Современные методы биотехнологии в разведении собак

Прежде чем говорить о применении методов передовой биотехнологии в разведении собак, рассмотрим кратко основные особенности размножения данного вида.

Закладка и формирование половых желез и органов у собак происходит в период эмбрионального развития. Однако половое созревание, т. е. рост, формирование и становление функции половых желез, продолжается в течение достаточно длительного времени и является важным периодом послеутробного развития животных.

У кобелей процесс полового развития включает увеличение размеров семенников и, в норме, опускание их из брюшной полости в мошонку. В крови в период полового созревания постепенно увеличивается концентрация мужских половых гормонов (андрогенов), при достижении определенного уровня которых начинается процесс преобразования первичных половых клеток в сперматозоиды. Процесс этот, весьма тонкий и сложный, управляется посредством механизма образующейся положительной обратной связи между семенниками, надпочечниками и отделами головного мозга, ответственными за секрецию разнообразных гормонов и поддержание в циркулирующей крови определенного их уровня, В начале полового созревания в семенниках у кобеля образуется небольшое количество сперматозоидов, часть из которых имеет аномалии строения, препятствующие осуществлению процесса оплодотворения.

Однако в этот момент уровень андрогенов в организме уже достаточно высок для включения комплекса поведенческих реакций спаривания. Молодой кобель не просто интересуется суками, но и активно спаривается. При рассмотрении под микроскопом спермы таких кобелей зачастую обнаруживается, что их эякулят (семенная жидкость) вообще еще не содержит сперматозоиды и является, по сути, секретом придаточных половых желез. Именно с этим связана низкая плодовитость, даже бесплодие у молодых кобелей. Таким образом, недопущение к разведению кобелей моложе 2 лет вполне обоснованно с научной точки зрения. Мнение же, что ранняя вязка останавливает у кобелей рост, является ошибочным. Замедление роста возможно лишь при очень больших половых нагрузках и при плохом кормлении, но эти причины вредно повлияют и на здоровье взрослого кобеля. Интересно, что в естественных условиях в крупных семейных группах собак, состоящих из животных разного возраста и пола, кобели начинают спариваться в возрасте двух - двух с половиной лет, завоевав достаточно высокий иерархический ранг в стае. Половое развитие сук является не менее сложным процессом, хотя наступление половой зрелости здесь определить намного легче. В отличие от мужских половых желез, яичники новорожденной самки содержат огромное количество уже сформированных яйцеклеток. Каждая яйцеклетка погружена в ткани яичника и со всех сторон окружена клетками эпителия, защищающими ее от повреждений и обеспечивающими питательными веществами. Приближение полового созревания сопровождается также возрастанием уровня половых гормонов в организме суки, но эти гормоны имеют иное химическое строение и соответственно функцию и называются женскими половыми гормонами (эстрогенами). С увеличением уровня секреции эстрогенов и при формировании механизма положительной обратной связи яичники надпочечники - гипоталамус - гипофиз происходит рост фолликулов, т. е. пузыревидных образований из клеток эпителия, окружающих яйцеклетку. Рост фолликулов идет неравномерно: одни становятся очень крупными, другие растут медленно, а часто вообще претерпевают обратный рост и рассасываются. Самые крупные фолликулы в конечном итоге разрываются, и яйцеклетки продвигаются по яйцеводу в матку. Как правило, яйцеклетка встречается со сперматозоидом и оплодотворяется в яйцеводе. Отметим попутно, что механизм оплодотворения таков, что слиться и дать начало новому организму яйцеклетка может только с одним-единственным сперматозоидом; все остальные сперматозоиды, достигшие ее, погибают в оболочках, окружающих ядро яйцеклетки. Отсюда следует, что при спаривании суки с несколькими кобелями каждый щенок тем не менее происходит только от одного отца, а не от нескольких.

Оплодотворение может произойти только в строго определенный период, внешнее проявление которого получило название "течка". В научной литературе для обозначения этого состояния организма самки принят термин с "эструс". Именно в этот период самка готова принять самца и сама активно ищет встречи с ним. Физиологический процесс разрыва фолликула и выхода яйцеклетки называют овуляцией, у собак одновременно (но не единомоментно) овулирует до 10 - 15, иногда и боле яйцеклеток, но обычно 5 - 8. Эструс, наступление которого определяется наличием определенной концентрации эстрогенов в крови, не всегда сопровождается овуляцией. Это может быть связано с заболеваниям или с недостаточным половым развитием молодых сук, а также с применением гормональных препаратов и являться одной из причин бесплодных вязок.

