Сохранение и восстановление дрофы (Otis tarda) с использованием современных биотехнологических методов

Нашли, что искали? Поддержите сайт:
Тагиров М.Т1., Максудов Г.Ю2., Терещенко А.В1.

1Институт птицеводства Украинской академии аграрных наук
2Московский зоологический парк

Дрофа (Otis tarda) занесена в Красный Список МСОП, Красную Книгу России и Красную Книгу Украины, Приложение № 2 СИТЕС. Она охраняется решениями Международных Конвенций и Международными Соглашениями по охране и воспроизводству редких видов птиц, соответствующими Законами России и Украины. По определению European Unions Bird Directive, Бернской конвенции, Боннской конвенции и других официальных органов внесена в категорию Globally Threatened Birds in Europe.



style="display:inline-block;width:336px;height:280px"
data-ad-client="ca-pub-4037835599918832"
data-ad-slot="7553000704">

Малая численность птиц в природе, низкая плодовитость, недостаточная охрана в местах гнездования и зимовки, ставит дрофу под угрозу исчезновения.

К настоящему времени единственная крупная гнездящаяся группировка дрофы на территории России сохранилась в Саратовской и, отчасти, Волгоградской областях, а в Украине — в степной части Крыма. Дрофы средневолжской группировки зимуют на юге Украины, в Крымской, Херсонской, Николаевской и некоторых других областях. Крымская гнездящаяся группировка оседла. Трасса сезонных миграций пересекает ряд областей России и Украины, протяженность ее около 1200 км при ширине около 200−250 км, а площадь зоны пролета — около 250−300 тыс. км2. Суммарное время, проводимое дрофами на миграции, составляет не менее двух-трех месяцев. Все дрофы, обитающие в европейской России и на Украине, составляют единую, функционально, территориально и экологически обособленную, восточноевропейскую популяцию. Восстановление и сохранение ее реально только в рамках сотрудничества обоих государств.

На конец 1980-х годов численность гнездовой группировки в Саратовской области составляла примерно 8−10 тысяч птиц. Не исключено, что численность в последние годы несколько снизилась в связи с аграрным кризисом и сокращением посевных площадей, которые зарастают высоким бурьяном и становятся непригодными для гнездования дроф. На территории Украины численность дроф в гнездовой период составляет 500−720 птиц обоего пола, из которых гнездится 130−170 самок, На зимовке здесь учитывается до 10 тысяч особей, что соответствует численности саратовской гнездовой группировки.

Анализ факторов, вызывающих снижение численности дрофы, представляет принципиальный интерес, так как блокирование (нейтрализация) воздействия этих факторов позволит сохранить вид. Основная причина резкого снижения численности дрофы — повсеместное ухудшение, а местами и полное исчезновение пригодных биотопов. Сплошная распашка степей и интенсивный выпас скота на немногих сохранившихся пастбищах лишили дроф гнездовых угодий. Возникновение густой сети автомобильных дорог с оживленным движением транспорта резко усилило фактор беспокойства. Многократная обработка полей, при которой вспугиваются с гнезд насиживающие самки, приводит к гибели кладок, которые расклевывают врановые. Под сельскохозяйственной техникой часто гибнут птенцы. Применение пестицидов вызывает как отравление птиц, так и лишает их животных кормов (беспозвоночных). Все это снижает численность и сокращает ареал дроф.

Реализация стратегии сохранения дрофы предусматривает использование всего комплекса защитных мер. Так, Международная научно-практическая конференция «Международная общественность за сохранение дрофы", проходившая 24−28 октября 2001 г. в г. Харькове [1], выделила следующие направления:

Законодательная охрана.

Территориальная охрана.

Оптимизация местообитаний.

Сокращение пресса хищников.

Управление поведением.

Экологическое просвещение и работа с населением.

Сокращение гибели кладок в процессе селъхозработ.

Вольерное разведение дроф.

Реинтродукция в природу выращенных в вольерах дроф.

Партнерство в реализации программы.

В связи с тем, что ареал восточноевропейской популяции дрофы охватывает территорию двух суверенных государств (России и Украины), программа ее восстановления неизбежно должна быть единой и комплексной, и реализовываться в формате международного партнерства и сотрудничества, при разграничении организационных функций и централизованном научном руководстве. Политической основой такого партнерства является Соглашение между Правительством Российской Федерации и Правительством Украины о сотрудничестве в области охраны окружающей среды от 26 июня 1995 г.

