Введение. 
Физиология животных: продуктивность

В настоящее время при подготовке зооинженера особое внимание акцентируется на анализе физиологических процессов в том комплексе особенностей, которые непосредственно связаны с продуктивностью животных. Чем же, собственно, прикладная зоотехническая физиология отличается от физиологии сельскохозяйственных животных? Своеобразие прикладной физиологии заключается в изучении сельскохозяйственных животных как биотехнологических систем, «живых фабрик» для производства нужных человеку продуктов. В этом контексте животные выступают не только в качестве объектов исследования (предмет физиологии сельскохозяйственных животных), но и как компоненты крупномасштабного производства пищевых и других продуктов, как средство производства и предмет потребления.

Переплетение биологических процессов с технологическими при эксплуатации сельскохозяйственных животных предполагает наряду с биологическим подходом также и технологический подход. Эффективность технологии зависит от того, насколько наука овладела фундаментальными механизмами тех природных явлений, которые используются в технологическом процессе. Успехи животноводства были обусловлены оптимизацией кормления, условий содержания, повышением темпов селекции. Именно на основе знания естественных технологий (фундаментальных физиологических закономерностей и их механизмов) возможно научно обоснованное вмешательство в промышленную технологию кормления, содержания и репродукции сельскохозяйственных животных.

Предками всех существующих современных домашних видов были дикие животные. Одомашнивание животных имело большое значение в развитии материальной культуры человека. Многие тысячелетия основными способами добывания пиши были охота и сбор готовых продуктов природы. Со временем люди стали ловить животных, помещать их в загоны, подкармливать, охранять их от хищников и получать от них потомство. Одомашнивание животных позволило создать регулярный и надежный источник мясной пищи. Позже домашние животные стали верными помощниками человека и использовались им в различных целях. В процессе одомашнивания животные попадали в новые условия, созданные человеком. В результате этого у животных происходили функциональные изменения, отличающие их от диких предков. Большая изменчивость домашних животных относительно диких является результатом изменения условий содержания и кормления. Человек долгое время отмечал, усиливал и развивал положительные качественные изменения у животных.

Произошли изменения в строении и в соотносительном развитии внутренних органов. Вследствие обильного кормления увеличился размер органов пищеварения. Относительная масса сердца, почек и объем легких у домашних животных уменьшились. Одомашнивание привело к значительным физиологическим изменениям в организме животных. Современные породы крупного рогатого скота имеют не только более развитые органы молокообразования, но и значительное усиление их функций. У многих животных улучшилась воспроизводительная способность. По сравнению с дикими предками у сельскохозяйственных животных половая зрелость наступает раньше, возросла и плодовитость. Следует различать первичную и вторичную плодовитость. Первичная плодовитость определяется потенциальной возможностью особей к размножению и обусловлена числом гамет, способных к оплодотворению. Вторичная плодовитость — это число живых детенышей, полученных от одной самки в год. Первичная плодовитость выше у диких животных, а вторичная у домашних. Дикая свинья в течение года поросится один раз, домашняя же, имея в 5 раз больший по размеру, с усиленной функцией яичник, за год может дать 2- 2,5 помета. У домашних животных отсутствует сезонность в размножении. Они могут давать потомство в любое время. Изменились и тип нервной деятельности, темперамент, поведенческие реакции животных. Изучением поведения животных занимается специальная наука — этология. Знание ее дает возможность управлять поведением животных, регулировать время кормления и отдыха, что имеет большое значение для формирования стада на промышленных комплексах. В этом отношении важное значение имеют исследования механизмов эволюционных изменений домашних животных. Доместикационные изменения явились результатом накопления естественных мутаций, отметавшихся естественным отбором и подхватываемых в специальных целях искусственным отбором. Такие изменения стали возможными в результате комбинативной изменчивости, появившейся при скрещивании животных одного вида, длительно разводившихся в изолированном ареале, а также благодаря соотносительной изменчивости под влиянием отбора по продуктивности, связанной с рядом морфологических и функциональных особенностей.

