МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ Санкт-Петербургский государственный университет ветеринарной медицины Кафедра генетически и репродуктивных биотехнологий Выполнила: студентка 1 курса 9 группы Петроченко Вера Проверила: Доцент, кандидат биологических наук Крутикова Анна Алексеевна
Поведение животных – это свойство организма, обусловленное наследственностью и влиянием факторов внешней среды. Генотип животного по этологическим признакам реализуется в онтогенезе в виде элементарных актов, сложных форм и свойств поведения. Все разнообразие поведенческих признаков, присущих особи, популяции в виду, формируется эволюционным путем в процессе сочетания пар, геновариаций, пропорционального распределения потомства по общей активности и отбора более приспособленных к условиям существования животных. Любая форма поведения животных осуществляется на фоне наследственной организации нервной системы. Отсюда, каждый элемент поведения — это отдельный безусловнорефлекторный компонент. Если имеет место повторение одной и той же реакции, поведение может изменяться в результате включения индивидуально приобретенных условнорефлекторных реакций.
Основная задача генетики поведения — выяснение роли генетических факторов в определении особенностей поведения. Очевидно, что она состоит из нескольких достаточно самостоятельных проблем. Одна из них — определение относительной роли и взаимодействия генетических и средовых влияний при формировании поведения в онтогенезе. Вторая задача — исследование механизмов действия генов, определяющих формирование нервной системы. Третья задача связана с изучением механизмов реализации действия мутантных генов, затрагивающих функцию ЦНС, которые могут служить моделями заболеваний нервной системы. Четвертая задача — изучение генетико-популяционных механизмов формирования поведения и его изменений в процессе микроэволюции. Вторую и третью задачи нередко выделяют в направление, получившее название нейрогенетики.
Генетические модели – группы животных, состоящие из генетически идентичны (или почти идентичных) особей, имеющих определённые биохимические и физиологические особенности. С этой целью используют селекционные линии животных.
Генетическая изменчивость особей в популяции может проявляться по огромному числу признаков, в том числе и поведенческих. Для успешного проведения опытов по генетике поведения необходимо подобрать соответствующие поведенческие признаки. Это непростая задача. Ученые исследовали самые разные поведенческие признаки у разных видов животных: предрасположенность к судорогам, общую возбудимость, локомоторную активность, ориентировочно-исследовательские реакции, разные аспекты репродуктивного поведения, классические и инструментальные условные реакции, реактивность к фармакологическим веществам. Для удобства организации научных исследований поведенческие признаки разделили на группы согласно физиологическим функциям, лежащим в их основе
Для диких животных индивидуальное и групповое поведение – средство борьбы за выживание. У сельскохозяйственных животных, утративших в процессе одомашнивания эту главную функцию, оно превратилось в фактор адаптации функций внутренних органов и систем организма к определённым раздражителям. В этой связи следует ожидать, что у сельскохозяйственных животных разнообразие и изменчивость признаков, форм и свойств поведения будет значительно выше, чем у диких животных. Это связано, в первую очередь, с породообразовательным процессом, который, в пределах вида, определяет многообразие генотипов не только по потенциальным возможностям продуктивный признаков, но и по свойствам поведения.
