Введение.
Интенсивность
селекционных процессов в коневодстве
напрямую зависит от возможности
оценки племенных животных по
большому числу потомков. В отношении
жеребцов эти проблемы могут
быть решены получением от
них спермы, ее разбавлением и
хранением в замороженном виде.
С генетическим материалом кобыл
все выглядит значительно сложнее,
что тормозит процесс совершенствования
пород лошадей, особенно с ограниченным
генофондом.
Современные
способы размножения лошадей,
в том числе применение искусственного
осеменения, пока не позволяют
полностью использовать генетический
потенциал воспроизводства выдающихся
кобыл. В эмбриональный период
в яичниках закладываются десятки
тысяч примордиальных фолликулов, в
течение жизни несколько сотен их достигает
созревания и гибнет, а число получаемых
жеребят, как правило, не превышает 15. Значительные
сложности вызывает продолжительность
жеребости кобыл и невозможность совмещения
спортивной карьеры с племенным использованием,
что негативно отражается на селекции
- кобылы, хорошо проявляющие себя в спорте
или на ипподроме, на долгий срок выбывают
из племенного использования, что ограничивает
получение от них и без того незначительного
числа потенциально возможных потомков.
Первые
попытки.
Со второй
половины ХХ века стало быстро
развиваться новое научное направление
– биотехнология. Первые удачные
опыты советских и американских
ученых по получению потомства
сельскохозяйственных животных
методом пересадки эмбрионов
дали прекрасный инструмент размножения,
наиболее эффективно использующий
генетический потенциал самок.
Трансплантацию
эмбрионов рассматривали, как
способ выйти на генетический
уровень управления селекционным
процессом. За рубежом с успехом
применяли трансплантацию эмбрионов
бычков мясных пород коровам
молочного направления и таким
образом, получая на молочных
фермах молодняк для реализации
на мясо. Сегодня во многих
странах мира созданы криобанки
эмбрионов КРС и из-за большого количества
этой продукции, в частности в Канаде и
США, принуждают владельцев к поиску новых
рынков сбыта.
С лошадьми
все оказалось гораздо сложнее.
Во первых для специалистов была бесплодность
попыток вызвать множественную овуляцию
у кобыл гормональными методами. Максимум,
на что можно было рассчитывать, – это
получение 2-3 овуляций за 1 половой цикл
(для сравнения: у коров за один цикл можно
получить до 30 эмбрионов). Эта видовая
особенность тормозила исследования,
требуя гораздо больше времени на проверку
гипотез и получение достоверных результатов.
Тем не менее, технология была разработана
(сначала хирургическая – в Англии, затем
микрохирургическая – в Японии и, наконец,
нехирургическая – снова в Англии).
В коневодстве
успешный опыт трансплантации эмбрионов
и рождения здорового потомства
был впервые осуществлен в
Японии в 1973-74 гг. опытами Н.Огури и К.Тсутсуми.
В СССР первооткрывателем трансплантации
эмбрионов лошади стал С.Г.Лебедев, а первый
жеребенок, полученный таким путем, родился
в феврале 1982 года.
С.Г.Лебедев
организовал в 1976 году во ВНИИ коневодства
группу трансплантации эмбрионов лошадей.
На основе японского метода он создал
усовершенствованную технологию пересадки
8-дневных зародышей с применением инструментов
собственной модификации. Технология
ориентирована на работу с крупными эмбрионами
(~ 1мм в диаметре), не требующими использования
микроскопической техники для их поиска.
На протяжении
последних 20-и лет достигнуты
значительные успехи в этой
области, усовершенствована техника
безоперационной пересадки эмбрионов,
созданы инструменты и более
полноценные среды, позволяющие
повысить результативность метода.
По расчетам, используя пересадку
эмбрионов, от одной кобылы-донора
за год можно получить 10 и более
жеребят. Но пригодными для
трансплантации могут быть только
способные к зачатию и вынашиванию
полноценных эмбрионов до 8-дневного
срока кобылы-доноры и клинически
здоровые, нормально жеребившиеся
кобылы-реципиенты. Поэтому сначала
нужно проверять доноров на
способность давать эмбрионы, для
чего осеменять их спермой
проверенного качества и на 8-й
день вымываем эмбрионы. И лишь
удостоверившись в плодовитости
кобыл, начинать готовить пересадку.
