko živaljo. To ovirajo zlasti različne stopnje razvoja organizmov: na primer, nosečnost pri ljudeh traja 9 mesecev, pri prašičih - v povprečju 112 dni.

Po vsem svetu primanjkuje organov za presaditev. Ljudje čakajo leta na presaditev organa; nekateri umrejo, ne da bi dočakali ustreznega darovalca. Kljub temu, znanstveni poskusi, sposobni rešiti ta problem, povzročijo velik javni odmev in razpravo o etiki.

Zaradi tega je ameriški nacionalni inštitut za zdravje (NIH), vodilna vladna agencija, odgovorna za medicinski razvoj, leta 2015 zavrnil financiranje takšnih poskusov. Avgusta 2016 je NIH predlagal odpravo moratorija na te študije, vendar se to še ni zgodilo.

Prašičji in človeški zarodki so se pustili razvijati 28 dni (to obdobje ustreza prvemu trimesečju brejosti pri prašičih). Ko so se izkazali za preživetje, so jih odstranili iz telesa svinje.

"To je dovolj dolgo, da bi razumeli, kako se mešajo prašičje in človeške celice, vendar ne dovolj dolgo, da bi sprožili etično razpravo o odraslih himerah," je povedal glavni avtor Juan Carlos Izpisua Belmonte, profesor na inštitutu Salk za biološke študije v Kaliforniji.
Zamisel o ustvarjanju hibrida med človekom in prašičem, ki bi omogočil presaditev organov tistim, ki jih potrebujejo, je res neverjetna. Razprava o etičnosti tovrstnih poskusov še ne bo zamrla. za dolgo časa, če kdaj zbledijo. Navsezadnje danes ljudje, ki vsak dan uživajo mesne izdelke, nekako sobivajo v istem svetu in tisti, ki se jim zdi nenaravno vzrejati živali edini namen- jih jesti.

Na podlagi materialov: iflscience.com

Genetiki vzgojili 4-tedenski prašičji zarodek z zametki človeških organov

• biotehnologija,
• Geek Health

Himera podgana-miš prikazuje normalen razvoj zarodka (B) in notranjih organov: ledvic, srca, jeter, pljuč, trebušne slinavke in možganov znotraj gostiteljskega organizma (C)

Pluripotenca je edinstvena lastnost embrionalnih matičnih celic, ki se lahko spremenijo v katero koli od 200 znane vrste somatske celice, v skladu z danim programom razvoja zarodka in drugimi pogoji. Znanstveniki so se naučili jemati te celice iz človeški zarodki in jih gojimo v laboratoriju. Številni poskusi so pokazali, da pluripotentne celice ohranijo sposobnost diferenciacije v kateri koli tip celice, vključno s semenčicami in jajčeci.

Ampak v laboratorijske razmere Iz matičnih celic je zelo težko vzgojiti polnopravni organ, saj je človeško fiziologijo skoraj nemogoče poustvariti iz nič. Znanstveniki še ne znajo tako natančno programirati celic. Potrebujemo naravno okolje, kjer se program za razvoj celice v želeni organ aktivira sam od sebe. Idealno okolje bi bil človeški ali primatov zarodek, vendar je takšno testiranje z zakonom prepovedano. Zato so znanstveniki našli izhod pri uporabi zarodkov živali, ki so fiziološko blizu človeku - prašičev in goveda. V razvitih državah so poskusi na teh zarodkih še vedno dovoljeni.

Himere - organizmi, sestavljeni iz genetsko heterogenih celic - so odlične za reševanje tega problema. Himeram lahko zrastejo organi iz drugega organizma. Številne tovrstne poskuse je izvedla skupina znanstvenikov z Salkovega inštituta za biološke raziskave (Kalifornija). Zlasti jim je prvič uspelo ustvariti himero prašičjega zarodka z zametki človeških organov.

Himere so zelo zanimivi organizmi z znanstvena točka vizija. Lahko bi postali dragoceno orodje za znanstvene raziskave, s potencialom za uporabo v kliničnih preskušanjih in presajanju organov.

Zdaj je situacija z organi darovalcev zelo napeta. Na primer, povprečna čakalna doba za ledvico je približno 10 let. Povprečna življenjska doba na dializi je 5 let. Če je tehnika gojenja himer izpopolnjena, potem lahko primerno ledvico vzgojimo veliko hitreje, medtem ko je oseba še živa.

Z uporabo tehnike genskega urejanja CRISPR-Cas9 in najnovejše tehnologije Pri obdelavi matičnih celic so znanstveniki uspešno vsadili matične celice v zarodke in miši vzgojili različne podganje organe - trebušno slinavko, srce in oči. Ta poskus je potrdil konceptualno izvedljivost te metode pridobivanja organov darovalcev.

Raziskovalci so nato vsadili pluripotentne človeške celice v prašičje zarodke in preučevali razvoj človeških tkiv in organov. To je prvi korak k podrobnejši raziskavi gojenja človeških organov v drugih organizmih, ki so primerni po velikosti, fiziologiji in anatomiji.

Leta 2015 je skupina znanstvenikov pod vodstvom Izpisue Belmonte ustvarila prvo himero s sledenjem razvoja človeških celic v neživem mišjem zarodku. Zdaj so šli še dlje in uporabili tehniko urejanja genov CRISPR-Cas9 za usmerjanje razvoja pluripotentnih celic v specifične organe.

Z uporabo genskega urejanja CRISPR-Cas9 so znanstveniki spremenili gostiteljski zarodek tako, da so izklopili gene, ki so odgovorni za razvoj določenega organa – na primer trebušne slinavke. Matične celice druge živali (podgana) z aktivnim genom trebušne slinavke se nato vstavijo v zarodek. Sam zarodek se popolnoma normalno razvija v telesu nadomestne matere, razen dejstva, da ima tujo trebušno slinavko.

Popolnoma enake poskuse so izvedli tudi z drugimi organi pri himeri podgane in miši - očmi in srcem. Znanstveniki so odkrili tudi, da so pluripotentne celice podgan nepričakovano oblikovale žolčnik v mišjem zarodku, organ, ki ga pri podganah ni. To kaže, da pluripotentne celice darovalca doživljajo močan vpliv gostiteljski organizem in sprejmejo njegove razvojne programe.

Vendar vzgoja človeških organov iz prašičev ne bo lahka. Znanstveniki izpostavljajo številne težave, ki nastanejo pri križanju zelo različnih živih organizmov, kot so ljudje in prašiči. Takšne težave ne obstajajo pri gojenju organov v genetsko podobnih organizmih. Na primer, obdobje brejosti pri ljudeh in prašičih se zelo razlikuje (pri prašičih je 112 dni).

Vendar poskus s človeškimi organi v prašičji zarodki je bila izvedena. Prekurzorji človeških tkiv so se začeli ustvarjati in razvijati, dokler ni bil zarodek star štiri tedne, čeprav ne z enakimi stopnjami uspeha kot himera podgana-miš. Samo preživeli majhna količina celice – in očitno se niso razvile v nič živega. Poskus so ustavili, da bi ocenili varnost in učinkovitost tehnologije.

Znanstveniki priznavajo, da je lahko končni cilj raziskav s himerami gojenje človeških organov in tkiv v industrijskem obsegu, vendar je to zelo oddaljena perspektiva. V prihodnjih letih bodo imele raziskave na tem področju teoretični in ne praktični pomen. Omogočili bodo boljše razumevanje razvoja človekovega zarodka in pomagali preučevati nekatere bolezni, ki jih ni mogoče raziskati drugače.