Роль наседки в формировании температурного режима яиц птиц при естественной инкубации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Роль наседки в формировании температурного режима яиц птиц при естественной инкубации

А.Н. Судаков 1,

Н.И. Скуратов ¹,

Е.А. Андрианов 2,

Анотация

Актуальность. Температурные параметры естественной инкубации яиц птиц являются основой при разработке температурных режимов искусственной инкубации. До настоящего времени нет единого мнения по вопросу влияния зонального нагрева яиц при естественной инкубации, обусловленного контактом тела наседки с яйцом, на эмбриогенез птиц. Вместе с тем, качество молодняка при естественной инкубации выше, чем при искусственной. Объект. Объектом исследований являются поведенческие реакции кур на изменения температуры яиц в кладке. Материалы и методы. Осуществляли анализ литературных источников и материалов собственных ранних исследований. Экспериментальная часть исследования представлена опытом, в ходе которого группе насиживающих кур подкладывали муляжи яиц собственной разработки, снабженные нагревательными элементами и терморегуляторами. Контролировали температуру муляжей и поведенческие реакции наседок на изменение температуры муляжей. Исследование проводилось в Московском зоопарке и на кафедре технологического оборудования, процессов перерабатывающих производств, механизации сельского хозяйства и безопасности жизнедеятельности ФГБОУ ВО "Воронежский государственный аграрный университет им. императора Петра I". Результаты и выводы. Анализ литературных источников и материалов собственных исследований позволил установить, что возможности наседки по терморегуляции яиц в процессе естественной инкубации ограничиваются изменением плотности насиживания. Экспериментальная часть исследования с использованием муляжей яиц, снабженных нагревательными элементами, продемонстрировала отсутствие поведенческих реакций наседок, направленных на охлаждение кладок при повышении их температуры до значений близких к 50 °С и несовместимых с развитием эмбрионов. Поведенческие реакции на повышение температуры яиц в кладке появлялись при достижении муляжами температуры 70 °С и выражались в проявлениях агрессии (удары клювом) к муляжам и материалу подстилки гнезда. Результаты исследования являются дополнением к современным исследованиям, демонстрирующим главенствующую роль собственных механизмов терморегуляции яиц и эмбрионов, функционирование которых возможно при наличии холодных и теплых зон яйца, характерных для естественной инкубации. курица поведенческий яйцо

Ключевые слова: естественная инкубация, температурный режим, зональный нагрев, яйца птиц, птицеводство.

Hens role in the temperature regime of bird eggs during natural incubation

A.N. Sudakov¹, N.I. Skuratov¹, E.A. Andrianov², A.A. Andrianov²

Summary

The article presents the results of an experiment on the study of the behavioral reactions of the hens on the nest with an increase in the temperature of the eggs. The absence of attempts to cool the masonry at elevated temperatures was noted. At high egg temperatures, hens show aggression towards eggs and nest material. The study indirectly confirms the hypothesis of the existence of own thermoregulatory functions of eggs and embryos in the presence of warm and cold zones in the egg.

Introduction. The temperature parameters of the natural incubation of bird eggs are the basis for the development of temperature regimes for artificial incubation. Until now, there is no consensus on the effect of zonal heating of eggs during natural incubation, due to the contact of the body of the brood hen with the egg, on the embryogenesis of birds. At the same time, the quality of chicken with natural incubation is higher than with artificial incubation. An object. The object of research is the behavioral reactions of chickens to changes in the temperature of eggs in the clutch. Materials and methods. We analyzed literature sources and materials of our own early research. The experimental part of the study is represented by an experiment in which a group of incubating hens were placed with dummies of eggs of their own design, equipped with heating elements and thermostats. The temperature of the dummies and the behavioral reactions of the hens to changes in the temperature of the dummies were controlled. The study was conducted at the Moscow Zoo and at the Department of Technological Equipment, Processes of Processing Industries, Agricultural Mechanization and Life Safety of the Voronezh State Agrarian University. Emperor Peter I". Results and conclusions. An analysis of literary sources and materials of our own research made it possible to establish that the ability of the hen to thermoregulate eggs during natural incubation is limited by a change in incubation density. The experimental part of the study using dummies of eggs equipped with heating elements demonstrated the absence of behavioral reactions of brood hens aimed at cooling the clutches when their temperature rises to values close to 50°C and is incompatible with the development of embryos. Behavioral responses to an increase in the temperature of the eggs in the clutch appeared when the dummies reached a temperature of 70°C and were expressed in manifestations of aggression (blows with the beak) towards the dummies and nest litter material. The results of the study are an addition to modern studies demonstrating the dominant role of the own mechanisms of thermoregulation of eggs and embryos, the functioning of which is possible in the presence of cold and warm zones of the egg, characteristic of natural incubation.

