第三章 适应、应激与生物节律(家畜环境卫生学)

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第三章 适应、应激与生物节律
动物对环境刺激的反应的形式
特异性反应和非特异性反应
第一节 适应
一、适应的概念 适应(Adaptation)在复杂多变的环境中,
生物从分子到细胞、组织甚至整个机体对内 部和外部环境刺激产生有利于缓解生理紧张 状态的反应。 有利于内环境的稳定。 包括表型适应与遗传适应 应激反应、习惯、服习和驯化是动物是在适 应过程中的不同阶段的不同表现。
三、应激原
凡能引起应激反应的环境刺激称为应激因子 (应激原或致紧张因素)。
凡能引起特异反应的环境刺激称为特异性刺 激
如常见的应激原(应激原stressor)有: 环境骤变、温度过高过低、噪声或光照过强、 运输、打斗、惊吓、外伤、预防注射、断奶、 突然更换饲料等。
应激原分类
应激原按照强度和持续时间,可以分为: (1)高强度长期应激原 危害最大,
生物适应的常用术语:
1、习惯 动物对重复刺激的感知性逐渐降低的过程,
是动物短期适应外界环境的初级阶段。 非感官适应与反应疲劳,是中枢神经系统反
应性的消弱。
2、风土驯化
风土驯化(acclimatization)是指家畜 逐步适应新环境条件的复杂过程。既可以指 优良的育成品种对不良生活条件的适应,也 可指原始地方品种对良好与丰富的饲养管理 条件的反应,还可表示家畜对新环境中某些 疾病的免疫能力提高。
而在大多数情况下,应激反应可以进入 适应阶段,如果应激原作用不再加强或 作用停止,各种反应过程均可完全恢复 正常状态,并不出现衰竭阶段的反应。 在畜牧生产中,动物的大多数应激反应 属于此类。
(二).应激反应的机制
第二节 应激
一、应激的概念与性质
1、基本概念
应激(stress),坎农(W.B.Cannon)首先将其用于生理 学,表示可以破坏机体内环境稳定的各种刺激,后来H.Selye将 这一术语用于医学,表示作用于机体的各种环境刺激所引起的机体 非特异性应答反应的总和。
在畜牧兽医界公认是:机体对外界和内部环境的各种超常刺激 所产生的非特异性应答的总和。
有利于动物在特定环境中维持内环境稳态
三、适应的表现
(一)行为的适应 动物行为具有两个基本功能: 在变化环境中生存的手段 适应环境变化的工具 先天性行为:对相对不变的刺激的一种反应 后天性行为:在特定环境或刺激下,由大脑皮质参
与并经学习与记忆而形成的一种条件反射。 是对环境刺激做出的一种生理性反应,否则会被自
作用是动员动物体内贮存的能量抵御应激原刺激,以恢复内环境的 稳定,但此时机体尚未获得适应。表现为注意力高度集中于刺激物, 毛发竖立,目光锐利,血管收缩,呼吸加快,心搏过速,因而称为 惊恐阶段(休克相,几分钟至24小时),强烈时,直接进入衰竭死 亡阶段。一般时,反休克相:机体防卫反应得到加强
•2、抵抗或适应阶段(数小时、数天或 数周)
态、生活习性以及某些生理机能。 2、体液调节(环境因子的作用持续) 普遍、持久 3、形态结构调节(环境因子的作用持久) 环境因子的长期作用,南北引种 4、遗传调节(环境发生较大幅度变化时,自然选
择和人工选择) 定向选择与定向培育
五、提高加家畜适应力的主要措施
适应性指家畜对环境适应能力的强弱。 适应良好的家畜的特点: A、发病率和死亡率不超过正常水平 B、各种生理表现无异常 C、体格达到品种标准、体型外貌正常; D、生产性能良好,达到品种要求
辐射及气流,过低的气压等。 (2)化学性应激原 高浓度的NH3、CO2、H2S等有害气体, 水和饲料中的重金属离子、 农药、 饲料贮存霉变所产生的毒素、 天然有毒植物及其它有毒有害有化学物质。
(3)生物性应激原 如细菌、病毒、 寄生虫侵袭、植物中的变应原物质以及 动物的撕咬等。
(4)营养性应激原 如饲料种类、成 分或水质骤变,饲料或饮水数量不足, 日粮养分不平衡,给料方式突变等。