Первый эструс у суки наступает примерно в возрасте 6 - 8 месяцев. Однако у собак крупных пород, на физическое развитие которых уходит больше времени, чем у мелких, первый эструс может наступить и позднее, иногда в возрасте 1 - 1,5 лет. В дальнейшем, если беременность не наступила при первой течке, половые циклы повторяются с достаточно строгой регулярностью, в среднем 2 раза в год. Возможны отклонения в обе стороны, т, е. интервал между течками может длиться более 10 или менее 5 месяцев. По нашим наблюдениям, особенности полной цикличности наследуются по материнской линии: дочери сук с 3 - 4 течками в году чаще проявляют такую же особенность, чем дочери сук с иным характером цикличности. Однако при наложении внешних факторов (условия выращивания, кормления, перенесенные болезни и уровень физических, психических нагрузок и т. п.) картина может значительно изменяться.

Как известно, существует строгий запрет и на вязку молодых сук. Он обоснован именно отрицательным действием слишком ранней беременности на рост и развитие продолжающего формироваться организма суки.

Питательные вещества кормов расходуются в первую очередь на рост эмбрионов. Особенно сильным нагрузкам подвергается скелет матери из-за интенсивного вымывания из него кальция, идущего на формирование костной ткани плода. Даже при обильном обеспечении минеральной подкормкой этот дисбаланс кальция в организме молодой суки ликвидировать крайне сложно, в результате чего не только прекращается ее рост, но и наступают трудно или вообще необратимые изменения скелета, могут выпадать зубы, шерсть. Заметим тут же, что ни в коем случае не рекомендуется стричь или тримминговать в период вынашивани щенков даже и взрослых, полностью развитых сук. Слишком велик расход минеральных веществ, чтобы организм мог одновременно расточать их на формирование шерсти и рост эмбрионов, В результате шерсть практически не отрастает, структура ее ухудшается, а будущие щенки не получают в требуемом объеме минеральные вещества.

Обычно рекомендуют вязать суку в третью течку, но при наличии коротких интервалов между течками лучше повязать ее в возрасте 1,8 - 2 лет. В естественных условиях в больших семейных группах с нормальной половозрастной структурой все так и происходит. Здесь более взрослые суки обычно занимают и более высокие ранги. При наступлении течки, благодаря сложному взаимодействию эстрогенов и андрогенов, которые обязательно присутствует у самок в небольших количествах, агрессивность у суки повышается, в основном на других сук. А поскольку в стаях происходит естественная синхронизация эструса, т. е. он наступает у всех самок примерно в один период, то возрастание агрессивности у высокоранговой суки, которая в связи с более старшим возрастом приходит в эструс несколько раньше молодых, подавляет проявление половой охоты и даже овуляцию у последних. Таким образом (это наблюдение неоднократно было подтверждено на волках), в стае собак размножаются только взрослые, хорошо развитые животные. Эти закономерности, несомненно, были подмечены практиками очень давно и послужили основой возрастных ограничений при племенном разведении. Тем интереснее убедиться в научной обоснованности таких ограничений.

Не будем подробно рассматривать беременность. Скажем только, что это весьма сложный процесс, во многих своих аспектах не изученный до конца. После овуляции яйцеклетки на месте разорвавшегося фолликула формируется особое образование - желтое тело. Гормоны, секретируемые желтым телом, играют основную роль в становлении и поддержании беременности. При механическом разрушении желтых тел, введении определенных гормонов или иных веществ, вызывающих рассасывание желтого тела (лютеолиз), происходит выкидыш и может наступить внеочередной эструс. Медикаментозные обработки, вызывающие лютеолиз, в зарубежной ветеринарии достаточно широко используют для прерывания нежелательной Щенности у сук. Средний срок жизни желтого тела беременности у собак составляет примерно 61 день, а лютеолиз в норме происходит после ощена. При отсутствии оплодотворения лютеолиз происходит в конце эструса, затем наступает период полового покоя - анэструс. Иногда желтые тела беременности в яичниках сохраняются и при отсутствии оплодотворения, создавая в организме гормональный фон, свойственный состоянию беременности. Увеличивается в размерах матка, изменяется поведение собаки. За несколько дней до момента, когда должны бы наступить роды, сука начинает строить гнездо, ищет щенков, собирает мягкие и пищащие игрушки. Из ее сосков выделяется внешне похожий, хотя и отличающийся по химическому составу от молока, секрет. Это состояние, получившее название ложной щенности или беременности, встречается достаточно часто. Оно причиняет владельцам сук много хлопот, особенно когда нет полной уверенности в том, что сука по недосмотру не повязалась. В последнем случае рекомендовано проводить диагностику беременности.

