Становлення теорії кріоконсервації сім'я сільськогосподарських тварин
Становлення теорії кріоконсервації сім'я сільськогосподарських тварин
Основу сучасних інтенсивних технологій відтворення сільськогосподарських тварин складає теорія кріоконсервації гамет, яка дозволяє отримувати особин з високою продуктивністю і максимальною здатністю до передачі потомству господарськи корисних ознак, відкриває перспективи для тиражування високопродуктивних стад худоби. Завдяки розробкам вітчизняних і зарубіжних учених закладено підгрунтя для реорганізації системи племінної справи на основі кріоконсервації сім'я та широкого запровадження штучного осіменіння у тваринництві.
Окремі теоретичні розробки з кріоконсервації гамет сільськогосподарських тварин були узагальненні В. П. Буркатом, М. В. Зубцем, Ф. І. Осташком, М. М. Рішком та іншими дослідниками [1; 3; 6; 7]. Потребує додаткового дослідження проблема становлення теорії кріоконсервації сім'я, встановлення ролі окремих зарубіжних і вітчизняних учених у розробленні методів та техніки його довготривалого зберігання, визначення їх місця у системі племінної справи. Автором поставлено за мету вирішити ці завдання на основі застосування науково-історичного аналізу. Основу джерельної бази дослідження становлять архівні документи.
На українських землях перші досліди із заморожування гамет сільськогосподарських тварин проведено професором І. І. Івановим в Асканії-Нова на початку ХХ ст. Його учні С. М. Павлов і К. М. Кржишковський встановили здатність живчиків людини переносити охолодження до -23°С протягом тривалого часу. У 1938 р. Ф. Янель вперше застосував глибоке заморожування чоловічих гамет в скляних пробірках при -79°С, після його 40-денного зберігання і розморожування виявив незначну кількість таких, що відновили свій поступальний рух. Х. Хеглунд і Г. Пінкус у 1941 р. одержали до 40% активних живчиків людини після їх охолодження в рідкому азоті у вигляді емульсії або тонких плівок і швидкого розморожування [4].
Американський дослідник С. Шафнер у 1942 р. зберігав гамети півнів при температурі -79°С майже без зниження рухливості клітин. Після осіменіння ним курей було одержано 48 яєць, 12 із яких виявилися заплідненими, однак зародки замерзли на 10-15-й годині їх розвитку. У 1945 р. А. Паркс встановив, що при охолодженні сім'я людини до -20°С, рухливість живчиків є значно гіршою, ніж при її глибокому охолодженні і зберіганні при температурі -79°С протягом 2-3 діб [3].
Слід відмітити, що наприкінці 30-40-х років теоретичу основу методу замороження сім'я становила гіпотеза Б. Лайта. Як відомо, при замерзанні біологічних об'єктів відбувається кристалізація води, яка в них міститься. Утворені при цьому кристали льоду пошкоджують протоплазму клітин, її колоїди втрачають зв'язану воду внаслідок її вимерзання і такі клітини гинуть. Ці явища зникали при некристалічному, склоподібному затвердінні біологічних об'єктів. Б. Лайт обгрунтував, що при надшвидкому охолодженні об'єктів вдається оминути небезпечну зону кристалізації і досягти зони вітрифікації, де протоплазма застигає без вимерзання води і утворення кристалів льоду [7].
Вагомий внесок у становлення теорії довготривалого зберігання гамет, вивчення явища їх холодового удару у першій половині ХХ ст. зробив І. В. Смирнов. У 19471949 роках заморожував сім'я кроля в тонкостінних пакетиках з алюмінієвої фольги і спостерігав відновлення руху живчиків лише при його швидкому відтаванні в теплій воді, що мала температуру 38°С, тоді як при повільному відтаванні у повітряному середовищі всі живчики гинули. У подальшому І. В. Смирнов і О. Є. Бруєнко встановили пряму залежність відсотку відновлених після заморожування живчиків від швидкості відтавання сім'я. Зробили висновок, що при швидкому заморожуванні сім'я (у вигляді гранул) загибель живчиків відбувається переважно у процесі його відтавання (внаслідок часткової девітрифікації), тоді як при відносно повільному заморожуванні (в ампулах) характерні інші закономірності [5].