Эта технология
позволяет более интенсивно использовать
в размножении генотипы выдающихся
кобыл, ускорить проверку маток
по качеству потомства, в более
короткие сроки размножать и
совершенствовать экзотические
породы и популяции лошадей
с ограниченным поголовьем.
Материнский
эффект.
Некоторые
исследователи указывают на проявление
так называемого «материнского
эффекта», который заключается во
влиянии организма самки на
вынашиваемый ею плод.
Так, в
исследованиях польских ученых
при пересадке эмбрионов от
кобыл породы польский коник
крупным рабочим кобылам «холодного
типа» полученные жеребята были
крупнее сверстников, рожденных
от их генетических матерей
после вторичного осеменения
теми же жеребцами. При этом
стоит отметить, что это превосходство
сохранилось до зрелого возраста
лишь в длине конечностей, а
промеры головы, шеи, груди и
крупа были примерно одинаковыми.
Одним из объяснений этого
эффекта может явиться большее
поступление питательных веществ
жеребенку из организма крупной
кобылы в эмбриональный и молочный
период.
За 20-летний
период работы лаборатории С.Г.Лебедевым
было получено 33 трансплантированных
жеребенка, в том числе при
межпородных пересадках (напр. тяжеловозные
кобылы вынашивали чистопородных
русских рысаков или русских
верховых). Наблюдения показали, что
фенотипические уклонения в сторону
суррогатной матери у жеребят
не проявляются. Так, от кобылы
Богини (рус. верх. породы) Старожиловского
к.з. за один год было получено 2 трансплантированных
жеребенка и 1 собственный. Обе кобылки-трансплантаты,
Богема и Багира, были включены в племенной
состав завода и стали продолжательницами
семейства Беспеки.
Криоконсервация
эмбрионов.
В настоящее
время группа трансплантации ВНИИК продолжает
работать в направлении адаптации метода
к современным производственным условиям.
Главным шагом к его популяризации мы
считаем отработку способа замораживания
эмбрионов. С применением этого этапа
снимается сразу несколько проблем, связанных
с синхронизацией половых циклов донора
и реципиента, ограниченностью времени
для манипуляций с эмбрионом в период
между извлечением и пересадкой. Облегчается
транспортировка эмбрионального материала
и, главное, преодолеваются ветеринарные
ограничения при перевозке животных через
границу.
Опыты
по замораживанию и хранению
зрелых яйцеклеток успеха не
имели, в то время как криоконсервация
эмбрионов дала положительные результаты
не только в хранении зародышей, но и при
получении из них (после оттаивания и пересадки
кобылам) здоровых жеребят.
Широкому
внедрению метода трансплантации
«замороженных» эмбрионов в коннозаводстве
препятствуют ограничения и правила,
принятые рядом Ассоциаций заводчиков
конских пород. Одно из основных
правил – ограничение количества
жеребят, которые могут быть
зарегистрированы от одной кобылы-донора
в год. Большинство племенных
объединений допускают регистрацию
одного жеребенка, при этом
проводятся обязательные анализы
крови кобылы-донора, жеребенка и
в некоторых случаях кобылы-реципиента.
Во многих ассоциациях принята
строгая регламентация выбора
кобылы-донора.
Методы
криоконсервации эмбрионов позволяют
не только заменить экспорт-импорт животных
экспортом-импортом эмбрионов, но и тем
самым более эффективно препятствовать
распространению различных заболеваний.
Воспроизводство лошадей методом трансплантации
эмбрионов способствует увеличению числа
особей в малых популяциях, позволяет
получать животных определенного пола,
а также однояйцовых близнецов.
Первый
такой жеребенок был получен
так же японскими исследователями
в 1982 г. с применением программируемого
режима охлаждения. Это довольно
медленный и кропотливый процесс.
Результативность метода невысока
и зависит от множества факторов.
Более перспективным считается
метод сверхбыстрого замораживания
(витрификация) путем погружения
соломинки с эмбрионом непосредственно
в жидкий азот.
Наиболее
консервативная категория регистров
– английский студбук. Сюда «прописка»
для трансплантированных жеребят закрыта.