适应性:生物对其在外界环境作用下所产生的反应 过程中的调整能力与程度。它能使生物有机体一切 功能保持着与周围外界环境的动态平衡,保证其在 变化的环境条件下正常地生存与繁衍后代。
适应性有强弱之分,
适应性差是指其耐受程度弱,对环境变化敏感,应 激反应强烈;
适应性强是指家畜对外界环境的变化耐受幅度大, 应激反应较弱。
行为适应和生理适应出现的较快,维持时间 较短,外界刺激停止后,短时间内部分或全 部消失;
形态适应出现较慢,几个月甚至一年以上, 一旦形成,维持较长时间,甚至终生不变;
遗传适应出现很慢,需要几年甚至数年,一 旦出现,可通过时代交替在种族内延续。
四、适应过程的调节
1、神经调节 首先出现,准确、快速,起主导作用。改变行为状
作用强烈,反应明显,易被觉察和重视, 应加以预防。 如长时间的噪声环境的刺激,舍内机械 运转,饲料机械运转,周围工矿企业产 生的噪音等。
(2)低强度长期应激原
作用弱,不明显,持续时间长,不易被发现和重视。
在畜牧业生产中,特别是高度集约化的畜牧业生产,这 种应激原非常多,对生产造成的损失较大,如猪群中等 级地位低的个体长期处于心理应激状态,生产力和健康 状况差,成为“垫窝猪”,死亡率极高,应予以足够重 视。
寒冷 炎热
打颤(特异性应答) 出汗(特异性应答)
肾上腺皮质激素
可见,不良刺激引起机体的特异性反应和非 特异性反应(应激)同时发生,但又有区别。
环境中凡能引起机体呈现“紧张状态” (应激)的环境刺激称为应激因子或应激源 (stressor)。
应激因子种类很多,如气象因素突变、 噪声、拥挤、转群、运输、惊吓、外伤、预 防注射、断喙、去势、换料等都会使动物出 现应激状态。
如猪、牛的类型与品种。
3、体被
低温地区动物绒毛多,利于保温。 寒冷地区表皮比较致密、重而厚 热带地区表皮层薄而疏松,皮下脂肪少。 热带动物则将皮下脂肪作为绝缘层。北极
的动物用很厚的皮下脂肪层贮存能量和保温。 沙漠地带的动物,背部有局部脂肪,用于防 止外界热量进入身体,而肋部一般脂肪少, 可通过对流或蒸发散热。
•在抵抗或适应阶段,动物机体克服了 应激原作用而获得了适应,表现为:机 体物质代谢恢复正常,应激初期应激原 的不良作用得到补偿
一般情况下,应激发展只进行两个阶段:动 员阶段和适应阶段。
若应激原长时间作用或作用加强,机体不能 克服应激原的作用,获得的适应又丧失,应 激反应进入衰竭阶段。
•3、衰竭阶段
特指动物在实验条件下对一两种气候因素的 适应。
二、适应的种类
1、表型适应 在外界环境发生变化时,生物表型性状发生
的有利于生存的表现,表现为行为、生物化 学、生理机能、组织与解剖及形态等方面。 基因型改变与环境变化共同作用的结果。
2、遗传适应
指动物在自然选择或人工选择作用下获得的 有利于种群生存的基因型改变。
(3)低强度短期应激原
易于适应,危害很小,还利于锻炼动物 机体的调节和适应能力。
可以使家畜进入适应阶段。
(4)高强度短期应激原
反应强烈、易于发现,如能获得适应,对生 产损失小;
若不能获得适应,或不能及时发现并消除应 原,则对生产造成的损失大。
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按应激原性质
可以分为: (1)物理性应激原 过冷、过热、噪声、
家畜风土驯化主要是气候驯化和饲养条件驯化 两个方面。
气候驯化是动物在生产条件下对自然气候的 适应。
驯化的过程 是通过动物神经、内分泌和酶 系统的 调整而实现的。
驯化的目的是使动物在新的环境中保持内环 境稳态,以减少动物对外界环境的依赖,提 高生物对外界环境的适应能力。
3、服习
动物个体在生命环境过程中所产生的能够缓 解实验条件下某种气候因素所引起的生理紧 张状态的反应。
然选择淘汰
(二)生理适应
最重要表型适应。 表现在神经、内分泌、循环、呼吸、消化和
代谢等各种生理机能上,通过生理机能的调 节,适应外界的变化。 高温、热喘,寒冷,寒颤。
(三)形态适应
动物在外界环境的影响下,体形和结构发生了某些 有利于生存的变化。
1、毛色、肤色 高温、高寒地区的黑色素多。干旱地区的棕黄色多