Key words: natural incubation, temperature regime, zonal heating.

Введение

Изучение параметров естественной инкубации и поведенческих особенностей птиц в период гнездования является важным компонентом исследований, направленных на совершенствование технологий инкубации искусственной. Одним из белых пятен в знаниях об эмбриональном развитии птиц продолжает оставаться роль зонального нагрева яиц в процессе естественной инкубации, а также обусловленный зональным нагревом термоградиент содержимого яйца.

Следует отметить, что предположения о влиянии зонального нагрева и термоградиента в яйце птиц на эмбриональное развитие были сделаны советскими учеными в середине 20-го века, установившими наличие определенных терморегуляторных функций эмбриона птиц в яйце на ранних сроках эмбриогенеза. В работе Б.Г. Петрова рассмотрен механизм перемещения желтка в вертикальной плоскости при изменении температуры [2]. В.В. Рольник предполагала эволюционно сформированную потребность эмбриона в зональном нагреве [3].

Современные зарубежные исследователи подтверждают положительное влияние зонального нагрева на показатели качества молодняка птиц [11].

Вместе с тем, по ряду объективных причин, связанных как с экономическими соображениями, так и пробелами в понимании роли зонального нагрева яиц, инкубаторы, имитирующие зональный нагрев яиц под наседкой, распространения не получили. На настоящее время единственным представленным на рынке контактным инкубатором является Brinsea Contaq, однако отсутствие достоверных сведений о результатах инкубации с его использованием, а также стоимость, составляющая около 700 тысяч рублей, при вместимости в 42 куриных яйца, препятствует его широкому распространению [12]. Абсолютное большинство существующих как промышленных, так и лабораторных инкубаторов являются инкубаторами воздушного нагрева, обеспечивают равномерный нагрев яиц со всех сторон и не создают условий для проявления возможностей эмбриона к терморегуляции [1].

Важным шагом к установлению роли зонального нагрева яиц в развитии эмбрионов птиц стали выявленные в последние годы зарубежными учеными механизмы терморегуляции в яйце птиц на поздних стадиях эмбриогенеза. В работах В.Г. Ду установлено влияние двигательной активности эмбриона на его температурный режим [6, 8]. В исследовании К.А. Холл отмечено изменение положения сосудов аллантоиса при изменении температуры [10].

Выявление развитых механизмов терморегуляции эмбриона птиц на всех стадиях эмбриогенеза определило цель исследования - установить роль наседки в формировании температурного режима эмбрионов птиц.

Материалы и методика. Исследование проводилось в ГАУ "Московский государственный зоологический парк" и на кафедре технологического оборудования, процессов перерабатывающих производств, механизации с.-х. и безопасности жизнедеятельности ФГБОУ ВО Воронежского ГАУ. Теоретическая часть включала анализ литературных источников по естественной инкубации яиц диких и сельскохозяйственных птиц, обработку методами статистики материалов собственных ранних экспериментальных исследований. Экспериментальная часть проводилась на домашних курах (Gallus gallus) породы Ухейилюй. Выбор породы был обусловлен развитым инстинктом насиживания. Для определения влияния температуры яиц в кладке на поведение наседок использовали муляжи яиц, снабженные нагревательными элементами. Муляжи подкладывали насиживающим курам.

