О циркадной инкубации

На вывод и качество молодняка влияет большое количество факторов внешней среды. Среди них можно назвать температурно-влажностные режимы инкубации, скорость движения воздуха и его состав, размещение и повороты яиц в шкафу, облучения, обработки и т.д. Регулируя влияние указанных факторов на яйцо, можно изменять течение эмбриогенеза и результаты выведения молодняка. Так, повышая или понижая температуру инкубации в определенные периоды развития (при формировании гипоталамо-гипофизарных связей, начале функционирования желез внутренней секреции и т.п.) можно влиять на способность птицы адаптироваться в условиях теплового или холодового стресса в период выращивания.

Кроме этого, применяя определенные методы или средства обработки инкубационных яиц, можно вызвать стимуляцию тиреоидного статуса, эритропоэза, снижение свободнорадикальных процессов, липопероксидации, активизацию антиоксидантной защитной системы у выведенного молодняка, что обеспечит получение высоких зоотехнических показателей в дальнейшем. Вообще, успешная коррекция условий развития эмбрионов будет способствовать повышению экономической эффективности инкубации, получению кондиционного молодняка с высокими адаптивными свойствами по изменяющимся условиям окружающей среды.

Система циркадной инкубации

Эта система предполагает учет биологических ритмов температуры тела эмбрионов. Изменения времени года, дня и ночи происходят постоянно. Вместе с окружающей средой претерпевают изменения все живые организмы. Многие поведенческие реакции и физиологические функции организма являются циклическими, то есть они связаны с такими же циклическими изменениями в окружающей среде. Наиболее ярко в этом смысле проявляется суточный (циркадный) ритм, происхождение которого связано с суточными циклическими изменениями освещения, температуры и тому подобное. Понятие «циркадный» дословно переводится как  «цикл дня», а  «циркадные ритмы» – это циклические колебания интенсивности различных биологических процессов, связанные со сменой дня и ночи. В основу разработки системы циркадной инкубации легли наблюдения за тем, что под влиянием стимулов окружающей среды физиологические системы контроля организмов могут быть обучены адаптироваться к стрессовым условиям среды, с которыми птица, вероятно, будет сталкиваться в дальнейшей жизни.

Дифференциальная экспрессия генов

У птицы развитие эмбриона и дифференциация тканей и органов начинается во время формирования яйца и продолжается в инкубаторе после периода охлаждения и хранения яиц. В конце второй недели инкубации эмбрион почти достигает своего конечного размера и формы. В этот период дифференциальная экспрессия генов определяет созревание физиологических механизмов контроля дальнейшего развития.

Женская половая клетка, находящаяся на верхушке желтка, оплодотворяется в воронке яйцевода несушки в течение 15-18 минут. После цикла деления одноклеточный зародыш превращается в скопление недифференцированных клеток. По мере продвижения яйца по яйцеводу количество зародышевых клеток увеличивается. В матке во время образования скорлупы зародыш начинает первый важный этап своего развития: происходит формирование и дифференцировка клеток голово-хвостовой и спинно-брюшной осей будущего птенца. Дифференцировка клетки определяет ее судьбу: одни клетки будут расти, чтобы сформировать мышечную ткань, а другие станут частью скелета. Дифференцировка клеток происходит благодаря дифференциальной экспрессии генов, в результате чего мышечные клетки экспрессируют гены сжатых белков, в то время как клетки скелета продуцируют белки, способные связывать кальций. Следовательно, дифференциальная экспрессия генов является основой эмбрионального развития. Сейчас считают, что небольшие изменения в окружающей среде могут вызвать изменения в экспрессии генов. Такое явление получило название эпигенетической адаптации. Под этим понятием понимают адаптацию организма к ожидаемым и изменяющимся условиям окружающей среды, которая является результатом влияний внешних факторов на экспрессию генов.

Температурное стимулирование эмбрионов

До сегодняшнего дня в основе программы одноступенчатой ​​инкубации (т.е. инкубации по схеме «все пусто – все занято») была идея, что эмбриональное развитие должно происходить при стабильных условиях без каких-либо колебаний в микроклиматических параметрах. Однако последние научные исследования показали, что температурное стимулирование эмбрионов в определенные периоды развития положительно действует на постнатальную терморегуляцию и продуктивность птицы. Температура инкубации оказывает влияние на экспрессию генов, участвующих в подготовке системы контроля температуры тела птицы. Длительные, непрерывные перепады температур, слишком высокие или низкие, оказывают негативное влияние на развитие зародышей. Вместо применения коротких, ежедневных (циркадных) температурных раздражителей может иметь долгосрочные положительные последствия за счет своеобразного обучения, импринтинга системы терморегуляции.

Многие исследователи доказали, что подобная подготовка системы терморегуляции в период созревания эмбриона уменьшает основные метаболические потребности птицы во время роста и положительно влияет на устойчивость взрослых особей к температурным стрессам. Однако эффект длительной адаптации достигается только в том случае, если температурное стимулирование четко контролируется и применяется в критические, чувствительные фазы развития. Так, например, у эмбрионов индеек увеличивается количество мышечных клеток после проведения температурного стимулирования в период ранней фазы их дифференцировки. У бройлеров проведение термической обработки (по 12 часов в сутки при температуре 39,5 °С) в период формирования гипоталамо-гипофизарно-тиреоидных связей, которое приходится на 14–18 сутки инкубации, приводит к снижению скорости метаболизма.

В последние годы все больше исследований указывают на то, что температурное стимулирование эмбрионов птицы оказывает положительное влияние на выводимость яиц и скорость конверсии корма. Режим циркадной инкубации предполагает, что эмбрионы получают короткие, ежедневные тепловые или холодовые стимулы в 1–2 С в течение второй или третьей недель инкубации. Положительное влияние тепловой или холодовой акклиматизации на развитие эмбрионов можно объяснить тем, что в естественных условиях температура в гнезде наседки никогда не бывает стабильной, она периодически то снижается, то повышается. Изменение температуры в гнезде зависит от индивидуальных свойств наседки, температуры окружающей среды, наличия вертикальных температурных зон вследствие нагрева яиц сверху и охлаждения их снизу. Кроме того, важное значение имеет разность температуры в центре и на периферии гнезда, повышение температуры яиц мерой развития зародыша, охлаждение яиц, когда наседка на время оставляет их. Следовательно, зародыши в процессе онтогенеза приспосабливаются к разным колебаниям температуры. Однако следует помнить, что чрезмерное как повышение, так и понижение температуры инкубации приводит к серьезным нарушениям в развитии эмбрионов и значительному увеличению смертности зародышей.

Следовательно, формирование тела эмбриона, а также его тканей и органов происходит под влиянием как генетических факторов, так и окружающей среды. В то время как генотип куриного эмбриона содержит основные инструкции по развитию и формированию организма, развитие более тонких настроек, определяющих приспособленность взрослой птицы к внешним условиям, происходит через взаимодействие факторов окружающей среды и экспрессии генов. Температура инкубации оказывает влияние на экспрессию генов, участвующих в системе терморегуляции птицы. Применение режимов циркадной инкубации позволяет снизить основные метаболические потребности птицы во время роста за счет снижения температуры тела в термонейтральной зоне, оказывает положительное влияние на постнатальную терморегуляцию и продуктивность.