Історія /3. Історія науки і техніки
Бащенко В.М.
Черкасиплемсервіс, Україна
Становлення
засад біотехнологічної селекції у тваринництві України як складова наукової
спадщини
академіка
В.П. Бурката
Доктор сільськогосподарських наук, професор, академік Української академії
аграрних наук, заслужений діяч науки і техніки України Валерій Петрович Буркат (1939-2009)
є знаковою постаттю у тваринництві України другої половини ХХ – початку ХХІ
століття. Його зусиллями закладено фундамент сучасної теорії породотворення,
обґрунтовано комплексну систему інтенсивної селекції плідників, ефективні
методи збереження генофонду порід, удосконалено організацію і планування
племінної справи тощо.
З іменем ученого також пов`язана декларація нової галузі знань –
біотехнологічної селекції, що виникла на стику селекції, генетики,
біотехнології та кібернетики і обіцяє вже у недалекому майбутньому одержання
тварин «на замовлення» від певних батьків з бажаними екстер’єрними,
інтер’єрними та господарськими характеристиками. Нова наука відкриває досить
принадні перспективи для запобігання глобальної продовольчої кризи, ліквідації
тяжких хвороб людей і тварин.
За передбаченням Валерія Петровича, третє тисячоліття стане ерою
біотехнологічної селекції, яка має поєднати в собі все надбане людством у
справі спрямованого поліпшення тварин – від вдумливого добору фахівцями кращих
особин до створення і тиражування організмів із використанням
механіко-технологічних засобів. Саме у третьому тисячолітті будуть реалізовані
найбільш фантастичні з огляду на реалії сьогодення проекти репродукції,
вирощування, догляду і використання сільськогосподарських тварин та одержуваної
від них продукції [2].
Ствердження канонів сучасної селекції, яку ще називають великомасштабною,
стало можливим після запровадження штучного осіменіння і особливо використання
методу багаторічного зберігання сперми. За нинішніх умов згадані досягнення
біотехнології стали визначальними, первинними, а селекційні методи вторинними.
Тому саме наука «біотехнологічна селекція» повинна забезпечити гармонійне
поєднання двох компонентів, які закладено в її назві.
Академіком В.П. Буркатом опрацьовано нові теоретичні й методологічні
підходи до організації селекційного процесу з урахуванням практичного використання
трансплантації ембріонів. Серед
них він назвав такі:
1. Вивчення можливих змін
нормального розподілу особин у популяції (так званої кривої Гаусса).
2. Розробка принципово нових
моделей селекції, які за темпами генетичного прогресу і рівнем економічної
ефективності перевищують діючі програми.
3.
Більш оперативна і об`єктивна оцінка варіантів кросбридингу, інбридингу,
кросів ліній та їх поєднання.
4.
Осіменіння дочок рекордистки замороженим сім`ям плідників однієї лінії, але
різних поколінь, дає змогу не лише виявити цінних продовжувачів лінії і родоначальників
її перспективних відгалужень, а й здійснити перехід від розведення
генеалогічних до створення дійсно заводських ліній.
5.
Широке розмноження потомства корів, які належать до багатоплідних родин.
6.
Прискорене створення багатопородних стад без тривалого поглинального схрещування
місцевої худоби або закупівлі племінних тварин. Невеликі колекційні стада можна
створювати для наукових експериментів і більші заводські – для
селекційно-племінної роботи.
7.
Нові методи тривалого зберігання сім`я у замороженому стані і відтворення
генетичного матеріалу, що виключають необхідність вимушеної перетримки
маточного поголів`я застарілої або локальної зникаючої породи.
8.
Здійснення одночасних осіменінь «на замовлення» десяти і більше дочок
видатної рекордистки з різними плідниками дає змогу перейти від вивчення
теоретично можливої племінної цінності окремих тварин до визначення істинного
генотипу.
9.
Значне прискорення розмноження жіночого і чоловічого потомства унікальних
рекордисток та кращих представниць провідних у породі заводських родин.
10.Багаторазове повторення кращих індивідуальних поєднань
пар [1].
Академіком В.П. Буркатом визначено
основні компоненти нової науки, що підлягають першочерговому вивченню. Серед
них, зокрема такі: 1) термінологічний апарат; 2) концептуальні підходи до
загальної методології та конкретних методик; 3) картування геному (status
quo, перспективи і можливості за широкого спектра маніпуляцій з клітиною та
її складовими); 4) внутрі- і міжвидові химери; 5) культивування in vitro; 6) принципово нові аспекти
біотехнології одержання, консервування, зберігання та використання сперми; 7)
нове в імуно- і цитогенетиці; 8) обґрунтування потреби і потужностей спермо-,
ембріо- та генобанків; 9) створення, модифікування та тиражування селекційних
моделей; 10) суміщення і чергування класичної репродукції з методами генної
інженерії; 11) пряма оцінка генотипу плідника замість нинішньої
ретроспективної; 12) регулювання статі потомства; 12) новий системний статус
видів, порід, стад, ліній, родин; 13) синтетичні популяції та синтетичні лінії;
14) інбридинг, кросбридинг та їх похідні; 15) нові принципи текстового опису та
графічного зображення pedigree тварин і генеалогії популяцій; 16) нові елементи
моделювання селекційного процесу [4].
