В зависимости от возраста и состояния животного, а также от характера, силы и длительности производимых на него воздействий развитие этого животного может быть ускорено или замедлено, пойти в желательном или нежелательном направлении.
Изменения в организме, вызываемые внешними воздействиями, могут быть обратимыми и необратимыми.
Обратимые изменения развития животных
К обратимым относятся такие изменения, которые в дальнейшем выравниваются, возмещаются, компенсируются. Компенсация отставания в развитии выражается чаще всего в том, что животные, развивавшиеся в неблагоприятных условиях, приобретают способность продленного роста. Они продолжают расти в возрасте, в котором у животных, выращиваемых в лучших условиях, уже закончился рост тела.
Компенсация отставания в развитии — явление распространенное и достаточно хорошо изученное. Объясняется, оно стадийностью. При ступенчатом характере индивидуального развития для перехода животного с одной ступени на другую ему требуется какая-то минимальная сумма внешних воздействий (например, питательных веществ). Если животное ежедневно получает большее количество нужных воздействий (обильнее кормится), эта сумма укладывается в более короткие сроки, ступени развития проходят быстрее, скорее заканчивается рост. Если же животное получает меньшее количество воздействий (беднее рацион), прохождение каждой ступени удлиняется. Есть и другие формы компенсации. Зоотехнику в его работе часто приходится сталкиваться с компенсацией задержек роста.
В. А. Эктов сопоставлял рост телок трех подопытных групп: 1) при обильном кормлении; 2) при скудном кормлении и 3) при скудном кормлении до 6 месяцев и обильном — в более старшем возрасте. В 18 месяцев животные всех трех групп были забиты.
До 18 месяцев телки 3-й группы и не догнали по весу телок 1-й группы, обогнали их в возрасте от 6 до 12 месяцев по среднесуточным привесам, а в возрасте от 12 до 18 месяцев — по относительным привесам.
Компенсация задержек роста выражается в том, что животное после некоторого, временного отставания по привесам приобретает способность более энергичного роста и, давая более высокие привесы, значительно уменьшает отставание от животных, находившихся раньше в лучших условиях, а иногда и догоняют их.
Это явление называется еще возбужденным синтезом. Компенсация задержек роста (возбужденный синтез) в большинстве базируется, так же как и компенсация отставания в развитии, на стадийности, ступенчатости развития.
Употребляемые ранее термины «компенсация роста» и «компенсация развита» К. Б. Свечин считает очень грубыми: рост и развитие ничем не компенсируются. Поэтому эти термины мы заменили менее привычными, но более точными терминами «компенсация отставания в развитии» и «компенсация задержек роста».
Временная задержка роста из-за потребления малопитательных кормов вызывает: 1) лучшее (благодаря упражнениям) развитие пищеварительного аппарата, способность к поеданию, перевариванию и усвоению большего количества кормов; 2) больший аппетит; 3) способность таких животных, в связи с тем, что они стадийно более молодые, к более энергичному росту.
Компенсация длительных задержек роста, как показал Н. П. Чирвинский, почти никогда не бывает полной. Если отставшие в росте животные в дальнейшем даже и догоняют по весу своих сверстников, то и в этих относительно редких случаях разница между теми и другими по ряду важных особенностей все-таки остается. Вызывая обратимые изменения развития животных, внешние воздействия почти всегда одновременно приводят к образованию и некоторых необратимых изменений.
Способность животных восстанавливать частично разрушенные клетки, органы или части тела (регенерация) также относится к одной из форм компенсации (компенсация разрушенного). Быстрее и полнее проходит регенерация у более молодых животных. Скорость и полнота регенерации зависят также от того, какие части разрушены, и от особенностей и степени их разрушения. В ряде случаев регенерация ведет к новообразованиям.
У животных есть и компенсация замещения. Если удалить, например, больную почку, оставшаяся почка увеличивается в размерах, работает более усиленно.
Необратимые изменения развития животных
Необратимые изменения индивидуального развития животных вызываются, как правило, внешними воздействиями, более сильными, длительными и специфическими, по сравнению с воздействиями, вызывающими обратимые изменения. Чем моложе животное, тем оно легче поддается воздействиям извне, но и тем легче способно компенсировать приобретенные изменения. Животные старшего возраста упорнее противостоят влиянию непривычных условий, но если изменения уже произошли, способность к их устранению у этих животных значительно меньше.
В зависимости от того, какие из органов или частей тела быстрее растут в данный период и какое значение эти органы и части имеют для жизнедеятельности организма, влияние на животных даже одинаковых воздействий может привести к весьма различным результатам.
Связь необратимых изменений с энергией роста отдельных частей тела. Чем больше энергия роста той или иной части тела, тем больше и потребность этой части в питательных веществах. Поэтому те части тела, которые в данный период обладают большей интенсивностью роста, при задержке или ослаблении притока питательных веществ больше задерживаются в росте, полученное недоразвитие этих частей сохраняется и в дальнейшем, то есть оказывается необратимым.
