Парацельс (1493-1541): ничто не лишено ядовитости и все есть лекарство; только доза делает вещество лекарством или ядом.

Проблемы фармакологии и токсикологии стары, но актуальны до сих пор в связи с НТР и химизацией с.-х. производства.

Закон относительности действия лимитирующего фактора. Состояние организма (или другой живой системы) зависит не только от одного вещества с минимальной концентрацией, но и от концентрации других веществ, имеющихся в среде. Другими словами, состояние организма не определяется на 100 % только лимитирующим фактором, другие факторы, действующие на него, также имеют значение.

Закон совокупного действия факторов (правило взаимодействия факторов). Разные виды экологических факторов действуют на организм одновременно и совместно. При этом действие одного фактора зависит от того, с какой силой и в каком сочетании действует другой фактор. Одни факторы могут усиливать или смягчать силу действия других факторов. Например, жара и мороз легче переносятся при низкой влажности воздуха.

Закон компенсации факторов. Недостаток света для растений может в некоторой степени компенсироваться повышенным содержанием в воздухе углекислого газа. Увядание растений можно приостановить, повышая влажность почвы, но также и понижая температуру воздуха. Однако следует отметить, что ни один необходимый организму фактор не может быть полностью заменен другим. Так, отсутствие света делает невозможной жизнь растений, несмотря на самое благоприятное сочетание других условий.

В сельскохозяйственной практике важно знать закономерности взаимодействия экологических факторов, чтобы обеспечить оптимальные условия для культурных растений и домашних животных.

Свет является самым важным экологическим фактором. Без него невозможна фотосинтетическая деятельность растений, а без последней невозможна жизнь вообще, т.к. растения синтезируют кислород и первичное органическое вещество – источник энергии для гетеротрофных организмов. Свет является также источником тепла для всех организмов.

Солнечная энергия с физической точки зрения состоит из волн разной длины. Лучистая энергия используется растениями избирательно. При фотосинтезе они потребляют лучи с длиной волны от 380 до 740 нм. Эта область спектра называется фотосинтетически активной радиацией (ФАР). На видимый свет приходится около половины всей поступающей на Землю лучистой энергии. Волны большей длины дают инфракрасную область спектра (ИК), более короткие – ультрафиолетовую область (УФ). Инфракрасные лучи воспринимаются человеком как тепло, УФ не воспринимаются нашими органами чувств. Многие животные воспринимают ИК и УФ части спектра.

Свет в жизни животных играет огромную роль в зрительной ориентации. Практически у всех жизненных форм имеются хотя бы примитивные светочувствительные органы. Ориентация на свет проявляется в виде положительных или отрицательных фототаксисов. Животные отличаются по своей суточной активности, например, бывают дневные и ночные насекомые, хищные млекопитающие и птицы.

Сокращение продолжительности дня является для растений и животных сигналом для подготовки к зиме. У растений при этом повышается концентрация солей в клеточном соке, у листопадных деревьев и кустарников опадают листья, наступает состояние покоя. В животном мире приспособительные реакции для перенесения холодного времени года отличаются большим разнообразием.

Свет при недостаточной или избыточной его интенсивности может быть лимитирующим фактором. У растений в условиях недостатка света снижается интенсивность фотосинтеза, листья становятся бледными, механические ткани слабо развиваются, стебли вытягиваются. В результате растения полегают, снижается их урожайность. При избыточном освещении могут появляться ожоги вследствие разрушения хлорофилла, особенно у теневых растений.

Недостаток света негативно влияет на рост и развитие КРС, свиней, овец, кур. Может наблюдаться снижение упитанности, продуктивности, воспроизводительной способности. Нарушение витаминно-минерального обмена приводит к ухудшению качества продукции. Могут развиваться болезни: у молодняка рахит, у взрослых животных – остеодистрофия. Это является следствием недостатка витамина Д, синтез которого в организме животных активизируется под действием света. Избыточное освещение вызывает у животных световое утомление; у с.-х. животных случаются солнечные удары.

Общий энергетический (и тепловой) баланс планеты на 99, 8% состоит из энергии Солнца. Излучение Солнца, доходящее до верхней границы биосферы, составляет 8, 3 Дж/см2 в 1 мин (солнечная постоянная).

Длинноволновые лучи оказывают на организмы тепловое действие, коротковолновые – химическое.