На початку 50-х років англійські дослідники (С. Полдж, Л. Роусон, О. Сміт та ін.) розробили режим відносно повільного заморожування сім'я. У зв'язку з цим з'явилися сумніви щодо користі його швидкого заморожування і відтавання, а відтак і можливості вітрифікувати. Більшість учених вважала, що його кристалізація є неминучою, а збереження життєздатності живчиків залежить від розмірів кристалів льоду: чим вони менші, тим більше шансів зберегти структуру протоплазми і ядра клітин. Противники цієї гіпотези доводили, що сім'я міститься багато води, яку можливо отримувати в скловидному стані лише при його надшвидкому охолодженні. Таким чином, стало очевидним, що гіпотеза Б. Лайта потребує більш ретельного експериментального вивчення.
Ще в 1949 р. І. В. Смирнов вперше висловив припущення щодо можливості одночасного протікання процесів кристалізації і вітрифікації в сім'ї, що заморожується. При цьому позаклітинна кристалізація води розглядалася, як позитивний процес, що сприяє вітрифікації самих клітин. Сутність даної гіпотези полягала в тому, що при не надто швидкому заморожуванні сім'я починається кристалізація вільної води в його рідкій фазі. Між кристалами утворюється концентрований розчин цукрів і солей, під дією якого з клітин витягується вільна вода. Живчики при такому обезводненні не гинуть, оскільки при низьких температурах вони менш чутливі до осмотичних зрушень, ніж при температурах вище нуля. Втрата вільної води робить менш ймовірним утворення кристалів льоду всередині клітин і сприяє вітрифікації протоплазми. Дана гіпотеза пояснювала, чому при надшвидкому заморожуванні майже всі живчики гинуть, а при уповільненому - результати значно поліпшуються. У цих випадках співвідношення між процесами кристалізації рідкої фази, зневоднення клітин та їх вітрифікації наближалися до оптимального [5].
І. В. Смирнов і О. Є. Бруєнко встановили, що оптимальна температура для заморожування сім'я на фторопластовій пластині змінюється залежно від об'єму гранули. Чим менший її об'єм, тим вищою повинна бути температура пластини, і, навпаки, при більшому об'ємі гранули швидкість заморожування слід збільшувати. Цей факт також свідчив на користь гіпотези вченого.
І. В. Смирнов також встановив, що на результати заморожування впливає концентрація живчиків. При однакових ступенях розбавлення сім'я з більшою концентрацією живчиків заморожувалося. При відносному збільшенні об'єму міжклітинного середовища кристалізація води в ній прискорюється і це сприяє позбавленню живчиків вільної води. Учений вважав, що не слід виключати можливість утворення кристалів льоду в окремих ділянках протоплазми, де є вільна або слабо зв'язана вода [3].
У 1948 р. І. В. Смирнов провів досліди з осіменіння кролиць сім'ям, що знаходилося у твердому двоокису вуглецю або рідкому кисню впродовж різних строків зберігання. Цими дослідами вперше в світі довів можливість отримання нормального потомства при заплідненні самиць живчиками, що перенесли дію наднизьких температур. Виявив, що відсоток запліднень майже не знижувався із подовженням терміну їх зберігання від 1 доби до 2-3 тижнів. Теоретичне пояснення цього факту грунтувалося на майже повному пригніченні обмінних процесів у живчиках, у зв'язку з чим зводилися до мінімуму незворотні процеси, які в звичайних умовах призводили до їх природної загибелі. Таким чином, висновки вченого є значним внеском в розвиток загальнобіологічної теорії анабіозу. У 1949 р. І. В. Смирнов провів досліди і отримав позитивні результати з глибокого охолодження сім'я баранів [8].
Становлення теорії кріоконсервації сім'я в першій половині ХХ ст. забезпечило підгрунтя для реорганізації системи племінної справи в Україні, створення державних обласних станцій з племінної справи і штучного осіменіння сільськогосподарських тварин, які широко використовували заморожені гамети, що дало змогу тиражувати найбільш цінних у племінному відношенні тварин незалежно від відстані та часу, сприяло піднесенню вітчизняного тваринництва.
