IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Как основной инструмент для понимания процессов на разных уровнях организации, биологических функций и структур используют моделирование. Существует несколько видов моделей: физико-химические, биологические, химические. В исследовании применение биологических объектов главным образом помогает охарактеризовать свойства одних объектов с помощью изучения других со схожими механизмами.

Одним из общепризнанных модельных животных считается лягушка (Rana) - представитель класса земноводные (Amphibia), семейство лягушек (Ranidae). Представители обладают некоторыми морфофункциональными особенностями: небольшим туловищем (3–25 см) и головой с выступающими глазами (имеются верхнее, нижнее, а также мигательное веко), рот с мелкими зубами, язык раздвоенный, немного выше рта две ноздри, выраженной шеи не наблюдается, хвост отсутствует, конечности согнуты, на передних по четыре пальца, на задних - по пять, между пальцами перепонка, кожа богата железами, выделяющими слизь, окрас крайне разнообразен. Rana издают широкий диапазон звуков, особенно в брачный период. Для жизни взрослой лягушке необходим влажный климат, местом обитания является сочетание пресноводного водоёма и суши, по которой они передвигаются, по большей части, прыжками. Оплодотворение происходит наружным половым путём, после чего самки мечут икру в воде. Период развития икринок - 5-25 суток В последующем вылупившиеся головастики проходят все стадии развития, для этого у них имеются жабры и хвост. Однако эти правила не являются общими для абсолютно всех видов. Взрослые особи в основной массе хищники, их рацион представляет собой небольших беспозвоночных, однако существуют и всеядные представители, и даже питающиеся фруктами. Продолжительность жизни около 17 лет. Продолжительность покоя - 20-27 минут, что за сутки составляет 12-13 часов.

Отлов лягушек для исследований производится осенью. Содержание в большом количестве предполагает использования бассейнов в затемненных местах. Температура в террариуме 6-10°С. Вода чистая и подлежит регулярной смене, уровень - 3-4 см. На дне бассейна целесообразно сложить камни, выступающие над водой, для пребывания лягушек не только в водоёме, но и на суше. Бассейн должен быть накрыт сеткой. Если количество лягушек небольшое, то нет необходимости в значительных размерах площади для содержания. Заменой бассейну могут служить аквариумы или ванны, главное, воспроизвести условия, описанные выше. В бассейнах лучше, когда земноводные отделены перегородками высотой 1-1,2 м. Кормить лягушек необходимо 1-2 раза в неделю. В рацион Rana входят насекомые с мягкими покровами (мухи, тараканы, бабочки и пр.), и ни в коем случае с твёрдыми, однако можно также кормить мотылём и тонко нарезанными кусочками мяса. Из-за того, что лягушки ловят только движущуюся добычу, правильным будет захватить пищу пинцетом и проводить ей перед модельным объектом.

Для содержания икры и выращивания головастиков используют аквариумы или стеклянную посуду (банки, кристаллизаторы, эксикаторы и т.д.). Резервуар ставят в солнечном помещении, а тень должна занимать на три четверти пространства, для защиты модельного объекта от прямых солнечных лучей. Если этапы развития проходят не только в воде, то на дно помещают гравий, землю и камень, выступающий над поверхностью воды. Если метаморфоз происходит исключительно в водной среде, то в земле нет необходимости. На литр воды приходится 5-10 головастиков, а уровень не больше 5-10 см. Воду часто меняют, при этом можно использовать водопроводную, предварительно выдержанную не менее суток в открытой посуде в комнатных условиях. Оптимальными характеристиками для воды являются: pH=7,1—7,7, температура - 20-25 °C. Головастики питаются: рыбьим кормом, мелко нарезанными кусочками сырого мяса, желтком куриного яйца или личинками головастиков в варёном виде, личинками мотыля. Для питания также необходимо поместить в резервуар водоросли и растения так, чтобы корни оказались в воде. Остатки пищи подлежат удалению. Как только у головастиков отрастут передние конечности, следует отменить кормление для того, чтобы они использовали свой хвост в качестве еды. После окончания метаморфоза необходимо возобновить питание. Развитие от яйца до головастика происходит в течение 6-12 недель.

Лягушка является неприхотливым и выносливым животным, она достаточна проста и экономична в содержании на базе лаборатории, легко акклиматизируется. Строение Rana полностью изучено, препарирование не доставляет особых трудностей, а большинство приборов экспериментальной медицины и биологии рассчитано на это животное. Самки обладают высокой плодовитостью, период взросления протекает достаточно быстро. На лягушках легче проводить операции, которые были бы невозможны в рамках эксперимента на других животных. Жизненные процессы протекают достаточно медленно и продолжаются ещё какое-то время после вскрытия и удаления органов. Несомненно, что одно из главных достоинств земноводных - высокая способность к восстановлению. Т.к. лягушки – являются промежуточным этапом между обитанием в воде и обитанием на суше, на них можно изучать то, как протекало изменение основных систем организма, т.е. эволюционные процессы. А в связи со схожестью протекания некоторых биохимических и физиологических процессов между представителем данного класса и представителями других, вплоть до человека, можно проецировать результаты подобных экспериментов на близкие по исследуемым параметрам организмы. На данном модельном объекте проводят изучение процессов по патофизиологии и физиологии, вирусологии, токсикологии, паразитологии, эндокринологии, биологии, фармакологии и другим дисциплинам. На головастиках проводят эмбриологические исследования. Эксперименты на лягушках привели к ряду открытий: Сеченов обнаружил тормозящее действе блуждающего нерва на сердце лягушки, Лёви установил, что медиатором парасимпатических нервных окончаний является ацетилхолин, Гальвани открыл животное электричество, разряжающееся подобно лейденской банке и др.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Руководство по лабораторным животным и альтернативным моделям в биомедицинских исследованиях / под ред. H.H. Каркищенко, С.В. Грачева. М.: Профиль-2С. 2010. С. 89-90.

2. Каркищенко Н. Н. Основы биомоделирования / Н. Н. Каркищенко. - М.: Изд. ВПК, 2004. - 608 с.

3. Чадаев В. Е. Модельные объекты в медицине и ветеринарии //. 2012. №3. С.140-145

4. Западнюк И. П. и др. Лабораторные животные. – Рипол Классик, 1983.

5. Р.А. ИСЛАМОВ Методология эксперимента с использованием лабораторных животных // Вестник КазНМУ. 2016. №1. С.489-492.

Код для цитирования: Скопировать