Что изучает наука животноводство в биологии

Понятие о зоотехнии как науке о животноводстве, её связь с другими науками

Чтобы глубже понять животноводство в полном объёме, необходимо изучать его последовательно, начиная от истоков, далее в историческом процессе формирования и до настоящего времени.

С древних времён, за 10 – 15 тысяч лет до нашей эры человек одомашнивал диких животных, чтобы надёжно обеспечить себя пищей и одеждой. Первым одомашненным животным считают собаку, затем в период неолита (нового каменного века) были одомашнены овцы, козы, крупный рогатый скот, свиньи, ослы, зебу, лошади, верблюды, куры, утки, гуси.

Разводя животных, люди вели наблюдения за ними, накапливали знания, обменивались ими, устно передавали из поколения в поколение. С изобретением письменности стали записывать сведения о животных в книги, шире распространять полученный опыт и информацию. Так появилась первая теоретическая база животноводства – наука зоотехния (франц. «zootechnie», греч. «zōоn» – животное, и «technē» – искусство, мастерство). Термин «зоотехния» предложил в 1848 году французский учёный Жорж Бодеман, определяя её как «науку о технологии живых машин». В дальнейшем на основе обобщения знаний о животных разрабатывались зоотехнические методы, приёмы, способы качественного совершенствования животных в целях получения от них наибольшего количества продукции с наименьшими затратами труда и средств.

«Краеугольные камни» зоотехнии – вопросы разведения животных, их кормления, содержания, производственного использования.

С ростом народонаселения, развитием промышленности и научно-технического прогресса возросли требования к зоотехнической науке, расширились границы познаний. Современная зоотехния, обогащённая популяционной генетикой, широко использующая счётно-вычислительную технику, компьютерные программы, шире и глубже изучает биологические особенности животных в условиях интенсивных технологий производства продукции, при комплексной механизации трудоёмких процессов в животноводстве.

Зоотехния тесно связана с такими науками, как общая биология и экология, анатомия и физиология животных, эмбриология, гистология, биологическая и экологическая химия, зоогигиена, микробиология, ветеринария с комплексом ветеринарных наук, агрономия (луговое и полевое кормопроизводство), кормление животных, организация сельскохозяйственного производства, экономика, информатика и компьютеризация, генетика. Нужно также знание иностранных языков для изучения лучших мировых достижений, общения с зарубежными коллегами, стажировок в других странах, участия в международных конференциях и так далее.

Основой зоотехнии являются, прежде всего, биология и биологические науки, изучающие животные организмы и все присущие им свойства.

Спектр познаний животного и растительного мира постоянно расширялся, в связи с этим появилась дифференциация биологических наук.

Так, биология с основами экологии включает в себя комплекс взаимосвязанных наук: зоология – наука о животных в процессе эволюционного развития, ботаника – наука о растениях и экология – наука о взаимодействии животных с растительным миром и окружающей средой, в которой они обитают. Палеонтология – наука о жизни в далёком прошлом на основе изучения ископаемых остатков растений и животных.

Морфология – наука, изучающая форму и строение организмов, подразделяется на анатомию, гистологию, цитологию и эмбриологию.

Физиология – наука о функциях органов, тканей и клеток растений и животных, механизмов обмена веществ в организме, взаимодействии всех систем и нейрогуморальной регуляции процессов жизнеобеспечения. Знание физиологии позволяет как бы заглянуть внутрь организма, понять биологическую сущность бытия, обеспечить гомеостаз (внутреннее равновесие), являющийся необходимым условием жизни каждого биологического объекта. Физиологическими закономерностями обусловлены все происходящие в организме процессы, поэтому изучение их привело к развитию других наук, выделившихся впоследствии в самостоятельные: биологической химии, биологической физики, этологии.

Самая молодая из них – этология, изучающая поведенческие реакции животных, обусловленные их типами высшей нервной деятельности – получила признание и развитие в середине ХХ века.

При переводе животноводства страны на промышленную основу, комплексную механизацию трудоёмких процессов, концентрацию поголовья и связанное с этим воздействие на животных многих стресс-факторов потребовалась оценка животных по стрессоустойчивости, обусловленной типом их высшей нервной деятельности, изучение особенностей поведения, основ формирования иерархической структуры в стадах и группах.