Создание питомников дрофы имеет большое значение в комплексе мер по ее сохранению и восстановлению. Разработка технологии интенсивного разведения обеспечивает сохранение дрофы в случае полного исчезновения ее в природе или падения численности ниже уровня, допускающего дальнейшее существование популяции. Вольерное разведение создает возможности для накопления резерва птиц для их реинтродукции в природу и создания локальных популяций в местах, где дрофа обитала в прошлом. Такие популяционные группировки образуют каркас будущего ареала при его дальнейшем восстановлении. Международная практика восстановления ряда видов (крупных соколов, гусеобразных, фазанов, зубра, белого орикса, лошади Пржевальского), находившихся в критическом состоянии, наглядно это подтвердила [1].

Накопление племенного поголовья дроф в питомниках осуществляется сбором яиц из кладок диких дроф, подвергающихся угрозе гибели при сельхозработах. Методики сбора яиц из таких кладок, их транспортировки, инкубации, выращивания птенцов хорошо разработаны [2].

Перечисленные выше меры по охране дрофы, свидетельствуют о необходимости слаженной работы специалистов на всех уровнях и направлениях независимо от государственных границ и политических тенденций для предотвращения дальнейшего снижения численности популяции этой птицы на территории России и Украины.

Научные достижения в области биотехнологии за последние десятилетия позволяют надеяться на решение проблемы воспроизводства и сохранения редких и исчезающих видов птиц путем применения новых, нетрадиционных подходов [3, 4].

Многочисленными исследованиями установлено, что эмбрионы птиц на стадии свежеснесенного яйца (бластодерма) содержат немногочисленные популяции эмбриональных стволовых и первичных зародышевых клеток. Эти типы клеток способны к дифференциации в линию зародышевого пути, клетки которой дают начало гоноцитам. При инъекции бластодермальных клеток в эмбрион-реципиент формируются половые химеры, которые содержат в гонадах половые клетки как реципиента, так и донора [5, 6] .

Повышение способности инъецированных клеток колонизировать гонады реципиента решается путем ослабления его собственной зародышевой линии с помощью физических, механических и химических методов. В Институте птицеводства УААН разработан эффективный метод получения герминативных химер с применением химического подавления хозяйской зародышевой линии при помощи алкилирующего агента бусульфан (1,4-butandiol dimethanesulfonate).

Анализ полученных в 2007 году результатов показал, что при использовании разработанных методик половой химеризм наблюдался у 60 % опытных птиц. А в потомстве этих химерных особей обнаружили от 40 до 80% потомков, происходящих от эмбриона-донора.

Дополнительные возможности открывает криоконсервация бластодермальных клеток с последующим их использованием для получения химер по линии половых клеток. Консервирование генетического материала птиц осуществляется в виде суспензии тотипотентних эмбриональных клеток, которые были выделены из бластодермы кур или популяции первичных зародышевых клеток, выделенной из крови эмбрионов на 14−15 стадии развития по Гамбургеру и Гамильтону [7]. В Институте птицеводства УААН в 1993 году был разработан метод криоконсервирования суспензии бластодермальных клеток кур с использованием в качестве криопротектора диметилсульфоксида (ДМСО), который позволяет получить до 80−90% жизнеспособных клеток после оттаивания [8]. В 2001 году, при использовании культурального теста для оценки жизнеспособности клеток, данный метод был усовершенствован [9]. Применение криопротектора 1,2-пропандиола (ПД) и методик, снижающих переохлаждение при кристаллизации льда, позволило увеличить количество бластодермальных клеток, которые сохраняли жизнеспособность по культуральному тесту с 30−45% (ДМСО) до 60−70% (ПД).

Значительный интерес с точки зрения сохранения и восстановления редких и исчезающих видов птиц представляет получение межвидовых химер.

Такие попытки предпринимались давно [10,11,12,13]. Многочисленные исследования по получению межвидовых химер «курица — индейка», «курица — перепел», «курица — утка» показали принципиальную возможность созревания донорских половых клеток одного вида в гонадах второго [14]. Сейчас, например, получены потомки от половых химер «курица — утка».

С помощью осеменения химерной курицы спермой селезня получены утята, хотя процент химеризма был довольно низкий (до 2%). Возможно, одной из главных причин низкой эффективности этих исследований является значительная разность в размерах яиц использовавшихся пар.

Исходя из вышеизложенного, заманчивой представляется идея получения межвидовых химер «индейка — дрофа» для сохранения генофонда дрофы. Схему данных исследований можно представить следующим образом:

1. Подготовка индюшиных инкубационных яиц как реципиентов чужеродных клеток;

2. Ослабление или полное подавление зародышевой линии клеток эмбрионов-реципиентов;

3. Инъекция суспензии донорских клеток, выделенных из яиц дроф в яйца-реципиенты;

4. Инкубация оперированных яиц до вывода;

5. Получение химерных особей;

6. Выращивание химер до половозрелого возраста;

7. Искусственное осеменение химер индейка-дрофа спермой дрофы;

8. Инкубация оплодотворенных яиц и анализ химеризма по линии половых клеток.