Таким чином, становлення теорії кріоконсервації сім'я відбулося в першій половині ХХ ст. У розроблення її основних теоретичних положень вагомий внесок зробили Б. Лайт, К. М. Кржишковський, С. М. Павлов, Ф. Янель, О. Сміт, Х. Хеглунд, Г Пінкус, С. Шафнер, А. Паркс, І. В. Смирнов, С. Полдж, Л. Роусон. З'ясовано, що на українських землях перші досліди з заморожування сперми були проведені на початку ХХ ст. І. І. Івановим. Відкриття щодо отримання повноцінного приплоду від живчиків, що знаходилися в рідкому кисню або рідкому азоті при температурі -160-190°С, зроблено українським ученим І. В. Смирновим, запропоновано метод довготривалого зберігання сім'я без втрати його запліднювальної здатності. Дані розробки стали основою при розробленні світових прогресивних технологій інтенсивного відтворення сільськогосподарських тварин та впровадженні нових організаційних форм племінної справи.
На перспективу необхідно узагальнити подальші пошуки зарубіжних і вітчизняних учених з розроблення теорії і методології кріоконсервації гамет сільськогосподарських тварин в другій половині ХХ - початку ХХІ ст., які спрямовувалися на створення оптимальних середовищ для їх розрідження, запровадження методів оцінки таких показників як живучість, запліднювальна здатність тощо.
Список використаних джерел
Кріоконсервація сім'я сільськогосподарський тварина
- 1. Буркат В. П. Селекція, генетика і біотехнологія у тваринництві України / В. П. Буркат // Місце і роль аграрної науки в процесі розвитку АПК України. - К.: Аграрна наука, 2007. - С.205-216. 2. Державний архів Харківської області. - Ф. Р6184. - Особова справа І. В. Смирнова. - 34 арк. 3. Зубець М. В. Золотий скарб біологічної науки двох століть / М. В. Зубець, В. П. Буркат, А. П. Кругляк // Розведення і генетика тварин: міжвід. тем. наук. зб. - К.: Аграрна наука, 2001. - Вип.34.- С.4-10. 4. Иванов И. И. Искусственное оплодотворение у млекопитающих и применение его в скотоводстве, и, в частности, в коневодстве / И. И. Иванов // Тр. - СПб: Об-ва естествоиспытателей, 1899. - Т. XXX. - Вып.1. - 3 с. 5. Науковий подвиг І. В. Смирнова: до 90-річчя від дня народж. видатного вченого-біолога / за ред. М. В. Зубця, В. П. Бурката, А. П. Кругляка. - К.: Аграрна наука, 2001. - 73 с. 6. Осташко Ф. І. Теорія і практика біології розмноження та штучного осіменіння сільськогосподарських тварин / Ф. І. Осташко, М. П. Павленко, А. А. Бєликов // Зб. наук. пр. - Х., 1999. - Вип. ХХХХ. - С.38-43. 7. Ришко Н. Н. Деятельность профессора И. В. Смирнова в контексте становления и развития теории глубокого охлаждения спермы сельскохозяйственных животных / Н. Н. Ришко // Альманах современной науки и образования: науч. ж-л. - 2014. - №3 (82). - С.149-151. 8. Смирнов И. В. Глубокое охлаждение семени сельскохозяйственных животных / И. В. Смирнов // Журнал общей биологии. - 1950. - №3. - С.185-196.
Похожие статьи
-
Отруєння кухонною сіллю, Отруєння селеном - Отруєння тварин різними речовинами
Частіше спостерігають у свиней і птахів, особливо при згодовуванні 'комбікормів з високим вмістом хлориду натрію. ВРХ отруюється в тих випадках, коли він...
-
Октапон-Екстра - Отруєння тварин похідними феноксикислот
ОКТАПОН-Екстра - гербіцид для боротьби з дводольними однорічними і деякими багаторічними (види осоту) бур'янами у посівах зернових культур, кукурудзи та...
-
Олексій Володимирович Квасницький увійшов в історію фізіології і відомий як науковець, експериментатор; його діяльність як вчителя і викладача до цього...
-
Характерна особливість наукової діяльності Олексія Володимировича Квасницького - багатогранність: ним проведені дослідження практично з кожного розділу...
