Особенности развития висцеральных органов у эмбрионов кур яичного кросса "Ломанн Браун" при красном и зеленом монохроматическом светодиодном освещении

М.И. Челнокова, А.А. Челноков

Аннотация. Получены новые данные об особенностях развития висцеральных органов у эмбрионов кур яичного кросса «Ломанн Браун» при красном и зеленом монохроматическом светодиодном освещении. Изучено влияние двух непрерывных светодиодных режимов освещения: экспериментальные режимы -- красный и зеленый свет, контроль -- темнота. С помощью морфометрических методов проведена оценка абсолютных величин весовых размеров и удельной скорости роста (по формуле Шмальгаузена--Броди) сердца, мышечного желудка, печени куриных эмбрионов. В исследованиях было доказано, что красное и зеленое светодиодное освещение оказывает стимулирующее влияние на эмбриональное развитие висцеральных органов (сердце, мышечный желудок, печень) яичного кросса «Ломанн Браун» в сравнении с контролем (темнота). При красной и зеленой светодиодной стимуляциях куриные эмбрионы преобладали в массе сердца с 14-х по 20-е сутки эмбриогенеза. Мышечный желудок и печень куриных эмбрионов интенсивнее развивались при красном освещении на 18-е и 20-е сутки, а при зеленом аналогичное воздействие на мышечный желудок отмечалось на 19-е и 20-е сутки, на печень--на 20-е сутки. Установлено, что в раннем онтогенезе кур кросса «Ломанн Браун» отмечается несколько критических этапов (фаз), выпадающих на различные сутки развития и характеризующие особенности ритмичности процессов роста висцеральных органов в эмбриогенезе кур при светодиодной стимуляции красного и зеленого спектра. У куриных эмбрионов при красном освещении наибольшая скорость роста сердца выявлена на 17-е, а при зеленом -- 20-е сутки; мышечного желудка при красном освещении -- на 17-е и 20-е сутки, печени -- на 16-е при красном освещении и 17-е сутки -- при зеленом освещении. К периоду вылупления на 20-е сутки не выявлено различий в развитии висцеральных органов куриных эмбрионов в зависимости от красного и зеленого светового спектра. Вылупление куриных эмбрионов кросса «Ломанн Браун», подвергающихся красному и зеленому световому воздействию, происходило на 20-е сутки инкубации -- на сутки раньше, чем в контрольных условиях (темнота). Обсуждаются предполагаемые биологические причины, лежащие в основе воздействия монохроматического света разного цветового спектра, влияющие на эмбриогенез куриного эмбриона и его органов.

Ключевые слова: эмбриогенез курицы, сердце, мышечный желудок, печень, монохроматическая светодиодная стимуляция

Features of development of visceral organs in embryos of egg cross chickens 'Lohmann Brown' under red and green monochromatic LED lighting

Marina I. Chelnokova, Andrey A. Chelnokov

Abstract. New data on the features of development of visceral organs in embryos of egg cross chickens `Lohmann Brown' under red and green monochromatic LED lighting were obtained. The effect of two continuous LED lighting modes has been studied: experimental modes--red and green light, control--darkness. The absolute values of weight dimensions and specific growth rate (according to the Schmalhausen-Brody formula) of heart, muscular stomach, liver of chicken embryos was estimated using morphometric methods. The studies proved that red and green LED lighting has a stimulating effect on the embryonic development of visceral organs (heart, muscular stomach, liver) in `Lohmann Brown' egg cross compared to the control (darkness). Under red and green LED stimulation, chicken embryos prevailed in the heart mass from the 14^th to the 20^th day of embryogenesis. The muscular stomach and liver of chicken embryos developed more intensively under red illumination on the 18^th and 20^th days, and under green illumination--a similar effect on the muscular stomach was noted on the 19^th and 20^th days, on the liver--on the 20^th day. It has been established that in the early ontogenesis of `Lohmann Brown' chickens there were several critical stages (phases). They fall on different days of development and characterize the features of rhythmicity in growth processes of visceral organs in chicken embryogenesis under LED stimulation of red and green spectrum. Chicken embryos under red and green illumination had the highest growth rate of heart on the 17<sup>th</sup> and 20<sup>th</sup> day, respectively; muscular stomach under red illumination--on the 17<sup>th</sup> and 20<sup>th</sup> days, liver--on the 16<sup>th</sup> and 17<sup>th</sup> day under red and green illumination. By the hatching period on the 20<sup>th</sup> day, there were no differences in the development of visceral organs of chicken embryos depending on red and green light spectrum. The hatching of `Lohmann Brown' chicken embryos exposed to red and green light occurred on the 20^th day of incubation--a day earlier than under control conditions (darkness). The proposed biological causes underlying the effect of monochromatic light of different color spectrum on embryogenesis of chicken embryo and organs are discussed.

Keywords: chicken embryogenesis, heart, muscular stomach, liver, monochromatic LED stimulation

Введение

Свет как абиотический фактор играет важную роль в росте и развитии живых организмов [1, 2]. У многих птиц свет является необходимым для эмбрионального развития и выступает в качестве фактора окружающей среды, влияющего на скорость эмбрионального роста, выводимость и раннее вылупление [3, 4]. Влияние световой стимуляции проявляется в раннем формировании фоторецепторов сетчатки глаз, активности супрахиазматического ядра гипоталамуса и шишковидной железы, которые являются основными компонентами циркадной системы птиц [1]. Искусственная инкубация лишает эмбриона полного объема естественной световой стимуляции. Поэтому использование световой стимуляции во время инкубации является одним из способов восполнить дефицит естественного освещения.

