Практическое значение этологии

 

Этология, а в более широком понимании этого термина наука о поведении животных, имеет широкий выход в практику. Она находит свое конкретное применение, прежде всего, в звероводстве и животноводстве.

Одним из многочисленных примеров этого рода могут служить исследования, проводимые под руководством Д.К. Беляева в Институте цитологии и генетики Сибирского отделения АН СССР на черно‑серебристых лисицах и других пушных зверях, в которых была показана высокая эффективность селекции на приручаемость. Выяснилось, что селекция на уменьшение агрессивности и пугливости приводит к изменению сроков размножения. В линии наиболее ручных лисиц обнаружены признаки повышения половой активности осенью вне периода размножения. Установлено также, что у лисиц спокойного поведения половая активность наступает раньше, и их плодовитость выше, чем у трусливых и особенно у агрессивных зверей.

Работы Д.К. Беляева и его сотрудников открыли новые пути в управлении размножением черно‑серебристых лисиц посредством селекции по признакам поведения. Они проливают свет на роль поведения в одомашнении диких животных. Практически важные результаты получены Л.М. Баскиным (1970) при изучении стадных отношений у северных оленей.

Вместе с тем, исследуя причины широкого распространения в совхозных популяциях серебристо‑черных лисиц агрессивных животных, Д.К. Беляев и Л.Н. Трут (1964) показали, что хозяйственно ценные признаки – серебристая окраска меха и высокая плодовитость – коррелируют с повышенной агрессивностью, так что отбор по этим признакам автоматически приводил к сохранению животных с агрессивным поведением. Установление этого факта ставит вопрос о поиске новых путей в селекции серебристо‑черных лисиц.

Другая область, настоятельно требующая учета поведения животных, – животноводство. Необходимость изучения общественных взаимоотношений между особями особенно возросла в связи с внедрением в животноводство метода группового содержания скота. Выяснилось, что продуктивность сельскохозяйственных животных находится в тесной зависимости от ранга животного и особенностей общественной структуры каждой группы. Регуляция числа особей в группе, их полового и возрастного состава, осуществляемая на основе знания видовых особенностей поведения, служит поэтому важным методом обеспечения оптимальных условий выращивания и хозяйственного использования животных.

 

 

Глава 5

Физиология растений

 

Из всего периода полуторавекового существования науки физиологии растений XX в. – время ее наиболее бурного и многостороннего развития. Если в центре внимания физиологов прошлого столетия находились в основном вопросы воздушного и минерального питания, водного режима и дыхания растений, то такие проблемы, как физиология растительной клетки, ферментативная деятельность, рост, раздражимость, развитие, устойчивость к неблагоприятным условиям внешней среды, еще только зарождались. Теперь они выросли в большие области знаний, а их успешная разработка способствовала развитию не только физиологии растений, но и смежных с нею более молодых наук и дисциплин – биохимии растений, агрохимии, экспериментальной морфологии и экологии растений, физиологической анатомии, физиологии микроорганизмов.

Для развития мировой физиологии растений первых десятилетий XX в. характерно усиление биохимического подхода к решению многих проблем, особенно дыхания и фотосинтеза. В нашей стране начиная с 30‑х годов, характер физиологических исследований несколько изменился: изучение внутренней организации физиологических процессов в значительной мере уступило место вопросам экологии и растениеводства, сближающим фитофизиологию с насущными запросами земледелия. В странах Западной Европы развитие физиологии растений шло преимущественно в биохимическом направлении. Однако в конце 50‑х годов советские физиологи растений возродили традиции А.Н. Баха, В.И. Палладина и С.П. Костычева, обратившись к углубленному изучению биохимических механизмов физиологических процессов.