Биологическая химия – наука, тесно связанная с физиологией, изучающая химическую структуру организма и все химические процессы, происходящие в нём. Познавая механизм расщепления основных питательных веществ кормов – белков, жиров, углеводов – до органических кислот с помощью ферментов, катализаторов химических процессов, гормональную деятельность, при усвоении клетками организма элементов питания в норме и при различных нарушениях, человек, в сущности, познаёт и себя, может анализировать причины нарушения здоровья и своевременно принимать необходимые меры. Сформировавшись как наука в конце XIX века, биологическая химия в дальнейшем получила большее развитие.

Фрагментами биологической химии являются органическая и физколлоидная химия, экологическая химия, биологическая химия молока и мяса, особенно необходимая в сфере переработки этих продуктов.

На стыке наук биологии и физики возникла наука биологическая физика, изучающая физические и физико-химические процессы в живых организмах. Она, как и биологическая химия, относится к числу наук физиологического профиля.

В ХХ столетии процесс выделения наук-симбионтов продолжался: возникли такие науки, как цитогенетика, более подробно изучающая строение и функции клетки с помощью электронного микроскопа; гистохимия, биологическая кибернетика и другие.

Изучение других тонких, невидимых глазу структур стало возможным с изобретением микроскопов и для таких биологических наук, как микробиология, вирусология, генетика.

Важнейшее значение для мировой науки и человечества имело открытие материального вещества наследственности в половых клетках животных – генов – их структуры, локализации наследственных кодов и механизма передачи из поколения в поколение наследственной информации через ДНК. Наука была названа генетикой, а основателем её считают австрийского монаха Грегора Иоганна Менделя (1822 – 1884 гг.), который в 1866 году экспериментальным путём открыл три главных закономерности наследования признаков при скрещивании. В то время этому открытию не придали особого значения. Но позже результаты, полученные Г. Менделем, подтвердили независимо друг от друга ещё три учёных: голландский – Хуго де Фриз (1848 – 1935 гг.), немецкий – Карл Эрих Корренс (1864 – 1933 гг.) и австрийский – Эрих Чермак (1871 – 1962 гг.). Официально зарождение генетики как науки относят к 1900 году.

В настоящее время без генетики невозможно себе представить селекционно-племенную работу по совершенствованию племенных животных, стад, пород и популяций. Это наука об изменчивости признаков у живых организмов и их наследственности, взаимосвязях, фенотипических проявлениях, обусловленных различными факторами и объективными закономерностями.

Под большим увеличением электронных микроскопов прослежен процесс деления клеток и происходящие в них при этом изменения; установлены гены, контролирующие определённые хозяйственно-полезные признаки; выявлена мутационная изменчивость и хромосомные аномалии, вызывающие неизлечимые заболевания животных и человека. Стало возможным осуществлять мониторинг (контроль) на генном уровне, корректировать и направлять селекционный процесс для получения животных с желательными качествами.

На основе общей генетики стали развиваться иммуногенетика, давшая возможность по системам групп крови устанавливать достоверность происхождения животных и используемая в маркерной селекции (гены-маркеры продуктивности); популяционная генетика, позволяющая вести крупномасштабную селекцию и отслеживать изменения генетической структуры стад; цитогенетика, изучающая кариотипы (постоянные наборы хромосом, учитывающие их размер и форму) животных, позволяющая на клеточном уровне выявлять хромосомные аномалии.

Именно генетика осуществила крупный прорыв в науке, вывела её на качественно новый уровень, способствовала достижению выдающихся результатов в животноводстве.

В целом, несмотря на дифференциацию, все биологические науки связаны между собой, так как они разносторонне изучают биологические объекты, устанавливают биологические закономерности.

В этой связи следует особо подчеркнуть роль такой зоотехнической науки, как кормление животных. Именно через кормление происходит реализация генотипов (совокупностей всех генов организма) животных, заложенных в них наследственных возможностей продуктивных качеств. «Корма и кормление оказывают большее влияние на продуктивность животных, чем порода и происхождение», – писал один из классиков зоотехнической науки Михаил Фёдорович Иванов. Ему же принадлежит изречение: «порода идёт через корм». Даже очень ценные генотипы, имеющие наследственные задатки высоких продуктивных качеств, не смогут реализоваться при плохих условиях кормления: низком общем уровне, несбалансированности рациона по питательным веществам, микроэлементам и витаминам. Организовать кормление животных в соответствии с физиологической потребностью на заданный уровень продуктивности можно только при хорошем знании основ кормления и всех его особенностей для разных видов животных. Для этого разработана научно обоснованная система кормления с учётом видовых, половозрастных, физиологических и продуктивных особенностей животных, применяются детализированные нормы кормления с учётом двадцати четырёх показателей. Имеют значение для животных условия их содержания и производственного использования. Это изучает наука зоогигиена, которая также устанавливает определённые нормы микроклимата в помещениях для животных. Эти нормы учитывают при строительстве животноводческих ферм и комплексов. Имеются видовые особенности животных в требованиях к условиям содержания: оптимальная температура, влажность воздуха, содержание в нём кислорода, углекислого газа, аммиака и так далее. Специалисту-зоотехнику всё это необходимо знать и следовать научным рекомендациям в практической работе. Но, наверное, самым трудным в зоотехнии и вместе с тем самым интересным является «искусство заводчика», то есть умение вести селекционно-племенную работу по повышению генетического потенциала продуктивности животных, их качественному улучшению. Этому искусству нужно учиться всю жизнь. Раньше успех во многом основывался на интуиции заводчика, внутреннем чутье селекционера, которое всё же базировалось на его предшествующих наблюдениях и опыте.