Это явление было обнаружено Н. П. Чирвинским (1888, 1891, 1894, 1899, 1929), а затем подтверждено и объяснено А. А. Малигоновым (1925).
Разберем его на конкретных примерах. Взрослая корова отличается от новорожденного теленка не только величиной, но и пропорциями: у новорожденного теленка относительно больше развиты конечности, у взрослой коровы — туловище. Такие различия свидетельствуют, что конечности у крупного рогатого скота энергичнее растут в утробный период, а туловище — после рождения. Если неблагоприятные условия (плохое кормление матери, ее чрезмерная эксплуатация, болезнь, слишком ранний возраст осеменения, общее недоразвитие и т. д.) задерживают необходимый для реализации этой способности приток веществ к конечностям, теленок родится низконогим. Благоприятные условия кормления и содержания после рождения низконогость у такого теленка не исправляют, а усиливают. Способность к росту ног в этот период значительно снижается, и получаемый излишек питательных веществ переключается на усиленный рост других частей тела, лучше приспособленных к этому в данный период. Особенно энергично после рождения растет туловище.
Если же теленок попадает в неблагоприятные условия уже после рождения, отставать в росте у него будут те части тела, которые усиленно растут именно в это время, то есть туловище. Медленный рост туловища в неблагоприятных условиях при нормальном росте конечностей приводит к относительной высоконогости. С возрастом высоконогость несколько уменьшается. У крупного рогатого скота туловище растет после рождения даже в неблагоприятных условиях быстрее, чем ноги. Телята, которые выращиваются в лучших условиях, по росту ног мало отличаются от телят, плохо кормившихся, но туловище растет у них значительно лучше. Поэтому корова, испытавшая неблагоприятные условия в первые месяцы жизни, из-за недоразвития туловища будет казаться более высоконогой, чем корова, находившаяся после рождения в лучших условиях. По пропорциям тела она будет несколько напоминать теленка.
Связь необратимых изменений развития со значением данной части тела для целого организма. Недоразвитие наиболее интенсивно растущих частей ведет к частичному сохранению форм, характерных для более ранних фаз развития. Однако полного сходства между недоразвитой коровой и теленком нет. В числе различий между ними следует назвать относительную большеголовость недоразвитой коровы. Эта особенность образуется в результате уже другой, тоже весьма важной закономерности роста.
Сопоставляя недоразвитие отдельных частей тела животных, выращенных в неблагоприятных условиях, с потерей веса этих частей при голодании взрослых животных, А. А. Малигонов показал, что у молодых животных сильнее подвержены влиянию неблагоприятных условий те органы, которые больше теряют в весе при голодании у взрослых животных.
В несколько иной, более общей формулировке, об этой закономерности высказывался и Т. Д. Лысенко. Он писал, что в организме как едином целом нет «уравниловки» в снабжении различных процессов нужными элементами пищи. Более важные процессы снабжаются в большей мере и норме; они оберегаются как от нехватки, так и от избытка пищи вообще или тех или иных ее отдельных элементов. Менее важные же элементы в зависимости от наличия пищи снабжаются меньше нормы, в норме или больше нормы.
Если животное даже настолько истощается, что гибнет от голода, его головной мозг уменьшается в весе всего на 1—3%. В то же время многие части и органы голодающего животного не только недополучают своей доли питания, но и сами становятся источником для бесперебойного питания таких важных для жизнедеятельности организма органов, как мозг.
Относительная большеголовость недоразвитых животных получается потому, что размеры черепной коробки, в которую заключен головной мозг, при неблагоприятных условиях меньше отстают в росте по сравнению с другими частями тела.
Типы недоразвития животных по А. А. Малигонову
А. А. Малигонов выделил три основных типа недоразвития животных: эмбрионализм, инфантилизм и неотению.
Эмбрионализм — недоразвитие животных в утробный период. Для крупного рогатого скота эмбрионализм выражается обычно в низконогости, беднокостности, недостаточности развития кровеносной системы.
Поскольку за время утробного развития животные претерпевает ряд очень серьезных изменений, вряд ли можно все варианты утробного недоразвития, полученные под действием неблагоприятных условий в разные сроки беременности, свести только к одному этому типу эмбрионализма. Очевидно, есть несколько типов утробного недоразвития, в зависимости от сроков воздействия на плод и зародыш неблагоприятных условий. Но эти типы еще недостаточно изучены.
Инфантилизм — недоразвитие в начальные фазы послеутробного периода. По А. А. Малигонову, под инфантилизмом следует понимать «расстройство развития, в результате которого взрослый организм проявляет ряд черт детского возраста. Инфантил — это существо, у которого в дополнение ко всему прочему способность к воспроизведению более или менее понижена а нередко и совсем парализована».