Положительный результат исследований откроет путь для решения следующих вопросов:

1. Так как искусственное осеменение индеек представляет собой рутинную процедуру, будет решена проблема искусственного оплодотворения яйцеклеток дроф в организме индейки;

2. Известно, что в природных условиях кладка дрофы состоит из 2−3 яиц, а индейка за племенной сезон может снести более 100 яиц. Поэтому, в зависимости от процента химеризма, т.е. от экспрессивности данного признака у химер, от одной химерной особи можно будет получить десятки дрофят.

Это резко увеличит количество дроф, пригодных для выращивания в вольерах с последующей реинтродукцией в природу.

3. Открывается перспектива низкотемпературного сохранения генофонда дрофы не только в виде криобанка спермы, но и путем криоконсервации бластодермальных клеток зародышей.

Литература


1. Флинт В.Е., Свинарев В.Ф., Габузов О.С., Хрустов А.В. Стратегия восстановления Восточно-Европейской популяции дрофы. //Бюллетень Международной Рабочей группы по сохранению и восстановлению восточно-европейской популяции дрофы. −2001. Выпуск № 3: 4−10. Харьков-Мартовая.

2. Дрофы и пути их сохранения. −1986. Под ред. О.С. Габузова. Сб. научн. тр. ЦНИЛ Главохоты РСФСР, М. 175 с.

3. Hiemstra S.J., van der Lende T. and Woelders1 H. The potential of cryopreservation and reproductive technologies for animal genetic resources conservation strategies. // The role of biotechnology. — 2005. P. 25−36. Villa Gualino, Turin, Italy — 5−7 March.

4. Максудов Г.Ю. Криобанки спермы редких видов птиц.//Орнитологические исследования в зоопарках и питомниках. −2003. — М., с. 43−52.

5. Petitte, J. N., M. E. Clark, G. Liu, A. M. Verrinder Gibbins, and R. J. Etches. Production of somatic and germline chimeras in the chicken by transfer of early blastodermal cells. //Development. -1990. 108:185−189.

6. Терещенко А.В., Тагиров М.Т., Белецкая А.В., Артеменко А.Б., Сахацкий Н.И. О возможности получения инъекционных химер кур// С. — х. биология. — 1993. — N 2. — С. 48−50.

7. Naito M., Tajima A., Tagami T., Yasuda Y., Kuwana T. Preservation of chick primordial germ cells in liquid nitrogen and subsequent production of viable offspring // J. Reprod. Fertil. — 1994. — V. 102. — P. 321−325.

8. Терещенко А.В., Артеменко А.Б., Тагиров М.Т., Белецкая А.В., Сахацкий Н.И. Низькотемпературна консервація бластодермальних клітин ембріонів курей // С. -х. біологія. — 1993. — N 6. — C. 53−58.

9. Тагиров М.Т., Артеменко А.Б., Кальченко Ю.В. Підвищення ефективності метода кріоконсервування бластодермальних клітин ембріонів курей // Птахівництво: Мiжвiд. темат. наук. зб.(за матеріалами III Украiнської конф. по птахівництву з міжнародною участю) / IП УААН. — Борки, — 2001, — Вiп.51. — С.175−179.

10. Watanabe M., Kinutani M, Naito M., Ochi O. and Tahashima Y. Distribution analysis of transferred donor cells in avian blastodermal chimeras. //Development, −1992. 114:331−338.

11. Ono T., Yokoi R., Aoyama H., Transfer of male or female primordial germ cells of quail into chick embryonic gonads. //Experimental Animal, −1996. 45(4):347−52.

12. D'Costa S., Pardue S. L., and Petitte J. N., Production of interspecific embryonic germ line chimeras by the intravascular transfer of gonadal PGCs. //Transgenic Research, -2002. 11(1): 84.

13. Reynaud G., Transfert de cellules germinales primordiales de dindon a L'embryon de poulet par injection intravasculaire. //Journal of Embryology and Experimental Morphology, −1969. 21:285−507.

14. Li, Z. D., Deng H., Liu C. H., Song Y. H., Sha J., Wang N., and Wei H. Production of Duck-Chicken Chimeras by Transferring Early Blastodermal Cells. //Poultry Science. — 2002. 81:1360—1364.



Популярность: 8%

Пообсуждать статью!

Просмотров: 83

Оставить комментарий или два

Оповещать о новых коментариях по RSS

При публикации материалов сайта, публикатор обязан разместить ссылку на источник.