-
Анотація - Творчий внесок академіка О. В. Квасницького у розвиток фізіології тварин в Україні
Гармаш Т. П. Творчий внесок академіка О. В.Квасницького у розвиток фізіології тварин в Україні. - Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня...
-
Транспортування тварин залізницею. - Ветеринарно-санітарна експертиза транспортування тварин
Під час транспортування тварин залізницею можуть виникнути практично такі самі захворювання, як і за умов перевезення автотранспортом: теплові удари,...
-
Перевезення тварин автотранспортом. - Ветеринарно-санітарна експертиза транспортування тварин
У нашій країні перевезення тварин автотранспортом є основним способом доставки їх на м'ясокомбінати, який становить близько 80 % загальних перевезень...
-
Першим етапом у процесі переробки тварин на м'ясо є транспортування їх на м'ясопереробні підприємства. Основне завдання транспортування -- забезпечити...
-
Опрацьовані нами матеріали засвідчують цілеспрямований хід дослідницької діяльності О. В.Квасницького - детальне вивчення шлункового травлення з метою...
-
Творчо реалізуючи ідеї І. П.Павлова, пристосовуючи їх до організму сільськогосподарських тварин, О. В.Квасницький розробив ряд нових прийомів та методів і...
-
На м'ясопереробні підприємства України для забою надходять усі види сільськогосподарських тварин: велика рогата худоба, свині, вівці, кози, кролі, коні,...
-
Отруєння вехом, Отруєння зміїним ядом - Отруєння тварин різними речовинами
Отруєння спостерігають ранньою весною при вигоні тварин на пасовище. Отруйна речовина - цікутотоксін знаходиться в основному в кореневище. Смертельна...
-
Отруєння сечовиною, Отруєння нітратами і нітритами - Отруєння тварин різними речовинами
Спостерігають нерідко, при неправильній дозуванні карбаміду, використовуваного в якості кормової добавки тваринам. Токсична доза для великої рогатої...
-
Експертиза тварин при отруєні токсичними речовинами - Судова ветеринарна медицина
Отруєнням або інтоксикацією - називають любі розлади загального стану тварин, хворобу або смерть, викликані дією отрути. Тварини отруюються частіше...
-
Отруєння сполуками миш'яку - Отруєння тварин різними речовинами
Сполуки миш'яку застосовують для знищення шкідників сільського господарства і в якості лікарських препаратів. Отруєння тварин відбувається при недбалому...
-
Отруєння фосфором, Отруєння фтористими сполуками - Отруєння тварин різними речовинами
Отруйним є жовтий фосфор або його сполуки. Наприклад, фосфід цинку застосовуваний для отруєння щурів. Смертельна доза жовтого фосфору для: коней і ВРХ...
-
Висновок - Отруєння тварин препаратами міді
З іншого боку, отруєння препаратами міді знижує резистентність організму тварин. Це явище виражається насамперед у тім, що отруйні речовини блокують...
-
Ветеринарно-санітарна оцінка продуктів тваринництва - Отруєння тварин препаратами міді
Для ветеринарно-санітарної експертизи і санітарної оцінки м'яса й інших продуктів забою тварин, що отруїлися сполуками міді, має значення характер...
-
Лікування при отруєнні сполуками міді, Профілактика - Отруєння тварин препаратами міді
Рецепти: Rp.: Carbonis activati 200,0 D. S.: Корові. Внутрішнє. Розмішати в трьох літрах води. Rp.: Natrii sulfatis 100,0 Aquae destillatae 3000,0 M. f....
-
Фізико-хімічні властивості препаратів міді - Отруєння тварин препаратами міді
Паризька ( швейнфуртська ) зелень. Відома фарба "яр - мідянка" - миш'яковиста мідь. Бордоська рідина - фунгіцид, що готують, змішуючи мідний купорос і...
-
Токсикологічне значення - Отруєння тварин препаратами міді
Недостатня кількість міді в кормах негативно позначається на здоров'я тварин. У великої рогатої худоби розвивається анемія, що прогресує схуднення,...
-
Вступ - Отруєння тварин препаратами міді
Мідь відіграє важливу біологічну роль в гемопоезі. Забезпечуючи перехід заліза з мінеральної в органічну форму, вона прискорює всмоктування його в...