За последние два десятилетия фитофизиология заняла ведущее место в ботанике. Об этом свидетельствует хотя бы увеличение удельного веса сообщений по физиологической проблематике на VIII–XI Международных ботанических конгрессах в Париже (1954), Монреале (1959), Эдинбурге (1964) и в Торонто (1969). Физиологический подход глубоко проник в такие ботанические дисциплины, как анатомия, цитология, фитоценология, фитопатология, микология, альгология и ряд областей прикладной ботаники. Даже морфология и систематика растений, всегда служившие классическим примером описательных наук, теперь по характеру и уровню экспериментов почти не отличаются от физиологии растений.

Изменился и характер самих физиологических работ. Совершенствование приемов исследований позволило фитофизиологам, не ограничиваясь описанием внешних проявлений ряда биохимических процессов, их исходных и конечных продуктов, вскрыть механизм различных форм обмена веществ, лежащих в основе питания, роста, размножения и реагирования на условия существования.

В современных фитофизиологических экспериментах широко используются методы радиоактивных и стабильных изотопов, различных видов хроматографии и электрофореза, приемов очистки и разделения на ионообменных смолах, ультрафиолетовой и инфракрасной спектроскопии, масс‑спектрометрии, ультрацентрифугирования, электронной микроскопии, микрокалориметрирования и т. д. Успешному изучению физиологических процессов способствовало также создание специальных помещений: искусственного климата – фитотронов, исключающих возможность случайного воздействия нежелательных метеорологических факторов и позволяющих быстро и точно изучать реакции растений в легко воспроизводимых и контролируемых условиях. Первый фитотрон был построен в 1949 г. при Калифорнийском технологическом институте в г. Пасадена. За последующие полтора десятилетия вступило в строй еще несколько сооружений такого типа, в том числе в 1957 г. в Институте физиологии растений им. К.А. Тимирязева АН СССР в Москве, а в 1963 г. во Французском национальном исследовательском центре в Жиф‑сюр‑Иветт.

 

 

Фитотрон в Жиф‑сюр‑Иветт (Франция).

 

 

Прогресс физиологии растений связан и с успехами смежных наук – биохимии, биофизики, цитологии и др. Так, данные, полученные биохимиками в 40‑50‑х годах о ферментных системах таких сложных процессов, как дыхание, брожение, фотосинтез и азотистый обмен, а также о принципах передачи энергии при различных формах обмена веществ, открыли перед физиологами растений большие возможности в исследованиях этих процессов. В настоящее время биохимия столь тесно сблизилась с физиологией растений, что разграничить эти области знаний иногда не представляется возможным.

Продолжая расширять и углублять традиционные связи с физикой и химией, биохимией и физической химией, анатомией и цитологией, экологией и микробиологией, агрохимией и почвоведением, физиология растений в последнее десятилетие вступила в тесный контакт с математикой, биофизикой, геохимией, генетикой и исследованиями на молекулярном уровне, что уже привело к решению некоторых вопросов, связанных с изучением роста, дифференциации, развития растений и действием на них веществ регуляторного характера.

Однако, несмотря на проникновение в тончайшие структуры и механизмы физиологических процессов, протекающих в органах, клетках и органеллах, в поле зрения исследователей остается весь растительный организм в целом.

Наряду с углубленной теоретической разработкой ряда проблем на молекулярном уровне в центре внимания физиологов по‑прежнему стоят задачи решения таких практически важных вопросов, как обеспечение условий наиболее полного использования растениями солнечной энергии, углекислого газа, воды и элементов питания в целях повышения урожая и качества сельскохозяйственной продукции. В практику растениеводства все шире внедряются новые виды удобрения, ряд соединений для улучшения обмена веществ, комплексоны для борьбы с хлорозом, гербициды, регуляторы и активаторы роста. Установление зависимости образования и накопления веществ в растениях от определенных факторов среды позволяет вполне сознательно регулировать накопление углеводов и жиров, белков и клейковины, таннидов или терпенов, алкалоидов или глюкозидов и получать высокий выход этих веществ с единицы площади.

Успешная разработка многих практически важных вопросов, а также создание форм, устойчивых к низким температурам, засухе, засоленности почв и прочим неблагоприятным факторам были бы невозможны без знания филогенетической истории растений и закономерностей преобразования их наследственных свойств.