Солнечная радиация – необходимое условие жизнедеятельности организма животных. Свет усиливает рост волос, нормализует функции потовых и сальных желез, повышает защитные функции кожи (уплотняет роговой слой и эпидермис), стимулирует половую функцию. Под действием света происходит трансформация дегидрохолестерина в активный витамин Д3 – что способствует активизации витаминного и минерального обмена.

Недостаток света является причиной рахита, остеодистрофии. Избыток вызывает раздражение сетчатки, сосудистой оболочки глаз, повреждение хрусталика, развитие кератитов, коньюнктивитов. Может быть солнечный удар. Поражение кожи и расстройство деятельности организма под влиянием солнечной радиации может наблюдаться у животных белой масти после поедания ими клевера (клеверная болезнь), проса (просяная болезнь), гречихи (гречишная болезнь).

Ионизирующее излучение. Ионизирующее излучение – излучение, под действием которого происходит ионизация вещества, в т.ч. живого. Дефицит ионизирующей радиации также как избыток негативно влияет на живые организмы. В атмосфере, лишенной ионов, животные жить не могут, они погибают. Аэроионизация – прием, проводимый в телятниках, благоприятно воздействует на рост и развитие телят, повышает устойчивость к заболеваниям. Используется для лечения и профилактики бронхопневмоний.

Сильные дозы облучений вызывают лучевую болезнь. Лучевые поражения могут наблюдаться при загрязнении окружающей среды радиоактивными отходами, при использовании радиоактивных материалов для строительства помещений.

Температура. Для с.-х. животных разных видов оптимальная температура воздуха колеблется от 3-5 до 15-20 ⁰С. Зависит от возраста, условий кормления, закаливания и т.д. Действие температуры зависит от влажности воздуха. Влажный воздух обладает большой теплоемкостью, при низких температурах он отнимает от тела больше тепла. Слишком высокая температуры воздуха вызывает гипертермию. Усиливается она высокой влажностью. Влажный воздух препятствует испарению влаги с поверхности тела животных, способствуя его перегреву. Результатом может быть тепловой удар, особенно подвержены ему ожиревшие животные.

Атмосферный воздух. Загрязнение воздуха сероводородом, аммиаком в животноводческих помещениях может вызывать ларингиты, риниты, бронхиты, пневмонии. Респираторные и др. заболевания могут развиваться при загрязнении воздуха пылью, дымом, газообразными отходами промышленных производств. При загрязнении атмосферы кремнием развивается силикоз (скопление асбестовых телец в легких).

Нарушения дыхательной функции могут быть при отеке гортани, спазме бронхов, обтурации просвета дыхательных трубок. Приводит к недостаточному насыщению крови кислородом (гипоксемия) и задержке в организме углекислоты (гиперкапния). При асфиксии смерть наступает через 5-10 минут.

Корм как экологический фактор. Корм рассматривается как звено биотического круговорота и как слагаемое биогеохимической трофической цепи в агроэкосистеме. Это фактор биогеоценоза, оказывающий влияние на популяции, особи, их органы, ткани, клетки и субклеточные структуры. Экологическое изучение питания животных базируется на данных кормопроизводства и кормления (трофологии).

Кормовой рацион – комплексный экологический фактор (много разнообразных веществ). Существуют нормы кормления для разных видов животных, возрастных групп, физиологического состояния и т.д.

Недокорм является причиной снижения упитанности и продуктивности, приводит к алиментарной дистрофии.

1 стадия: уменьшение живой массы животного на 15-20 %,

2 стадия: ……..20-30%,

3 стадия: ……… более 30%.

Клинические проявления 1-2 стадии – выпадение шерсти, снижение эластичности кожи, появление алопеций, бледность видимых слизистых оболочек, развитие гипопластической анемии. 3 стадия – животное утрачивает способность передвигаться и погибает.

Витаминное голодание. Особенно часто регистрируют гиповитаминоз А. его признаки – ослабление зрения (гемералопия), сухость глаз (ксерофтальмия), их поражение (кератомаляция).

гиповитаминоз С – скорбут (цинга),

гиповитаминоз Е (токоферол) – дистрофия мышц

гиповитаминоз В1 – нервные расстройства (запрокидывание головы у птиц)

гиповитаминоз В12 – анемия

Перекорм приводит кожирению - отложению жира в подкожной клетчатке и др. тканях. Понижаются процессы окисления, печень подвергается жировой дистрофии. Развивается миокардоз, расстраивается кровообращение. Может развиваться алиментарное бесплодие. Клиническая картина – округлость форм, малоподвижность, ослабление тонов сердца, везикулярного дыхания.