-
Лікування тварин при отруєнні - Отруєння тварин похідними феноксикислот
Лікування тварин при отруєнні похідними 2,4-Д в основному патогенетичне. Застосовують адсорбенти. Наприклад, 20%-ву суспензію активованого вугілля у воді...
-
Похідні дихлорфеноксиоцтової кислоти - Отруєння тварин похідними феноксикислот
Похідні 2,4-Д широко використовують для знищення бур'янистої трав'янистої рослинності на полях, сінокосах, пасовищах, водоймах і в якості арборицидів -...
-
При підготовці тварин до транспортування на м'ясопереробне підприємство, під час їх транспортування та вивантаження на м'ясопереробному підприємстві...
-
Актуальність теми. У розвиток біологічної науки України ХХ століття суттєвий внесок зроблено доктором біологічних наук, професором Олексієм...
-
ПАСТЕРЕЛЬОЗ - Патоморфологія септичних хвороб тварин
Пастерельоз (pasteurellosi геморагічна септицемія) -- інфекційна хвороба всіх видів домашніх і диких тварин, птахів. Хворіють люди. Захворювання...
-
КОЛІБАКТЕРІОЗ - Патоморфологія септичних хвороб тварин
Колібактеріоз (colibacteriosis, колібацильоз, коліінфекція, ешерихіоз) - гостре інфекційне захворювання новонародженого молодняка усіх видів тварин....
-
Захворювання тварин при транспортуванні на м'ясопереробні підприємства, незалежно від виду транспорту, виникають у разі невиконання ветеринарно -...
-
Вирішаться перевозити тільки здорових тварин з господарств та пунктів, благополучних щодо інфекційних захворювань. Тварин, доставлених до місця...
-
Перевезення тварин водним шляхом. - Ветеринарно-санітарна експертиза транспортування тварин
Перевозять тварин водними шляхами у спеціальних баржах, звичайно влітку. Розташовують тварин на баржах із розрахунку наступних норм площі: на одну голову...
-
Література - Ветеринарно-санітарна експертиза транспортування тварин
1. Жітенко П. В, Боровков М. Ф. Ветеринарно-санітарна експертиза продуктів тваринництва. - М.: Агропромиздат, 2000, 335 с. 2. Костенко Ю. Г., Бутко М....
-
Отруєння хлорорганічними сполуками - Отруєння тварин різними речовинами
До них відносять гексахлоран, гептахлор, альдрин, гексахлорбензол та ін. У сільському господарстві частіше застосовують гексахлоран. Патогенез:...
-
Патогенез: Отруєння фосфорорганічними сполуками (ФОС) відбувається при поїданні тваринами рослин, оброблених фосфорорганічними препаратами (хлорофос,...
-
Патоморфологічні зміни у тварин при деяких отруєннях - Судова ветеринарна медицина
1) Отруєння фосфорорганічними сполуками Застійна гіперемія внутрішніх органів, судин брижі та головного мозку. Легені набряклі. Мікроскопічно: наявність...
-
Отруєння госиполом - Отруєння тварин різними речовинами
Патогенез: Спостерігають при годівлі тварин бавовникової макухою, не обробленим термічним способом. Госипол має кумулятивну дію. Найбільш чутливі до...
-
Лікування - Отруєння тварин препаратами міді
Лікування повинне бути спрямоване, насамперед, на видалення препаратів міді зі шлунково-кишкового тракту тварин. Для цього в жуйних тварин промивають...
-
Діагностика - Отруєння тварин препаратами міді
Діагноз встановлюється на підставі даних анамнезу, клінічних ознак, інтоксикації, патологоанатомічного розтину і хіміко-токсикологічних досліджень....
-
Патогенез, Клінічні симптоми отруєння тварин різних видів - Отруєння тварин препаратами міді
Сполуки міді, що надійшли в шлунок, перетворюються в мідні альбумінати, що розчиняються і легко всмоктуються в кишечнику. Токсичні дози сполук міді...
-
До причин, які зумовлюють розвиток цих хвороб тварин відносять надмірне навантаження або неправильну експлуатацію продуктивних, робочих та спортивних...
Становлення теорії кріоконсервації сім'я сільськогосподарських тварин