В настоящее время использование ламп накаливания во время инкубации стало менее распространенным, в то время как светодиодные лампы (LED) приобрели большую популярность благодаря наличию монохроматических вариантов, долговечности, экономичности и высокой энергоэффективности. Светодиодные лампы производят гораздо меньше тепла и снижают негативные эффекты на температурно-влажностный режим инкубации по сравнению с лампами накаливания и люминесцентными лампами [5]. Спектр и интенсивность монохроматического света оказывают влияние на показатели роста и фотопериодическую реакцию у домашних птиц [6]. Доказано, что светодиодная световая стимуляция во время инкубации повышает выводимость домашних птиц, улучшает качество птенцов и снижает их восприимчивость к стрессу в постнатальном онтогенезе [7]. Однако до сих пор не ясно, как влияет монохроматический свет разного спектра на развитие висцеральных органов эмбрионов кур яичного кросса «Ломанн Браун».

Цель исследования -- изучение влияния красного и зеленого монохроматического светодиодного освещения яиц в условиях искусственной инкубации на развитие висцеральных органов эмбрионов кур яичного кросса «Ломанн Браун».

Материалы и методы исследования

Дизайн эксперимента. Работа выполнена на эмбрионах кур яичного кросса «Ломанн Браун» из птицефабрики ОАО «Волжанин» (п. Ермаково) Ярославской области Рыбинского района. Инкубацию яиц с первого дня проводили в инкубаторе ИЛБ-0,5 (Волгасельмаш, Россия) при стабильном режиме с температурой воздуха 37,6±0,1 °C и относительной влажностью воздуха 55,0 %. Инкубатор был оснащен красными и зелеными светодиодными неонами (Elektrostandard LS 001 220V RGB 12W 80LED 5050 IP67 50м a045405, Россия-Китай). В экспериментальных группах (красный и зеленый свет) световая стимуляция осуществлялась непрерывно с 1 по 20-й день инкубации. В контрольной группе яйца инкубировали в темноте без световой стимуляции.

Методы исследования. Предварительно перед инкубацией оплодотворенные яйца взвешивали, отбирали по массе методом пар-аналогов и закладывали в инкубаторы. В ходе эксперимента было подвергнуто вскрытию 225 яиц. Вскрытие яиц (n = 9.. .10) проводили ежедневно с 14 по 20-е сутки инкубации с соблюдением этических норм при работе с живыми биологическими объектами. Массу висцеральных органов (сердце, мышечный желудок, печень) эмбрионов определяли по общепринятой методике на аналитических весах САРТОГОСМ ЛВ 210-А (ООО «Сартогосм», Россия).

Для расчета удельной скорости роста массы органов куриных эмбрионов в период с 14 по 20-е сутки инкубации применяли формулу Шмальгаузена--Броди [8]:

где C--удельная скорость роста; L_n--масса органа, г, в конечный момент времени t_n; L_о--масса органа, г, в начальный момент времени t₀; 0,4343--модуль перехода от натуральных логарифмов к десятичным.

Статистический анализ. Статистическую оценку данных проводили в программе Statistica 10.0 (StatSoft Inc, USA, 2010). Для сравнения изучаемых показателей использовали параметрический дисперсионный анализ One-way Anova с апостериорным анализом Newman-Keuls, Duncan test и Fisher LSD test при уровне значимости р < 0,05.

Результаты исследований и обсуждение

Результаты собственных исследований показали, что красное или зеленое светодиодное освещение по-разному влияло на развитие висцеральных органов у куриных эмбрионов. В сравнении с контролем (в темноте) при красной и зеленой светодиодной стимуляциях куриные эмбрионы преобладали в массе сердца на протяжении всего исследуемого отрезка эмбриогенеза (табл. 1; р = 0,000#, Newman-Keuls test). Мышечный желудок и печень куриных эмбрионов интенсивнее развивались при красном освещении на 18-е (р = 0,001#, Newman-Keuls test; р = 0,032#, Duncan test, соответственно) и 20-е сутки (р=0,000#, Newman-Keuls test; р=0,000#, Duncan test, соответственно), в сравнении с контролем, а при зеленом освещении аналогичное воздействие на мышечный желудок отмечалось на 19-е (р = 0,030#, Duncan test) и 20-е сутки (р = 0,000#, Duncan test), на печень--на 20-е сутки (р = 0,000#, Duncan test). Сравнительный апостериорный анализ двух световых воздействий показал, что при красном освещении достоверное увеличение массы сердца куриных эмбрионов наблюдалось на 18-е (табл. 1, р = 0,008*, Newman-Keuls test) и 19-е сутки (табл. 1, р = 0,006*, Newman-Keuls test), по сравнению с зеленым освещением, а мышечного желудка--на 18-е сутки (табл. 1, р = 0,007*, Newman- Keuls test).

Таблица 1