Результаты и обсуждение. Эмпирически было установлено, что высокие показатели выводимости и качества молодняка в традиционных воздушных инкубаторах достигаются в узком диапазоне температур. В качестве оптимального значения температуры эмбриона, измеренной посредством контактной термометрии скорлупы, было принято значение 37,8 °С [14, 15]. Принимая в качестве гипотезы утверждение, что наседка обеспечивает в гнезде идеальные условия для развития эмбрионов, рассмотрели факторы, влияющие на температурный режим яиц в процессе естественной инкубации. К указанным факторам относятся: температура тела наседки и ее поведение в гнезде, температура окружающей среды, эндогенное тепло эмбрионов со второй половины срока инкубации.

Температура тела у различных видов птиц является стабильным параметром и варьирует в узком диапазоне (таблица 1) [13].

Таблица 1 - Средняя температура тела птиц [13]

Отмечается, что в период гнездования температура тела птиц повышается на 1 °С и принимает значения среднегодового максимума при сохранении высокой стабильности, свойственной теплокровным животным [9].

Представляя собой константу, температура тела насиживающей птицы не оказывает влияния на функционирование механизма терморегуляции яиц в гнезде при естественной инкубации, рассматриваемого в рамках принятой гипотезы. Следует также отметить, температура тела наседки определяет максимально возможную температуру яиц в гнезде.

Поведение наседки в процессе искусственной инкубации непосредственно влияет на температурный режим яиц. Перемещение яиц в гнезде, двигательная активность наседки, периоды ухода наседки с гнезда для кормления - факторы, вызывающие значительные изменения температуры яиц.

Результаты инструментального исследования температурных режимов естественного насиживания представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Результаты инструментального мониторинга температурного режима в гнёздах кур при естественной инкубации (18 день инкубации)

Примечание: ошибка среднего арифметического не указана для данных о значениях с 4 -х сторон яйца в связи с их многоступенчатым усреднением.

При значительном диапазоне колебаний средней температуры яиц под наседками, отмечается стабильность температуры верхней стороны яиц, обусловленная стабильностью температуры тела наседки. Вместе с тем, разность значений средней температуры яиц за сутки, доходящая до 2,9 °С (гнезда №1 и №3), не позволяет рассматривать поведенческие реакции наседки в качестве способа терморегуляции яиц в кладке.

Не менее важным, чем поведение наседки, с точки зрения формирования температурного режима яиц, параметром, является температура окружающей среды, а именно, подстилки гнезда. Согласно наблюдениям А.М. Болотникова за процессом насиживания яиц дикими птицами, вертикальный температурный градиент в гнезде составляет до 45°/см, горизонтальный - до 3-3.5°/см [5]. Следует отметить, что величина указанного градиента может варьировать в зависимости от температуры воздуха окружающей среды.

Установлено также, что на поведение насиживающей птицы оказывают воздействие внешние факторы [7].

Вместе с тем, из представленных выше данных следует, что наседка не обладает возможностью осуществлять терморегуляцию яиц в гнезде с точностью, требуемой для получения птенцов при искусственной инкубации. Однако показатели выводимости при естественной инкубации остаются высокими [4].

Для экспериментальной проверки гипотезы о терморегуляторной функции наседки в процессе естественной инкубации провели опыт по нагреву муляжей яиц под наседкой, результаты которого представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Поведение наседок при изменении температуры кладок яиц

Несмотря на то, что в ходе эксперимента температура муляжей поднималась выше значений, при которых в инкубаторе отмечается 100 % гибель зародышей, до температуры 50 °С наседки не делали попыток к охлаждению кладок. При достижении температуры 70 °С наседки проявляли агрессию, выражающуюся в ударах клювом по муляжам и материалу гнезда, однако гнезд не покидали.