Неполноценные, некачественные корма (испорченные, заплесневелые) могут вызывать микозы, микотоксикозы, гастриты, гастроэнтериты, колики.

При недостатке в корме тех или иных элементов у животных могут развиваться гипомакро- или - микроэлементозы.

Кальций. Составляет около 1, 5% от массы тела – больше, чем любой другой элемент минерального питания. 99% - в костях и зубах. Поступает с кормом и водой. Много кальция в бобовых и подсолнечнике. Кальций включается в мембраны клеток, определяя их проницаемость. Он играет «цементирующую» роль, соединяя смежные клетки (Са-мукополисахаридный межклеточный цемент). Кальций используется для образования молока у лактирующих животных, для образования скорлупы яиц у птиц. Длительный недостаток кальция – гипокальциемия, рахит, ахаликозная остеодистрофия. Длительный избыток кальция – алкалозная остеодистрофия, связанная со смещением кислотно-щелочного равновесия в щелочную сторону.

Фосфор. Много фосфора содержится в зерне (концентрированные корма). Фосфор входит в состав АТФ, витамина В1, многих коэнзимов. Недостаток фосфора вызывает гипофосфатемию, афосфорозная остеодистрофию. Избыток фосфора – гиперфосфатемию, развитие ацидозной остеодистрофии.

Йод. 60% поступившего с кормом йода поглощается щитовидной железой и используется для синтеза гормонов, которые участвуют в регуляции обмена веществ, физиологических процессов и функций. Йод участвует в развитии и дифференцировке тканей. Проявление йодной недостаточности – зобная болезнь. Она сопровождается нарушением обмена веществ, снижением упитанности и продуктивности.

Избыток йода в рационе животных маловероятен. Дозы в 50-100 раз превышающие оптимальные не являются опасными. Йод быстро выводится из организма (период полувыведения – до 9 дней).

Кобальт. Поступает с кормами и минеральными добавками. Локализуется в печени, кровью разносится по органам и тканям. Входит в состав витамина В12, активирует ряд ферментов. Имеет очень широкий спектр действия. Гипокобальтоз проявляется в снижении упитанности, продуктивности, развитии гипопластической анемии. Гиперкобальтоз – появление эритроцитоза и полицитемии, нарушение обмена веществ, расстройство пищеварения и дыхания.

Медь. поступает с кормом и водой. Включается в состав белков и ферментов (окислительно-восстановительные реакции), БАВ. Гипокупроз – нарушение обмена веществ, анемия. У молодняка (ягнят) поражается головной мозг. Гиперкупроз – гастроэнтерит, дистрофия печени, гемолитическая анемия.

Марганец. Недостаток – задержка роста и развития, нарушение функции половой системы. У свиней может происходить резорбция плодов, появляются дефекты костеобразования. Быки-производители – системное поражение конечностей, хромота, поза сидячей собаки. У птиц наблюдается явление перозиса. Избыток вызывает марганцевый рахит, гипогемоглобинемию.

Фтор локализуется в зубах, костях, стимулирует репаративные процессы при переломах, обменные процессы, реакции иммунитета. Недостаток фтора – фактор развития кариеса, избыток причина флюороза (нарушение обмена веществ и поражение зубов).

Поллютанты. Ксенобиотики. Поллютанты – загрязнители окружающей среды, являющиеся природными химическими веществами (никель, свинец). Ксенобиотики – химические вещества, чуждые природе, искусственно созданные (пестициды).

Никель часто входит в отходы предприятий, в загрязненных промзонах у животных может наблюдаться никелевый токсикоз. Проявляется в поражении ЖКТ, печени, сердца, кровеносных сосудов, головного мозга, сетчатки глаз. Поражаются также кожа и конечности (развивается сухой некроз конечностей).