Но обладателей лошадей отечественных
и разводимых у нас зарубежных пород (русской
и орловской рысистых, русской верховой,
ахалтекинской, тракененской, ганноверской,
голштинской и других «теплокровных»
западно-европейских пород) можно успокоить
и заверить, что племенные паспорта на
такое потомство нашими ассоциациями
выдаются. Исключение: першеронская, русская,
советская и владимирская тяжеловозные
породы, по которым в положении о регистрации
в ГПК п.10 прописан запрет на запись для
трансплантированных жеребят. От арабской
кобылы-донора разрешено получать не более
2-х трансплантированных потомков в год
(только при внутрипородных пересадках)
с предварительным уведомлением совета
ассоциации.
Как
развиваются жеребята,
полученные путем
пересадки эмбрионов.
С давних
времен коневоды думали о том,
как воздействовать на организм
жеребенка, чтобы получить лошадь
с нужными признаками. В классическом
эксперименте Уолтона и Хэммонда в
Англии еще в 1938 году было доказано, что
в результате отдаленного скрещивания
крупных лошадей породы шайр с мелкими
шетлендскими пони рожденные шайрскими
кобылами жеребята оказывались в три раза
крупнее, чем жеребята-помеси, рожденные
кобылами пони. Кривые роста жеребят этих
сочетаний до 18-месячного возраста имели
сходную тенденцию, и позднее они одинаково
прибавляли в весе. И, в конечном счете,
в 4-летнем возрасте вес лошадей от кобыл
шайр был в 1,5 раза выше, чем у потомства,
полученного от кобыл шетлендских пони.
С освоением
метода пересадки зародышей лошадей
появилась возможность расширить
подобные исследования и проводить
опыты в пределах каждой породы.
Предварительные наблюдения за
развитием жеребят породы коник
польский, рожденных после пересадки
эмбрионов крупным кобылам, показали,
что жеребята рождались крупнее
и массивнее сверстников, полученных
от кобыл-доноров. Приводимые
ниже данные служат продолжением
предыдущей работы, представленной
на 11 Международном симпозиуме, проходившем
в 1989 году в Канаде.
Эмбрионы
были получены на 6— 8-й день после овуляции
у кобыл коника польского весом 400 кг и
высотой в холке 132 см. Зародышей пересадили
нехирургическим методом рабочим кобылам
холоднокровного типа, весившим около
700 кг и достигавшим роста 160 см. Сразу после
установления жеребости у кобыл-реципиентов
на 20— 30-й день с момента овуляции зажеребились
от того же жеребца, что и ранее, кобылы-доноры.
Таким образом всего получили шесть пар
жеребят коника польского. Однако для
сравнительного изучения избрали только
однополых жеребят, то есть две пары родных
сестер, 1984 г. р., и пару родных братьев,
1988 г. р. Отцом кобылок был 10-летний жеребец
Нурзец весом 400 кг и высотой в холке 138
см, в пары жеребчиков — 4-летний жеребец
Наваль весом 292 кг и высотой в холке 127
см.
Весь
период наблюдения лошади находились
в одинаковых условиях кормления
и содержания. Обе пары кобылок
и пара жеребчиков были отняты от матерей
в 7-месячном возрасте.
Кобылы-реципиенты
оказались заботливыми матерями.
Жеребята от них имели при
появлении на свет большую
массу тела и хорошо развитые
конечности. В первые дни жизни масса тела
этих жеребят была в среднем на 13 кг, или
на 48 %, больше, а рост на 11 см, или на 14 %,
выше, чем у контрольных жеребят. Благодаря
высокой молочности кобыл-реципиентов
прибавка в весе этих жеребят в подсосный
период также была большей. В первые 6 мес.
жизни они набрали массу на 43 кг больше,
чем контрольные. Позднее, при переводе
жеребят на хозяйственные корма, разница
в привесах сглаживалась и прибавка массы
даже была одинаковой. В итоге различия
в росте, длине конечностей и костей сохранились
до достижения зрелого возраста. В возрасте
5 лет более крупные животные были выше
своих сверстников на 3—6 см и имели на
5 см длиннее конечности.
В то же время
другие промеры, например головы, длины
шеи, ширины и длины груди, крупа,
были примерно такими же, как у жеребят,
рожденных естественным путем от
родных маток на 2,5—3,5 мес. позднее.
Исключением была кобылка Холка,
имевшая преимущество в таких
промерах, как косая длины туловища,
величина грудной клетки и масса
тела, над ее генетической сестрой
Гемолизой, как и над остальными жеребятами.
Холка родилась у кобылы-реципиентки,
отличавшейся высокой молочностью, и была
вторым жеребенком у кобылы, в то время
как остальные кобылы-реципиенты были
первородящими.