•如果应激原持续作用下去或强度过大,而 且动物没有躲避的可能,则动物进入衰竭 阶段。异化作用重新占据优势,组织中蛋 白质和脂肪等机体贮备养分被分解,出现 各种营养不良,体重和生产力急剧降低。 最后机体贮备养分耗尽,新陈代谢出现不 可逆变化,各系统功能陷入紊乱状态,许 多重要机能衰竭,导致动物死亡。
各阶段反应界限并不总是明显确定,有 时不按顺序出现。
(四)遗传适应
基因突变: 环境发生变化时,群体产生有有益于生存的突变基
因,通过选择该基因在群体中发展,形成遗传适应。 基因活化: 是指在新的环境条件下,基因库中原有的、有利于
生存的未活化基因被活化而产生生物功能,形成了 遗传适应。 是物种对环境中长期不变的刺激产生的一种反应, 是物种长期进化的结果,遗传适应的表现具有物种 特异性。
4、消化系统
结构与动物的食性有关。 肉食:消化道与体长相比比较短。这是因为其食
物富于营养,可消化程度高。 杂食:消化道比较长。例如,驯化了的家猪能食入
并消化大量饲料,其小肠和大肠的长度比野猪长得 多。 反刍动物的消化道,适应于体积大而营养差的饲料, 而瘤胃就成为借助微生物分解粗纤维的场所。 单胃草食动物(如马)的消化道则具有对于粗纤维 有较强消化力的盲肠。
(5)管理性应激原
正常的管理环节造成:如断尾、断喙、称重、转 群、打耳号、去势及烧烙等;
管理不当引起:如囚禁、驱赶、粗暴地抓捕、鞭 打、饲养密度过大,运输、管理制度和人员更替 等。
(6)心理性应激原 如动物群体等级地位的 争夺、惊吓等。
(7)运输应激原 如装卸运输工具不合理、 运输途中环境恶化、粗放的饲养管理、动物 到达目的后的生硫环境等。
其它人为因子 如超强度选育、试验因子等。
生产上p25
不可能、没必要消除所有应激原,应当避 免——、——的应激原
四、应激反应的基本过程和机制
(一)应激反应的基本过程 根据机体在应激发生过程中的主要变化,可将应激
发生发展过程分为三个阶段。
•1.惊恐或动员阶段(数小时至数天)
是机体对应激原作用的早期反应和全身防卫的总动员,出现典型的 全身适应综合征。
家畜有色素的眼睑比无色素的白眼睑患眼癌的机会 少。如海福特牛,头部及脸部白色,眼睑缺乏色素, 因而最易感染眼癌,在太阳照射强烈的地区更为严 重。开始发病时表现为轻度的眼结膜炎或眼睑炎, 后发展为眼癌。
2、体格、体表与体型
寒冷地区体格大、呈球型,体表面积相对小; 动物体型紧凑,与地面接触的体表面积相对 较小,也有利于动物御寒。
提高家畜适应性的主要措施:
1、锻炼 注意针对性、适应能力的限度与锻炼后的适应为非遗传性 2、育种 不同品种适应环境的能力不同,杂交可以提高后代的适应性 选种:对家畜适应性进行选择,比对生产性能选择更能提高生
产能力 引种:引种成败的关键,主要取决于原产地和引入地在自然环
境方面的相似性。用温湿度叠比法,重叠的越多,引种成功的 把握越大,重叠少时,谨慎引种。 杂交改良:注意保留其对当地环境的适应能力,当提高生产力 的意图与适应性发生矛盾时,应将适应性放在首位。
对动物自身有利。
增强耐受限度,扩大了生存空间。
二、适应与应激的异同
1、均为生物对外界刺激的反应。应激是动 物适应环境的一种形式;
2、性质不同。应激表现为生理反应和行为 反应,适应既包括生理反应,还包括行为反 应、形态特征反应乃至遗传反应
3、动物对任何环境均有适应,但并非都有 应激。
环境变化和动物应激反应的关系。p24
2、性质
是动物机体在长期进化过程中形成的一种生理反应;
在畜牧生产和兽医临床实践中巧妙地利用适度应激所获得的适应, 来提高畜禽的适应性、生产力和治疗某些疾病
是一种非特异反应
应激反应时动物对各种环境刺激所产生的相同的反应,即反应的 表现不因环境因子种类的不同而变化。尽管作用于动物体的环境 因子种类众多,但任何环境因子刺激只要达到一定的强度,在引 起针对该种刺激的特异反应的同时,还引起”模式化、千篇一律 的“非特异性反应,这种非特异性反应才是应激
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