Проблема диагностики беременности, особенно на ранних стадиях, имеет огромное практическое значение, и в настоящее время известно много ее способов. Классическим является ректальная или абдоменальная пальпация, т. е. прощупывание матки и яичников для определения их состояния через стенку прямой кишки или через брюшину. При всей своей простоте пальпация имеет ряд ограничений и может применяться только на достаточно поздних стадиях беременности, когда плоды уже относительно велики. Широкое распространение получили иммуноферментный и радиоиммунный методы определения некоторых гормонов (протестерон, эстронсульфат) в крови, молоке, моче и кале животных. Для разных видов животных существуют свои методики определения уровня гормонов, но у беременных животных уровень этих гормонов достоверно выше, чем у небеременных. Этим методом можно быстро и с высокой точностью диагностировать беременность на 2 - 3-й неделе развития. Применительно к собакам наиболее широкое развитие получили методы диагностики с помощью ультразвука. Ультрасонография позволяет диагностировать. Щенность на 25 - 35-й день после спаривания с точностью до 95 процентов и более, а отсутствие беременности с точностью от 92 до 100 процентов. Этот метод практически безвреден для матери и будущего потомства и, помимо всего прочего, позволяет с большой точностью определить количество плодов при условии, что их больше 4, выявить внутриутробную гибель плода и его мумификацию.

Бурное развитие биотехнологии в последние десятилетия привело к настоящему перевороту в традиционных методах разведения животных и таит в себе неисчерпаемые возможности.

Особенно интенсивно используют сегодня методы биотехнологии в скотоводстве и свиноводстве. Однако и собаководство не осталось в строке, и здесь все шире и шире используются современные методы управления воспроизводством. Познание гормональных механизмов физиологии размножения позволяет регулировать уровень естественного воспроизводства в любую желаемую сторону. Так, введение бромкриптина, нафарелина и некоторых эстрогенных препаратов вызывает прекращение эструса или прерывает беременность. Введение же гормональных препаратов: гонадолиберина, гонадотропина сыворотки жеребой кобылы, хорионического гонадотропина человека вызывает наступление эструса и делает возможным его искусственную синхронизацию, т. е. после гормональной обработки по определенной схеме эструс наступает в некоторый фиксированный промежуток времени у всех обработанных сук. Это представляется весьма перспективным при племенной работе в питомнике, так как может быть обеспечено одновременное покрытие сук, их щенение и выращивание выравненного по возрасту молодняка в одинаковых, наиболее оптимальных условиях. Введение гормона окситоцина может обеспечить и синхронизацию родов. Эта процедура не влияет отрицательно на здоровье матери потомства, более того, уменьшается количество родов, требующих акушерского вмешательства*. По некоторым данным, окситоцин способствует и формированию раннего материнского поведения.
(*При передозировке окситоцин и его аналоги могут вызывать чрезмерное сокращение и даже разрыв стенок матки.*)

Попытки увеличить количество овулирующих яйцеклеток у собак при введении синтетического аналога гормона гонадолиберина сукам во время спаривания не во всех случаях дали значительный эффект. Однако в практике пушного звероводства самок лисиц и песцов уже традиционно обрабатывают гормонами, что вызывает как повышение числа овулирующих яйцеклеток, так и увеличение количества имплантирующихся, т. е. прикрепившихся к внутренней оболочке матки зародышей, и, в конечном счете, количества рожденных щенков. Исследования показывают, что физиология размножения разных видов псовых принципиально не различается. Это позволяет с уверенностью говорить о возможности искусственного увеличения числа овуляций у собак, для чего необходимо разработать подходящую именно для собак схему обработки: дозы и режим введения гормонов.

Другим интересным методом биотехнологии является искусственное осеменение. Экономичность и эффективность этого метода очевидны. Отнюдь не всегда есть возможность доставить суку к выдающемуся производителю. При некоторых травмах кобель, имеющий сперму высокого качества, не способен к естественному спариванию. Существует еще целый ряд факторов, ограничивавших применимость естественного осеменении.