Учений вбачав у майбутньому застосування досить широкого спектру
біотехнологічних методів у практичному тваринництві, але з постійним
дотриманням рівноваги всього живого у довкіллі, відновленням на значних
територіях природних екосистем. Накреслив можливий розвиток наукових пошуків у
двох діаметрально протилежних напрямах: 1) максимальне наближення тварин до
природних угідь, взаємне поєднання перших і других для повного відновлення
біогеоценозів; 2) «інкубаційно-лабораторні», мало не стерильні ферми з
переважанням у раціонах кормів синтезованого характеру і можливою відмовою від
природних способів зміни поколінь [2].
В.П. Буркатом уперше в Україні піднято питання про
етичні, соціальні та юридичні аспекти використання біотехнології в медицині та
сільському господарстві. Наразі у скотарстві широко застосовують
кріоконсервування сперматозоїдів та ембріонів, створено спермо- та ембріобанки,
які є ефективним засобом збереження генофонду порід тварин. Широко
використовують штучне осіменіння самок, що значно збільшує темпи генетичного
прогресу. Усе більшого розповсюдження набуває метод одержання ембріонів поза
організмом, пересадка яких забезпечує одержання біологічно повноцінного
потомства. Одержання ембріонів in vitro дає змогу скоротити генераційний інтервал і
збільшити кількість потомків від генетично цінних донорів. Запропоновано методи
добування незрілих ооцитів із яєчників живих високоцінних корів-донорів під
контролем ультразвуку з наступним їх заплідненням in vitro, що сприяє одержанню більшої кількості телят, ніж за традиційної
трансплантації ембріонів. Останнім часом у тваринництві досягнуто значних
успіхів у розробці методу розділення сперматозоїдів на X- та Y- гамети за
кількістю ДНК. Це дасть змогу цілеспрямовано одержувати потомство бажаної
статі, приміром, для товарних господарств, що спеціалізуються на виробництві
молока – теличок, на виробництві яловичини – бугайців. Без сумніву, всі
зазначені вище методи мають велике практичне значення і безперечне право на
існування [3].
Нині
у тваринництві розроблено метод клонування зародків худоби на основі
мікрохірургічного поділу на дві-чотири частини, що дає змогу одержати генетично
ідентичних монозиготних близнят та збільшити у 1,4-1,6 рази число ембріонів від
донорів. Інший спосіб клонування полягає у пересадці ядер доімплантаційних
ембріонів в ооцити, у яких перед тим було видалено власний генетичний (ядерний)
матеріал. Отримано перші клони тварин у скотарстві, які розвиваються нормально.
Однак, на думку вченого, незважаючи на позитивні сторони клонування, тиражування
цінних генотипів не повинно замінити класичні методи селекції, тому що
використання методів пересадки ядер у широких масштабах може значно зменшити
біологічну різноманітність видів і порід тварин. Оскільки статус багатьох порід
тварин нині остаточно не з’ясовано, особливого значення набуває збереження
унікальних генофондів місцевих локальних і зникаючих порід. Окрім того, широке
застосування методу клонування може призвести до розповсюдження генетичних
захворювань. Особливе занепокоєння викликають експерименти з клонування людини,
які повинні бути заборонені, насамперед, із морально-етичних принципів. Це
також стосується дослідів з отримання химерних ембріонів людини, а також
химерних зародків із «змішаними» генотипами людини та тварини. До негативних наслідків
(швидке розповсюдження нових захворювань, порушення біологічного балансу в
рослинних та тваринних біоценозах, мутації, порушення розвитку і загибелі
потомства тощо) також може призвести створення деяких трансгенних організмів [3].
На
думку вченого, особливу увагу слід приділяти роботам, у результаті яких можливе
потрапляння трансгенних мікроорганізмів у навколишнє середовище, а також
виникнення трансгенних мікроорганізмів, стійких до всіх відомих антибіотиків.
Необхідним є дослідження якості продукції, отримуваної від трансгенних
сільськогосподарських тварин. Мають бути заборонені будь-які експерименти з
уведення чужорідної ДНК у геном статевих клітин або зародків людини. Для
чіткого уявлення наслідків експериментів з генетичної інженерії на тваринах,
рослинах і мікроорганізмах, потрібно впроваджувати картування їхніх геномів та
детальніше вивчення структури й функції генів, інакше експерименти у цій галузі
можуть призвести до непередбачуваних наслідків у майбутньомі. У багатьох
країнах вже організовані комісії для вивчення проблем, пов’язаних із
проведенням та застосуванням досліджень з генетичної інженерії. На думку вченого,
вищеназваними та можливими багатьма іншими складовими біотехнологічної селекції
тварин має опікуватись міжнародний творчий колектив, який бажано створити
якомога оперативніше [4].
Таким чином,
академіком В.П. Буркатом закладено фундамент нової комплексної галузі
знань – біотехнологічної селекції, визначено
основні компоненти її структурного статусу та опрацьовано нові теоретичні й
методологічні підходи до організації селекційного процесу з урахуванням
практичного використання біотехнологічних методів. Ученим уперше піднято
етичні, соціальні та юридичні аспекти запровадження біотехнології у сільському
господарстві та медицині. Накреслено чітку програму запобігання критичним
наслідкам, пов’язаним із проведенням та застосуванням
досліджень із клонування, отриманням химерних ембріонів людини, а також
химерних зародків із «змішаними» генотипами людини та тварини, створенням
деяких трансгенних організмів.
ЛІТЕРАТУРА:
2.
Буркат В. П. Третє тисячоліття – ера біотехнологічної селекції /
В. П. Буркат // Вісник аграрної науки. – 2000. – № 12. – С. 118–119.