У доместицированных видов существует свой ряд морфофизиологических характеристик, которые сближают доместицированные виды разных родов и семейств и отличают их от близко родственных диких видов. В процессе одомашнивания отбирались животные, которые утрачивали сезонность размножения и были способны к нему в различные периоды года в отличие от их диких предков. Значительно увеличилась продуктивность животных. По сравнению с продуктивностью диких предков молочная продуктивность КРС и коз возросла в 8−12 раз. Повысилась скороспелость животных. Одомашнивание повлияло на поведенческие реакции. Так, дикие животные не подпускают к себе человека, в отличие от домашних. Доместикационные изменения домашних животных затрагивают органы чувств, что, в частности, выражается в их размерах, массе глазных яблок и объемах воздушных носовых ходов. Ч. Дарвин отметил у домашних животных уменьшение полости мозгового черепа, причем масса мозга тоже уменьшается до 30%. Считается, что умственные способности у собак повысились в результате доместикации, в то время как у овец, свиней и КРС они снизились по сравнению с дикими животными. Чаще всего человек ведет отбор более спокойных животных, их легче приручить. Несмотря на это, многие домашние животные способны к одичанию. Причем оно бывает столь значительным, что этих животных трудно отличить от диких, хотя отличия в разделах головного мозга бывают существенными. Обнаружены доместикационные изменения параметров внутренних органов (массы, формы, объема, линейных размеров, тканевого строения). У домашних животных меньше масса легких, почек, сердца, но длиннее кишечник. Эти изменения не являются мишенью действия искусственного отбора, а появились в результате преобразований функций и коррелированной изменчивости. Органы пищеварения регулируют гомеостаз, осуществляют тесный контакт внутренней и внешней среды организма. Вследствие доместикации появились безрогие формы животных, произошло укорочение морды у свиней и КРС. Рога у домашних животных по сравнению с предками характеризуются высокой изменчивостью, так как перестают играть существенную роль в борьбе за существование и в половом поведении в отличие от диких видов. Наиболее сильные различия у домашних животных касаются экстерьера, т. е. изменения телосложения, величины и пропорции тела. Мелкие формы, а также крупные, превосходящие по размерам исходные формы, выведены человеком и не встречаются у диких животных. При селекции большое внимание уделяется пропорциям тела, благодаря чему происходит существенные изменения размеров и форм тела. Несмотря на то, что специализация животных не всегда сочетается с их биологической приспособленностью, доместикация сопровождается большими скоростями формообразовательных процессов, не сопоставимыми с темпами формообразования в природных популяциях, хотя используются те же самые источники изменчивости. Главное, что искусственный отбор сдвигает пороги реактивности ряда морфофизиологических систем организма, открывая возможность их проявления. В основе такого проявления в конечном итоге лежат изменения взаимодействий и активности метаболических звеньев общего обмена целостного организма, определяющие процессы онтогенеза и общую жизнедеятельность животных. Влияние этих изменений на процессы индивидуального развития, по-видимому, приводит к вспышкам формообразовательных процессов в ходе доместикации.

При сравнении пропорций тела специализированных пород разных видов домашних животных обнаруживается ряд общих признаков. Мясные животные имеют короткую шею, длинное туловище, прямую и широкую спину, крупные ляжки, небольшую голову, короткие ноги, подтянутый живот. Такой параллелизм характерен для КРС, свиней, овец и т. д. У одомашненных животных характер шерстного покрова необычайно разнообразен. Есть животные короткошерстные, длинношерстные, курчавые, встречаются бесшерстные. Как породный признак длинношерстность встречается у КРС, лам, кроликов, овец, коз. Длинношерстные породы известны с древних времен и дошли до наших дней. Произошло изменение волоса, его удлинение у многих видов животных, получивших в результате одинаковое название — ангорский тип. У домашних животных распространена курчавость. У всех видов домашних животных наблюдается появление вариантов окраски, отсутствующих у диких видов. Очевидно, что в естественных условиях такие варианты могут быть ассоциированы с пониженной жизнеспособностью. У домашних форм по сравнению с дикими можно наблюдать широкий спектр изменчивости окрасок: от черной до красной, от желтой до белой, со всевозможными оттенками пегости и наличием звездочек.

Впервые параллелизм в изменчивости признаков в связи с доместикацией разных видов подробно описал Ч. Дарвин. Было установлено, что чем ближе виды, тем полнее сходство признаков, появляющихся при доместикации. Практически у всех домашних животных наблюдается утрата сезонных ритмов репродукции. Установлено, что сама доместикация не сопровождается уменьшением адаптивных способностей к новым условиям среды, а также не приводит к полной зависимости существования вида от человека. Специфическая особенность доместикации как эволюционного явления проявляется прежде всего в масштабах и темпах морфофизиологических преобразований домашних животных. Время возникновения всего разнообразия пород у домашних животных в геологическом масштабе ничтожно. «Можно сказать, что человек предпринял эксперимент гигантского масштаба и именно такой эксперимент, который сама природа непрерывно осуществляла в течение длительного времени…», — писал Ч. Дарвин.