Защита животных от мутагенов

а) В связи с научно- технической революцией и перевода животноводства на промышленную основу и концентрацию животных на малых площадях. Серьёзно стоит проблема экологических изменений в окружающей среде. В воздухе, почве, воде накапливается огромное количество веществ, часть из которых обладает мутагенной и тератогенной активностью. Среди них особое значение имеют химические мутагены- ДДТ, гексахлорбензол, пестициды, гербициды, нитраты и нитриты. Они способны накапливаться в организме животных и человека.

В районах интенсивного сельского хозяйства источником мутагенов являются нитраты, как источник применения минеральных удобрений. Очень сильным мутагенным действием обладают пестициды и гербициды, которые используются в агрономической практике для борьбы с сорняками и вредными насекомыми. Отмечается, что большинство пестицидов устойчивы к химическому и биологическому разложению. Они имеют высокий уровень токсичности. Перечень вредных химических веществ, с которыми контактируют животные очень огромен.

Кроме химических веществ, для животных и человека большую опасность представляют вирусы и бактерии. Вирусы непосредственно внедряются своим генетическим аппаратом в геном клеток животных.

б) В настоящее время установлено, что радионуклиды являются мощным фактором индуцированного мутагенеза, они прежде всего поражают целостность хромосом и вызывают различные аберрации. В тоже время они при взаимодействии с химическими мутагенами способны усилить мутационный процесс.

Авария на Чернобыльской АЭС привела к радиоактивному заражению огромных территорий РФ, Украины, Белоруссии. Это заражение отразилось на различных биологических объектах, в том числе и на сельскохозяйственных животных. В хозяйствах, относящихся к зоне сильного загрязнения окружающей среды радионуклида у с.-х. животных уровень хромосомных аберраций доходил до 38,9. В нашей области взрыв ПО «Маяк» оставил радиоактивный след в Каслинском, Красноармейском районах и на реке Теча.

в) В настоящее время были открыты вещества, которые стабилизируют мутационный процесс до естественного уровня и их называют антимутагенами. Они имеют двоякий спектр действия, при низких концентрациях они действуют как антимутагены, а при высоких как мутагены. Например: к ним относятся аргинин, глутаминовая кислота, стрептомицин и другие.

Установлено, что способностью снижать частоту мутаций обладают более 200 природных и синтетических соединений.

К 1 группе соединений относятся витамины Е (токоферол), С (аскорбиновая кислота). Введение этих витаминов в рацион способствует уменьшению частоты аберраций, вызванных ионизирующими излучениями.

Ко 2 группе относятся отдельные аминокислоты (аргинин, гистидин, метионин и другие).

3 группа- это ферменты ( каталаза, глутатиол пероксидаза).

4 группа- отдельные фармакологические средства (интерферон, сульфаниламиды, гексамидин и другие).

5 группа комплексных соединений, которая входит в состав различных продуктов растительного и животного происхождения.

г) В связи с тем, что в окружающей среде существует большое количество самых разнообразных мутагенных факторов, перед человечеством встали серьезные задачи по разработке методов по защите генетического аппарата в частности ДНК, как самого человека, животных, так и всей живой материи обитающей на земном шаре. Так как, мутационная изменчивость может привести к самым тяжёлым последствиям, вплоть до вымирания видов, поэтому почти всеми государствами принят закон об охране окружающей среды, издания красной книги животных, подготовки специалистов по биоэкологи (наша академия).

Необходимо отметить, что основными путями снижающими концентрацию вредных веществ в биосфере являются следующие:

1) Должен быть разработан экологический мониторинг, который предусматривает определённый характер и уровень химических веществ в почве, воде, кормах, в теле животных. Необходимо создавать экологические карты хозяйств, районов, регионов, на которых нужно наносить соответствующую информацию о содержании химических веществ.

2) Создание безотходных технологий и замкнутый цикл производства в промышленности и сельском хозяйстве, т.е. утилизация выбросов во внешнюю среду. Эта работа ТЭЦ- уголь. Например: Карабашский медеплавильный завод, кислотные дожди, разрушение азонового слоя.

3) Переход от химических средств борьбы в сельском хозяйстве на безвредные биологические средства.

4) Создание устойчивых сортов растений, не требующих химической защиты или использования безопасных с генетической точки зрения пестицидов и гербицидов.

5) Повышение естественной резистентности животных путём использования новых технологий в кормлении, содержании и выращивании животных.

6) Племенная работа должна быть направлена на создание пород, линий и гибридов, устойчивых к болезням. В селекционном плане ставится задача о выбраковке животных с нестабильным геномом и отбор животных со стабильным малочувствительным к экстремальным факторам среды генотипом.

6. Закон гомологических рядов академика Н.И. Вавилова Сравнительное изучение наследственной изменчивости у разных родов позволило академику Н.И. Вавилову сформировать закон гомологических рядов: сущность этого закона состоит в том, что генетически близкие роды и виды характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что зная ряд форм в пределах одного вида можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов.

Чем ближе генетическое родство видов, родов тем полнее сходства в рядах наследственной изменчивости. В настоящее время можно отметить, что у родственных видов возникают сходные мутации. Так у разных классов позвоночных встречаются сходные мутации: альбинизм и бесшерстность наблюдается у всех домашних животных (крупного рогатого скота, свиньи, лошади, овцы) даже у птицы отсутствие оперения, а у рыб отсутствие чешуи. Мутация коротконогости наблюдается у крупного рогатого скота, овец, собак, птицы, человека и насекомых. Таким образом, на основании закона гомологических рядов, если обнаружен ряд спонтанных или индуцированных мутаций у одного вида животных или растений, то можно ожидать сходный ряд мутаций у других видов этого рода. В основе закона гомологических рядов лежат две основные причины:

1. Единство генетических структур ближайших видов и родов - общность их происхождения.

2. Определённое действие отбора в относительно сходных условиях внешней среды.

Практическое значение закона гомологических рядов очень большое, он даёт возможность предсказать появление новых мутационных изменений, которые могут быть полезными при совершенствовании домашних животных.

Контрольные вопросы:

1.Что такое мутации и мутагенез?

2.Назовите типы хромосомных аберраций.

3.Что такое темновая и световая репарации?

4.Что такое генные и точковые мутации?

5.Какие гены называются супермутагенами?

ЛЕКЦИЯ № 8

Генетика популяций

1. Понятие о популяции и чистой линии.

2. Закон Харди- Вайнберга и его значение для популяции.

3. Факторы, влияющие на структуру популяции и их характеристика.

4. Родственное спаривание и гетерозис, их значение в практике животноводства.

5. Гипотезы, объясняющие явление инбредной депрессии и гетерозиса.