Время существования научной дисциплины принято отсчитывать от появления первого исследования в этой области. Описанное в 1913 г. Американской исследовательницей Адой Иеркс наследование комплекса злобности, пугливости и дикости у крыс ( Rattus norvegicus ) — первая экспериментальная работа по генетике поведения. Иеркс изучала обучаемость двух линий крыс: одну, неинбридированную, и другую, разводимую в течение длительного периода в тесном инбридинге (линия из Вистарского института анатомии и биологии). Крысы обучались в круговом лабиринте Ватсона. Обучение считалось законченным, когда животное проделывало три пробежки подряд без ошибок. Оказалось, что неинбридированные крысы обучались немного быстрее, чем инбридированные (65,00 уроков требовалось для обучения инбридированных и 52,25 — неинбридированных ). Поведение крыс у инбридированной линии оказалось более хаотичным, чем у крыс неинбридированной линии. Сходные
А. Багг поставил перед собой задачу исследовать индивидуальное и семейное различие в поведении мышей (нахождение правильной дороги к пище в довольно простом лабиринте). Наблюдалась большая изменчивость в быстроте обучаемости. Сравнивались линии белых и желтых мышей. Оказалось, что средняя быстрота обучаемости белых мышей за 15 последних опытов 27,5+2,0 сек с 9 ошибками за урок, желтых мышей — 83,0+7,0 сек и две ошибки за урок. Наблюдалось ясное сходство в обучаемости особей одних и тех же пометов. Обе эти работы впервые показали, что такое сложное и комплексное свойство, как способность к обучаемости, может определяться наследственными факторами. В 1913 г. А. Багг создал инбредную линию белых мышей Bagg Albino C, которая c 1932 г. Широко известна под названием BALB/c.
Когда признак отдален от первичного эффекта гена несколькими «ярусами» биохимических процессов, то обнаруживается влияние некоего гена не только на исследуемый признак, но и на многие другие стороны строения, функций и поведенческих реакций организма. Это явление называется плейотропией. Описано множество генов со сложными плейотропными эффектами. Классическим примером плейотропии, который способствовал накоплению экспериментальных свидетельств влияния генотипа на поведение дрозофилы, было впервые обнаруженное А.Стертевантом (1915) и подробно описанное в 1956 г. М.Бэсток влияние мутации yellow на уровень половой активности мух. Плейотропный эффект мутации yellow : У самцов снижается способность к ухаживанию: у них сильно укорочена во времени фаза «вибрации». Такие особи проигрывают в конкуренции самца других генотипов.
Таксономия (упорядочение) - это теория и практика классификации организмов. Она применима к задачам классификации свойств поведения сельскохозяйственных животных. В соответствии с функциональными системами жизнедеятельности организма в целостной системе поведения животных, выделяют 5 основных подсистем первого порядка, вбирающих в себя все формы проявления поведения животных на этологическим уровне: Подсистема репродуктивного поведения Подсистема двигательного поведения Подсистема адаптивного поведения Подсистема пищевого поведения Подсистема популяционного поведения Азбука основных поведенческих признаков сельскохозяйственных животных
К числу важных приспособительных реакций организма следует отнести его поведение. Рассматривая общую активность животного, как генетически доминированное свойство организма, можно ожидать, что в сферу действия отбора будут вовлекаться сложные формы и свойства поведения, проявляемые в конкретной обстановке. В связи с этим большой научный и практический интерес представляет не только изучение индивидуальной и популяционной изменчивость поведенческих признаков, но также степень и характер направленности их взаимосвязи с продуктивностью и экономической выгодной.
Взаимосвязь индекса общей активности свиней крупной белой породы с воспроизводительными свойствами и качеством потомства была проанализирована по ряду признаков: оплодотворяемость после первого осеменения, многоплодие, сохранность поросят к отъёму, масса поросят при отъёме. Как видно из таблицы, оплодотворяемость свиноматок зависит от их активности. Из 150 инфрапассивных за 2-х месячный период оплодотворилось 74% от поголовья. Общая оплодотворяемость ультра активных свиноматок на 10% выше по сравнению с первой группой.
На молочном комплексе, рассчитанном на 1200 дойных коров, изучена оплодотворяемость коров первого и второго отделов с различной общей активностью. Количество коров, наблюдением находившихся под наблюдением одновременно соответствовала числу животных, обычно составляющих секции с беспривязным содержанием (n=64). Все животные были разделены по индексу активности на 4 генотакса поведения. Опыт проводился в течение двух лет. Животные в группах были аналогами по возрасту первого осеменения (19,4- 19,8 мес.), состоянию репродуктивной системы и массе тела. Результаты опыта представлены на таблице. Исходя из данных о массе тела коров и их молочной продуктивности можно судить, что условия кормления и содержания животных на комплексе отвечали зоотехническим требованиям. Характеризуя состояние воспроизводства коров в стаде за период наблюдения, следует отметить, что все показатели были близки к норме: оплодотворяемость коров от первого осеменения находилась на уровне 52,1%, индекс осеменения колебался в пределах 1,7…1,98 и сервис-период составлял 99…104 суток.