Третий тип недоразвития А. А. Малигонов назвал неотенией. В биологии под неотенией (в переводе с греческого — растягивание юности) понимают способность животного достигать половой зрелости и размножаться в личиночном состоянии, достижение половыми органами как бы преждевременного развития. Главное в неотеническом типе недоразвития — отсталость в развитии тела при непострадавшей способности к воспроизведению. По А. А. Малигонову, «…вообще преждевременное половое созревание есть момент вторичный». Сущность неотенического недоразвития, по А. А. Малигонову, заключается в том, что бурное развитие половых органов во время полового созревания как бы перехватывает питательные вещества, которые должны были бы пойти на построение других частей тела (сомы).
Исходя из сказанного, есть основание, несмотря на возражения некоторых ученых, определить неотению как форму недоразвития сельскохозяйственных животных в период их полового созревания.
Значение принципов Н. П. Чирвинского и А. А. Малигонова для направленного выращивания животных
Чтобы не допустить недоразвития животных, необходимо знать его причины. При хорошо поставленной зоотехнической работе не должно быть ни эмбрионального, ни инфантильного, ни неотенического недоразвитии. Но знать их зоотехник обязан. Ведь сап, чума, сибирская язва и другие заразные заболевания также недопустимы в хозяйствах. Но чтобы их не было, наука их не игнорирует, а, наоборот, изучает и весьма тщательно. Лишь хорошо зная врага, можно рассчитывать на победу над ним.
Знание рассмотренных принципов Н. П. Чирвинского и А. А. Малигонова необходимо зоотехнику и потому, что эти принципы могут быть положены в основу управления индивидуальным развитием, в основу направленного выращивания.
Это было отмечено А. А. Малигоновым. В более общей форме это его положение можно сформулировать примерно так.
Воздействие условий внешней среды на индивидуальное развитие животного в большей степени сказывается на росте тех частей тела, которые в данный период имеют наибольшую энергию роста, и тех частей, которые в жизнедеятельности организма как целого играют меньшую роль, поэтому больше теряют в весе при голодании взрослого животного.
Если недостаточное питание теленка в утробный период приводит к низконогости, а в послеутробный период — к высоконогости, то избыточное питание должно вызывать противоположный эффект: в утробный период — большую высоконогость, а в послеутробный — большую низконогость.
Если из-за меньшего недоразвития черепа по сравнению с другими частями тела недоразвитые животные отличаются относительной большеголовостью, то при избыточном кормлении молодняка получаются животные с относительно небольшой головой, так как рост всех остальных частей тела будет более интенсивным, чем рост черепа.
Другие причины, влияющие на характер необратимых изменений. На образование и характер необратимых изменений оказывает большое влияние коррелятивная зависимость между отдельными частями тела.
В. К. Хлюдзинский (1876) писал, что, коль требуется развить у животного какую-либо органическую способность, почти всегда необходимо направить пластические соки к какой-либо одной группе органов в ущерб другим органическим функциям.
При выращивании молодняка сельскохозяйственных животных всегда стремятся к преимущественному развитию у них тех или иных органов. Другие органы, находящиеся в обратно-коррелятивных отношениях с этими, преимущественно развиваемыми органами, несколько задерживаются в развитии.
Таким образом, необратимые изменения в развитии животного вызываются не только прямым воздействием (например, количеством и качеством корма), но и косвенным, через цепную реакцию корреляций, координации и прочих интеграции, осуществляемых через нервную систему, кровь и другие контакты.
Еще Н. П. Чирвинский изучал недоразвитие овец в зависимости не только от качества кормления, но и от кастрации. Задерживая умеренным кормлением суягных каракульских маток развитие у их плодов подкожного слоя, получают смушки более высокого качества. Чтобы получить более жирное мясо, животных кастрируют. Снимая задерживающее влияние половых желез на процесс ожирения, кастрация в старшем возрасте стимулирует привесы.
Внешние факторы, хотя и воздействуют в первую очередь на те части тела, какие им больше подвержены (корм — на пищеварительные органы, температура — на кожу), всегда, кроме прямого влияния, оказывают и косвенное — распространяются на организм как единое целое.
Казалось бы, что сила внешних воздействий, наталкиваясь на сопротивление ряда органов, идя по коррелятивной цепи, должна уменьшаться, однако в действительности получается значительно сложнее. Например, при недостатке корма само животное недоразвивается, а его пищеварительные органы, вследствие упражнения, развиваются даже лучше, чем у животных, поедающих более питательные корма. Воздействия внешней среды отражаются в первую очередь на организме беременной самки и до плода доходят в значительно ослабленном виде, но многие вредные влияния для организма матери оказываются временными, проходящими, а для плода становятся гибельными.
Не всегда одни органы обязательно развиваются в ущерб другим, как об этом писал В. К. Хлюдзинский. Моцион, например, способствует не только развитию мышц, легких и сердца, но благодаря усиленному кровообращению оказывается полезным и для всего организма.