Классики зоотехнической науки разработали два надёжных метода, которыми пользуются и поныне все селекционеры в мире: научно обоснованный улучшающий подбор родительских пар и целенаправленный отбор в потомстве животных с желательными качествами для дальнейшего разведения. «Отбор – это волшебный жезл, который может вызвать к жизни какие угодно формы, – писал Чарльз Дарвин. – Он накапливает те едва заметные различия до тех пор, пока результат не станет очевидным для каждого». Умело применяя классические научные разработки и методы в конкретных условиях среды, можно добиться высоких результатов в зоотехнической работе. А на их познание в полном объёме и направлен процесс обучения в высшем учебном заведении будущего специалиста-зоотехника, профессионала высокого класса.

Современная зоотехния делится на общую и частную. Вышеизложенное относится, в основном, к общей зоотехнии, изучающей разведение, кормление, содержание животных, технологию их производственного использования. Частная зоотехния изучает биологические и хозяйственные особенности сельскохозяйственных животных разных видов. Она включает дисциплины: скотоводство, коневодство, овцеводство и козоводство, свиноводство, птицеводство, прудовое рыбоводство, пчеловодство и другие. В последние годы в программы специализации включают и кинологию, служебное и охотничье собаководство.

Дисциплины частной зоотехнии изучают на старших курсах, закрепляя полученные на аудиторных занятиях теоретические знания в период производственно-технологических преддипломных практик.

Методы зоотехнической науки. Подобно тому, как окружающий мир изменялся в процессе эволюции от простых форм к более сложным, так и методы его познания человеком обогащались и совершенствовались.

Первоначально был только метод визуального наблюдения с передачей информации от первобытных людей в наскальных рисунках. С появлением зоотехнической науки широко применялся метод научного эксперимента в лабораторных условиях с оценкой и анализом его результатов.

Для изучения строения тела, анатомии животных применяли морфологический метод с контрольным убоем животных и последующим изучением строения их внутренних органов и частей тела, их соотношения, массы, расположения, структуры. Внешние формы тела, стати экстерьера животных оценивали с применением различных измерительных инструментов – мерной палки, ленты, циркуля, угломера и так далее, которые применяют в зоотехнии и до настоящего времени. Функции органов, внутреннюю среду организма изучали с помощью физиологических методов: интерьерных (биохимического анализа крови, гистологических срезов и препаратов, фистульных методик для изучения процессов пищеварения и так далее) и наружных (прослушивание стето- и фонендоскопом, прощупывание, пальпация, перкуссия, или простукивание молоточком, измерение температуры тела, пульса, частоты дыхания, сокращения (руминации) рубца у жвачных, балансовые опыты при изучении обмена веществ и другие).

С изобретением фотоаппарата стали применять метод фотографирования: уже в 1869 году на первой Всероссийской выставке лучших животных в Санкт-Петербурге экспертной комиссией было утверждено «наставление по фотографированию» – как правильно сделать фотографический снимок для зоотехнической оценки животного.

При изучении поведенческих реакций животных применяют также различные методы: хронометраж суточного цикла с записью времени на акты поведения, поиск и приём корма, отдыха, движения и так далее; метод изоляции новорождённого от сородичей; метод манкá, то есть приманивание к себе животного подражанием его голосу, и другие.

В молочном скотоводстве применяют метод оценки первотёлок на контрольном дворе по продуктивности и технологическим свойствам вымени по определённым правилам и стандартам; метод оценки быков-производителей по качеству потомства и так далее.

В свиноводстве для оценки откормочных качеств животных применяют метод контрольного откорма.

Применяется в зоотехнической практике и индексная оценка животных: соотношение различных показателей или оценка их в баллах по соответствующим инструкциям и нормативам.