Существование разных пород собак представляет собой рекордный по длительности селекционный эксперимент, демонстрирующий, как никакой другой, фантастический размах внутривидовой изменчивости по морфологическим признакам, и по признакам поведения. Можно выделить следующие основные направления изучения закономерностей поведения: 1. Специфические свойства поведения, как, например, злобность, пугливость, некоторые особенности поведения охотничьих собак, аппортировочная реакция. 2. Общие свойства нервной системы, как, например, возбудимость или зависимость от пола. 3. Различия в социальном поведении собак разных пород. 4. Корреляции между физическими и поведенческими чертами. 5. Комплексный анализ поведения разных пород собак с целью выбора наиболее приемлемой породы для определенных целей с применением компьютера.
Экспрессивность – степень фенотипического проявления эффектов аллеля определённого гена у разных генетически сходных между собой особей. Панетратность – частота проявления аллеля определённого гена у разных особей группы родственных организмов.
К моменту рождения у эмбрионов мыши мужского пола уровень тестостерона в крови втрое выше, чем у самок, что связано со скачкообразным началом функционирования у них семенников. В проведенном эксперименте эмбрионов непосредственно перед родами извлекали методом кесарева сечения. При этом определялось относительное расположение в матке каждого из них и устанавливалось, кто были «соседями» данного плода; Выросшие взрослые самцы, соседями которых в матке также были самцы, оказались более агрессивными, чем те, которые в эмбриональном периоде располагались рядом с самками; В дальнейшем сравнили поведение и ряд морфологических характеристик самок, имевших соседями по матке двух самцов, с самками, соседками которых были две самки: У первых отмечались некоторые черты «маскулинизации» поведения и повышенный уровень тестостерона в крови.
Таким образом, генетика поведения животных представляет собой важную область исследований, раскрывающую механизмы, определяющие поведенческие черты и адаптацию видов к окружающей среде. Понимание генетических основ поведения не только углубляет наши знания о биологии и экологии животных, но и открывает новые горизонты в изучении эволюции, взаимодействиях между видами и сохранении биоразнообразия. Будущее исследований в этой области обещает дальнейшие открытия, способствующие применению знаний о поведении животных в различных сферах, от ветеринарии до экологии и поведения человека.
Алексеевич Л. А. Генетический анализ признаков поведения сельскохозяйственных животных // М., 1975. – с. 81-83 Бензер С. Актуальные проблемы генетики поведения // Л., 1975. – с. 5-21 Великжанин В. И. Методы оценки поведенческих признаков и их использование в селекции сельскохозяйственных животных. // Санкт-Петербург, 1995. – 45с. Перепелкина О.В., Маркина Н.В., Лильп И.Г., Голибродо В.А., Полетаева И.И. Селекция мышей на высокий уровень способности к экстраполяции при низком уровне тревожности. Журнал высшей нервной деятельности им. И. П. Павлова, 2011, т. 61, № 6, с. 742-749. Крушинский Л. В., Зорина З. А., Полетаева Л. И., Романова Л. П. Введение в этологию и генетику поведения. — Москва, 1983.
6. Крушинский Л. В. Эволюционно-генетические аспекты поведения. — Москва: Наука, 1991. 7. Великжанин В. И. Генетика поведения сельскохозяйственных животных (этологию, темперамент, продуктивность) // Санкт-Петербург, 2004. – 203с. 8. Бакалай А. В., Кочиш И. И., Скрипниченко Г. Г. Генетика // М., КолосС, 2007. – 446с. 9. Государственный комитет СССР по науке и технике Итоги науки и техники // серия Физиология человека и животных // Том 42 Генетические аспекты поведения животных, М., 1990. – 179с. 10. Московкина Н. Н., Сотская М. Н. Генетика и наследственные болезни собак и кошек // М., : «Аквариум», 2000. – 306с.