Свинец может содержаться в составе тетраэтилсвинца, он добавляется в горючие жидкости как антидетонатор. Вдоль автодорог располагаются лентообразные свинцовые геохимические аномалии. Ширина их может быть 100 м и более. Растения являются концентраторами свинца, использование их на корм животным приводит к свинцовым отравлениям. В организме свинец локализуется в костях, печени, почках. Нарушается обмен веществ, развиваются дистрофические процессы в паренхиматозных органах. Нервные клетки головного мозга подвергаются вакуолизации. Характерным признаком является «свинцовая кайма» на слизистой десен. Происходит снижение упитанности, продуктивности, расстройство пищеварения, дистрофия печени и сердца. У лошадей – синдром свистящего удушья.

«Классический» ксенобиотик – ДДТ (синтезирован в 1873 г.), инсектицидные свойства были открыты в 1937 г. С 1940 г. началось его промышленное производство и широкое применение (в сельском хозяйстве, медицине, быту). Со временем обнаружились кумулятивные свойства препарата: накопление в жировой ткани, ЦНС, печени. Он оказывает гонадотоксическое, эмбриотоксическое, алергенное, тератогенное и мутагенное действие. ДДТ крайне медленно разлагается и обезвреживается в окружающей среде. Из 1, 5 млн.т использованного за период с 1940 по 1970 гг. лишь 1/3 его обезвредилась.

Кроме ДДТ существуют и другие хлорорганические соединения (ХОС, десятки наименований), относящиеся к ксенобиотикам. Кроме ХОС существуют сотни других ксенобиотиков.

Питьевая вода. У каждого вида животных – свои нормы потребления воды, зависящие также от климата, возраста и др. Эксикоз (гипогидрия, дегидратация, отрицательный водный баланс) выражается в общей слабости, жажде, сухости слизистых оболочек и кожи. Нарушается глотание, развивается олигурия. Западают глаза в орбиты, из-за сгущения крови развивается эритроцитоз. Нарушается водно-солевой обмен и т.д. гибель наступает через 4-8 суток.

Прием слишком большого количества воды может происходить при сухой жаркой погоде, при резко выраженном потении, поедании «солений», нарушении водно-солевого баланса, диабете.

Проблема загрязненной питьевой воды распространенная причина развития гастритов, энтеритов, гепатозов, токсикозов. Важна профилактика энзоотий.

Шум. Полная тишина действует негативно на состояние животных. «Звуковой комфорт» - шум естественного происхождения 20-30 дБ. Звуковой максимум – 80 дБ. Шум вызывает нарушение обмена веществ, нарушение деятельности сердца. У КРС развивается гипотония желудков, в 6-10 раз возрастает электропроводность кожи. У кур – шумовая истерия. Важно, что адаптации к шуму не возникает. Размещение животноводческих помещений должно быть рациональным, рядом не должны располагаться аэродромы, оживленные автотрассы. Зеленая изгородь способна уменьшить шум машин в 10 раз.

Информация. Экологическая информация – совокупность воспринимаемых организмом сигналов: оптических, звуковых, химических (гравитационных – у перелетных птиц). Стресс может быть вызван появлением хищника, животного-доминанта. У крыс: информация, исходящая от животного-доминанта может стать причиной смерти низкорангового животного (может убить одним своим агрессивным видом). Одна и та же информация может вызвать разные реакции (реакция на корм голодного и сытого животного). Дефицит внутрипопуляционной информации может стать причиной самопогрызания у новорожденных соболят при их изоляции. Избыток при скученном содержании – причина стресса и болезней адаптации.

Эволюционно возникли реакции на сигналы, предвосхищающие события – укорочение светового дня. Лечебно-профилактическое использование информации, исходящей от самца для лечения бесплодия самок и наоборот. Использование феромонов для борьбы с насекомыми (ловушки).

Антропогенный фактор. Действует на с.-х. и домашних животных с первого до последнего дня жизни. Существуют так называемые «эксплуатационные» заболевания, например, «эксплуатационное» бесплодие – при слабой активности и неподвижности животных и наоборот.

Недостаточность активности (гипокинезия) – при стойловом содержании ведет к снижению нервно-мышечного тонуса, патологическому изменению костно-суставного аппарата, ослаблению кровообращения и дыхания. Подавляется моторика ЖКТ. У лошадей развиваются копростазы, у КРС – атония и завал рубца, закупорка книжки.

Физическое перенапряжение может отмечаться у лошадей, волов, охотничьих собак. У лошадей – альвеолярная эмфизема легких (атрофия и разрыв смежных альвеол), миокардиодистрофия, расширение сердца, сердечно-сосудистая недостаточность. Резкие изменения положения тела могут вызвать заворот кишечника.