Существуют определённые зоотехнические правила и при сравнительной оценке каких-либо показателей или групп животных, взятых для проведения эксперимента.

Имеется немало методов и методик для оценки качества продукции от различных животных: молока и молочных продуктов, мяса и мясопродуктов, шерсти, овчин и так далее.

Применяются и методы популяционной генетики, вариационной статистики для крупномасштабной селекции, с использованием компьютерных программ.

Самые современные, новейшие методы зоотехнической науки, генетики – маркерная селекция, ДНК-технологии, которые уже находят применение в селекционной практике не только в зарубежных странах, но и в России. Из разработанного многообразного комплекса методов исследований складывается методология зоотехнической науки.

Источник

Биология как наука. Изучение природы. Организация живой природы

Предмет, задачи и методы биологии

Многообразие живой природы настолько велико, что современная биология представляет собой комплекс биологических наук, значительно отличающихся одна от другой. При этом каждая имеет собственный предмет изучения, методы, цели и задачи.

Система биологических наук

Биологические науки можно разделить по направлениям исследований.

Методы биологии

Современная биология располагает широким набором методов исследования. Основными являются следующие методы.

Связь биологии с другими науками. Биология принадлежит к комплексу естественных наук, то есть наук о природе, и тесно связана с другими науками:

Уровни организации живой природы

Иерархичность организации живой материи позволяет условно подразделить её на ряд уровней. Уровень организации живой материи — это функциональное место биологической структуры определённой степени сложности в общей иерархии живого.
Выделяют следующие уровни организации живой материи.

Уровни организации живой материи

Необходимо отметить, что биогеоценотический и биосферный уровни организации живой материи выделяют не всегда, поскольку они представлены биокосными системами, включающими не только живое вещество, но и неживое. Также часто не выделяют субклеточный и органно-тканевой уровни, включая их в клеточный и организменный соответственно.

Источник

Биологические науки и их методы

Анатомия изучает внутреннее строение организмов.
Морфология изучает внешнее строение организмов.
Физиология изучает работу организма.

Биохимия изучает химический состав живых организмов и химические реакции обмена веществ.

Генетика изучает закономерности наследственности и изменчивости.

Селекция занимается выведением новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов.

Микробиология изучает микроорганизмы (бактерии и грибы).

Биотехнология использует биологические системы и процессы в сельском хозяйстве и промышленности.

Цитология (клеточная биология) изучает строение и работу органоидов клетки.

Гистология изучает ткани.

Систематика (классификация, таксономия) изучает многообразие живых организмов и распределяет их по группам на основании эволюционного родства.

Эволюционная теория изучает закономерности возникновения приспособлений организмов к среде обитания.

Палеонтология изучает ископаемые остатки организмов.

Экология изучает взаимодействия живых организмов между собой и с окружающей их средой (в том числе загрязнённой).

Эмбриология изучает развитие организма животного от момента образования зиготы до рождения (начальные стадии онтогенеза).

Этология изучает поведение животных.

Еще можно почитать

Задания части 1

Выберите один, наиболее правильный вариант. Влияние условий среды обитания на формирование признаков организма изучает наука
1) систематика
2) генетика
3) селекция
4) анатомия

Выберите один, наиболее правильный вариант. Какой метод позволил получить гибрид табака и картофеля?
1) искусственный мутагенез
2) гетерозис у гибридов
3) гибридизация соматических клеток
4) массовый отбор потомства

АНАТОМИЯ
Прочитайте текст. Выберите три предложения, в которых даны описания особенностей анатомии древних людей неандертальцев. Запишите цифры, под которыми указаны выбранные утверждения.
(1) Неандертальцы жили 150тыс. лет назад, останки найдены в Германии в 1856 году. (2) Жили группами по 50-100 человек в пещерах, которые отвоевывали у медведей, львов, гиен. (3) Рост 155-160 см, объем мозга 1200 – 1400 см3, извилин мало. (4) Лицо широкое, скуластое. (5) Охотились коллективно, устраивая облавы на северных оленей, лошадей, слонов, медведей, зубров, шерстистых носорогов. (6) Ходили согнувшись, позвоночник без изгибов, мускулатура развита хорошо.