Современные методы биотехнологии позволяют управлять и процессом осеменения у собак. Сперму получают от кобелей при ручном массаже или с помощью электроэякулятора. Предварительное введение медикаментозных препаратов, блокирующих альфа-рецепторы, не только облегчает процесс эякуляции (извержение семенной жидкости), но и увеличивает количество сперматозоидов в эякуляте, повышает качество спермы. Кобели легко привыкают к процедуре получения спермы, и при регулярных взятиях несколько раз в неделю (режим подбирают индивидуально, контролируя под микроскопом морфологические признаки сперматозоидов и определяя биохимические особенности плазмы спермы) качество спермы не только не ухудшается, но, напротив, улучшается. Свежеполученную сперму разбавляют специальными растворами - разбавителями, содержащими сахара, соли лимонной кислоты, яичный желток, глицерин и другие добавки, в дистиллированной воде. В разбавители вводят и антибиотики, уничтожающие патогенные микроорганизмы, содержавшиеся в сперме. Разбавители обеспечивают поддержание нормального энергетического обмена в сперматозоидах, которые практически лишены собственного запаса питательных веществ. Разбавленная сперма может храниться при температуре +4'С, с некоторыми разбавителями при +20'С, в течение как минимум суток. Сперму разбавляют не только для хранения. Эякулят самцов любого вида, как это показано многочисленными исследованиями, содержит огромное, заведомо избыточное количество сперматозоидов. Поэтому при разбавлении спермы из одного эякулята получают несколько доз спермы для искусственного осеменения, содержащих определенное количество сперматозоидов. Для собак указывают дозы, содержащие 300 - 400 млн. сперматозоидов в 0,5 мл жидкости при одноразовом искусственном осеменении или 150-200 млн. при двухразовом осеменении. Если учесть, что в эякуляте содержится 500 - 1300 млн. сперматозоидов, то эффективность разбавления становится еще более явной. Сегодня, прибегая к искусственному осеменению лисиц и песцов, вместо ранее принятой дозы спермы 100 млн. сперматозоидов используют дозы, содержащие 40 и даже всего 20 млн. сперматозоидов. Это стало возможным за счет усовершенствования самой техники искусственного осеменения: максимально точного определения срока овуляции и осеменения именно в этот момент глубоко в шейку или в рога матки. Впрочем, традиционный способ осеменения внутривлагалищно тоже обеспечивает достаточно высокую оплодотворяемость.

Для длительного хранения и транспортировки сперму замораживают. В этом случае сперму разбавляют, вводя в разбавители вещества, предохраняющие сперматозоиды от холодового повреждения (криопротекторы: глицерин, поливиниловый спирт и др.). Далее разбавленную сперму охлаждают с определенной скоростью до отрицательных температур и замораживают в парах жидкого азота при температуре - 196'С. Заранее расфасованную на дозы сперму можно заморозить в виде гранул, в просвете тонких стеклянных или полимерных трубочек, называемых соломинками, в алюминиевых микротубах. В таком виде замороженная сперма может годами храниться в парах жидкого азота и быть перевезена на любое расстояние.

По мере необходимости сперму оттаивают при определенной температуре, удаляют криопротектор и используют для искусственного осеменения. Оплодотворяющая способность такой замороженно-оттаянной спермы не намного ниже, чем свежей, разбавленной или цельной.

Сегодня ведутся работы по изысканию веществ, способных максимально повысить устойчивость сперматозоидов. Разработан ряд приемов, позволяющих разделить нормальные подвижные сперматозоиды и клетки с нарушенной формой и подвижностью, что повышает, качество спермы. Продолжается поиск наиболее точных и удобных способов разделения сперматозоидов, несущих Х и У-хромосомы, на две разные фракции, что даст возможность получения потомства заранее определенного пола.

Чисто технически методы искусственного осеменения собак разработаны достаточно глубоко, а бурное развитие криоконсервации клеток и органов в медицине и сельском хозяйстве позволяет ожидать еще большего прогресса в искусственном осеменении замороженнооттаянной спермой. В практике собаководства, однако, метод искусственного осеменения не получил достаточно широкого распространения. В самом деле, если уровень применения метода искусственного осеменения в скотоводстве в ряде стран Европы оставляет примерно 90, иногда и 100 процентов, то доля искусственно осемененных собак в тех же странах едва ли достигает 1 процента. Причиной этого служат отнюдь не технические сложности осеменения собак, более того, строение половых органов сук не создает серьезных препятствий для технических манипуляций при осеменении. Дело в другом. В скотоводстве существует реальная необходимость и прямая выгода в получении десятков и сотен потомков от какого-нибудь выдающегося быка, в собаководстве же появление полусотни потомков от одного кобеля создает не только трудности в их сбыте, но и вынужденный инбридинг. Проведение жесткого отбора и выбраковки при условии содержания собак индивидуальными владельцами практически невозможно.