Выводы

Материалы исследования позволяют подтвердить предположение о том, что эволюционно сформированная роль наседки заключается в нагреве яиц, однако ее участие в формировании оптимального температурного режима эмбриона - минимально.

Несмотря на то, что данная гипотеза требует дополнительных исследований, в качестве основных положений, представляющих интерес для искусственной инкубации, можно перечислить следующие: зональный нагрев инкубируемых яиц является необходимым фактором для функционирования внутренних терморегуляторных механизмов яйца птиц; при соблюдении определенного, обусловленного физиологией птиц, диапазона, температура зонального нагрева яйца не имеет решающего значения; применение зонального нагрева яиц в процессе искусственной инкубации открывает новые перспективы в исследованиях, направленных на повышение показателей качества молодняка.

Библиографический список

1. Кузьмина Т.Н., Зотов А.А. Инновационные технологии инкубации яиц птицы с автоматическим контролем основных критических параметров // Научный аналитический обзор. Москва: Российский научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований по инженерно-техническому обеспечению агропромышленного комплекса, 2019. 92 с.

2. Петров Б.Г. Терморегуляторные механизмы яиц некоторых видов птиц и их значение в процессах насиживания. М., 1981. 16 с.

3. Рольник В.В. Биология эмбрионального развития птиц. Л., 1968. 425 с.

4. Судаков А.Н., Андрианов Е.А., Андрианов А.А. Естественная инкубация яиц высокопродуктивных мясных кроссов кур // Аграрный вестник Урала. 2020. № 5 (196). С. 68-79.

5. Экологические аспекты насиживания и эмбриогенеза у птиц / А.М. Болотников, А.И. Шураков, Ю.Н. Каменский, Т.И. Соколова // Рус. орнитол. журн. 2020. Том 29. Экспресс- выпуск № 1972.

6. Adaptive responses of the embryos of birds and reptiles to spatial and temporal variations in nest temperatures / W.-G. Du, R. Shine, L. Ma, B. J. Sun // Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 2019. V. 286. 20192078. 10.1098/rspb.2019.2078.

7. Avian parental behavior and nest success influenced by temperature fluctuations / R. L. Carroll, C. A. Davis, S. D. Fuhlendorf, R. D. Elmore, S. E. DuRant, J. M. Carroll // J. Therm. Biol. 2018. № 74. P. 140-148.

8. Du W. G., Shine R. The behavioural and physiological ecology of embryos: responding to the challenges of life inside an egg // Biological Revievs. 2022. № 97. P. 1272-1286.

9. Guillemette M., Pelletier D. Egg-laying increases body temperature to an annual maximum in a wild bird // Scientific Reports. 2022. No 12. P. 1-11.

10. Hall Cl., Potvin D., Conroy G. A new candling procedure for thick and opaque eggs and its application to avian conservation management // Zoo Biology. 2022. 10.1002/zoo.21730.

11. Henriksen R., Holm A. S., Jensen P. Effect of contact incubation on stress, behavior and body composition in the precocial Red jungle fowl // Horn Behav. 2021. № 128. P. 104892.

12. Incubation handbook Brinsea. https://www.brinsea.com/Brochures/BrinseaHandbook.pdf.

13. King J. R., Farnel D. S. Energy Metabolism, Thermoregulation and Body Temperature // Biology and Comparative Physiology of Birds. Academic Press, 1961. P. 215-288.

14. Nezih O., Sabri E., Eleroglu H. Effects of egg shell temperature and incubator ventilation programme on incubation results of broiler breeders // Turkish Journal of Agriculture - Food Science and Technology. 2018. V. 6 (5). P. 536-542.

15. Sozcu A., Ipek A., van den Brand H. Eggshell temperature during early and late incubation affects embryo and hatchling development in broiler chicks // Poultry Science. 2022.

Размещено на Allbest.ru