ГИБРИДОЛОГИЧЕСКИЙ
Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Гибридологический метод исследования используют.
1) эмбриологи
2) селекционеры
3) генетики
4) экологи
5) биохимики

ЦИТОЛОГИЯ
1. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие методы исследования используют в цитологии?
1) центрифугирование
2) культура ткани
3) хроматография
4) генеалогический
5) гибридологический

2. Выберите два верных ответа из пяти. Какие методы используют для изучения строения и функций клетки?
1) генная инженерия
2) микроскопирование
3) цитогенетический анализ
4) гибридизация
5) центрифугирование

3. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Процессы деления клеток изучают с помощью методов
1) дифференциального центрифугирования
2) культуры клеток
3) микроскопии
4) микрохирургии
5) фото- и киносъемки

ОБЩЕНАУЧНЫЕ
1. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. К эмпирическим методам изучения живой природы относят:
1) наблюдение
2) сравнение
3) абстрагирование
4) моделирование
5) эксперимент

2. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Изучение биологических объектов, процессов в различных специально созданных условиях осуществляют с помощью методов:
1) абстрагирования
2) клонирования
3) моделирования
4) обобщения
5) эксперимента

Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. К теоретическим методам биологических исследований относят
1) сравнение
2) экспериментальный метод
3) обобщение
4) измерение
5) наблюдение

ЭКСПЕРИМЕНТ
Какие примеры относят к биологическому эксперименту? Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) рассматривание под микроскопом клетки крови лягушки
2) слежение за миграцией косяка трески
3) изучение характера пульса после разных физических нагрузок
4) лабораторное исследование влияния гиподинамии на состояние здоровья
5) описание внешних признаков бобовых растений

Выберите два верных ответа из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. В каких из указанных научных исследований применялся экспериментальный метод?
1) исследование растительного мира тундры
2) опровержение теории самозарождения Л. Пастером
3) создание клеточной теории
4) создание модели молекулы ДНК
5) исследование процессов фотосинтеза

Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Примеры каких научных методов иллюстрирует сюжет картины голландского художника Я. Стена «Пульс»?
1) абстрагирование
2) моделирование
3) эксперимент
4) измерение
5) наблюдение

УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖП
1. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Организменный уровень организации живого изучают
1) биохимия
2) гистология
3) морфология
4) физиология
5) цитология

2. Какие науки изучают живые системы на организменном уровне? Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) анатомия
2) биоценология
3) физиология
4) молекулярная биология
5) эволюционное учение

3. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие биологические науки работают с объектами, относящимися к организменному уровню организации жизни?
1) генетика
2) биохимия
3) биология
4) цитология
5) анатомия

4. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие биологические науки изучают надорганизменные уровни организации жизни?
1) молекулярная биология
2) экология
3) биоценология
4) цитология
5) гистология

5. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие биологические науки работают с объектами, oтносящимися к клеточному уровню организации жизни?
1) цитология
2) палеонтология
3) эмбриология
4) генетика
5) микробиология

6. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие биологические науки работают с объектами, относящимися к популяционно-видовому уровню организации жизни?
1) генетика
2) экология
3) эмбриология
4) эволюционное учение
5) анатомия

7. Выберите два верных ответа из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. Объекты изучения каких из приведённых наук находятся на надорганизменном уровне организации живого.
1) молекулярная биология
2) экология
3) эмбриология
4) систематика
5) анатомия

============
Выберите два верных ответа из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. Какие методы исследования позволили установить структуру молекулы ДНК?
1) микроскопия
2) наблюдение
3) рентгенологический
4) цитогенетический
5) моделирование

Выберите два верных ответа из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. Для определения количества эритроцитов в крови человека используют методы
1) гибридизации
2) измерения
3) эксперимента
4) клонирования
5) микроскопирования

Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие методы исследования помогают изучить процесс фотосинтеза в клетке?
1) экспериментальный метод
2) метод микроскопирования
3) метод меченных атомов
4) метод клеточных культур
5) метод центрифугирования

Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Метод меченых атомов используют для определения
1) наличия исследуемого белка в клетке
2) наследования сцепленных с полом признаков
3) концентрации ядовитых веществ в воде
4) положения генов на хромосомах
5) возможности проявления признаков у потомков

Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Методами, с помощью которых можно разделить смеси веществ, являются
1) хроматография
2) цитологический
3) центрифугирование
4) меченых атомов
5) замораживание

Установите соответствие между описанием и научным методом: 1) центрифугирования, 2) меченых атомов, 3) хроматография. Запишите цифры 1-3 в порядке, соответствующем буквам.
А) разделение смесей на основе разной скорости движения молекул в абсорбенте
Б) разделение пигментов в зависимости от их цвета и состава
В) осаждение клеточных структур в зависимости от их плотности и массы
Г) обнаружение вещества в месте его накопления
Д) выяснение времени продвижения вещества через клеточные мембраны к больному органу

Источник