Однако на базе крупных питомников, выращивающих пользовательных собак, было бы интересно провести работы по искусственному осеменению маточного поголовья спермой кобелей-улучшателей. И в любом случае, искусственное осеменение криоконсервированной спермой представляет несомненный интерес при разведении малочисленных, редких и исчезающих пород собак.

Не меньший интерес вызывает возможность повышения эффективности использования особо ценных сук. Нетрудно подсчитать, что сука, продуктивно используемая с 2 до 8-летнего возраста при одной вязке в год и в среднем принося в каждом помете по 8 щенков, за всю жизнь даст 56 потомков. Если принять во внимание смертность щенков и то, что реально у многих пород их рождается гораздо меньше (иногда 2 - 3), то количество потомков, особенно имеющих дипломы по экстерьеру и рабочим качествам, окажется гораздо меньше.

В настоящее время учеными разработаны теоретические основы и практические способы пересадки зародышей у животных. Этот перспективнейший метод биотехнологии заключается в извлечении зародышей ранних стадий развития, еще не успевших имплантироваться, из матки генетической матери (донор) и перенесении а матку другой самки (реципиент), где они продолжают и завершают свое внутриутробное развитие. Обычно пересаживают зародыши на стадиях морулы или бластоцисты, когда они представляют собой достаточно компактную клеточную массу, заключенную в оболочку, ранее одевавшую яйцеклетку. На животных многих видов (коровах, кроликах, даже на мышах) уже сделаны работы не только по извлечению из матки донора зародышей, но и по разделению их с помощью микрохирургической техники на половины и даже четверти. Такие части зародышей обладают совершено идентичным генетическим материалом и при пересадке реципиенту развиваются в идентичных близнецов. Приживаемость разделенных частей зародышей не намного меньше, чем целых зародышей.

Самки-реципиенты, не обладающие ценным генотипом, отбираются по ряду признаков, обеспечивающих наиболее оптимальные условия для становления и развития беременности, одним из важнейших факторов является здоровье с приемной матери.

У реципиентов синхронизируют эструс - необходимо, чтобы физиологическое состояние матки, ее внутренняя среда как можно точнее соответствовали стадии развития зародыша. Животное, родившееся в результате пересадки зародыша, по генетическим и фенотипическим признакам не отличается от сверстников данной породы, рожденных генетическими матерями. Правда, в опытах на коровах было показано, что у коров-реципиентов среднего роста рождались из пересаженных зародышей более крупных пород мелкие телята. Однако эта разница в росте компенсировалась в первый год лизни, и телята-трансплантаты по развитию догоняли сверстников своей породы.

На современном этапе научились пересаживать не только свежеполученные зародыши, но и замораживать их для длительного хранения так же, как замораживают сперму. Таким образом, существует и используется возможность транспортировки генетического материала не только от ценных производителей, но и от производительниц. Пересадка зародышей широко используется в современном скотоводстве, внедряется в практику коневодства и овцеводства.

Проведены опыты по пересадке зародышей и на собаках. Правда, приживляемость зародышей оказалась достаточно низкой: менее 20 процентов против 50 - 60 процентов у крупного рогатого скота, но, тем не менее, темпы развития биотехнологии таковы, что в течение нескольких лет какая-нибудь манипуляция из лабораторной, доступной лишь немногим высококвалифицированным исследователям, становится традиционным практическим методом.

Метод пересадки зародышей в собаководстве сулит, по-видимому, даже большие возможности, чем только искусственное осеменение. Коль скоро разработаны основные принципы и методы получения зародышей, оценки их пригодности к пересадке, хранения и собственно пересадки, то встает вопрос о возможности и необходимости практического его использования.

Источник: Е. Н. Мычко, "Служебное собаководство"

Правила чата
Пользователи онлайн
Онлайн чат
+Онлайн чат
0
На сайте: 23
Гостей сайта: 13
Пользователей: 10