Зоокультуры как искусственные популяции

Тамарина Н.А. Зоокультуры как искусственные популяции// Первое всесоюзное совещание по проблемам зоокультуры. Тезисы докладов. Часть первая. Москва, 1986. С. 69-72.

зоокультуры искусственное ПО

ПУЛЯЦИИ

Многолетний опыт культивирования насекомых позволил нам сформулировать 1980 и далее развить теоретические основы, общие принципы и методологию технической энтомологии как новой области прикладной энтомологии (Тамарина, 1981 , 1982, 1984, 1986; Тамарина, Максимов, 1982; Тамарина и др, 1981 и др.) Предметом технической энтомологии является создание и проигрывания ство культур насекомых как искусственных популяций с заданными свойствами. Теоретической основой служат экологическая физиология, экология и генетика популяций, а также теория систем. Методы возникают по теории оптимизации и управления систем. Общие принципы технической энтомологии могут быть распро страны и на зоокультуры других видов. В любом случае зоокультуры - это искусственная популяция, о объект биотехнологии.

С современных позиций популяции животных следует разделять на 3 группы: природные, искусственные и культурные. Основным критерием деления является степень автономности популяций. При родные популяции полностью автономны и могут неограниченно долго существовать без регулирования со стороны человека. Культурные популяции полностью неавтономных, потеряли н связь с исходными природными популяциями и не могут существовать вне хозяйственной деятельности человека. Искусственные популяции полуавтономных. Их существование поддерживается регулярной деятельностью человека, которая, однако, определяется не только целью культивирования, но и законами жизни природных популяций. Длительное существование ограниченных искусственных популяций поддерживая ется периодическим пополнением их генофонда за счет природных популяций.

Требования биотехнологии настолько широки, что она близка к дифференциации на микробиотехнологию, фитобиотехнологию и зообиотехнологию. Однако на фоне специфики об & # 39 объектов могут быть очерчены общие теоретическ

ие и практические задачи биотехнологии: выявление общих закономерностей существования искусственных популяций, разработка эффективных методов селекции продуктивных культур и принципов поддержания их популяционной устойчивости, статистическое обоснование количественных критериев качества культур и продукции, повышения качества на основе теории опт мизации, моделирование искусственных популяций, разработка основ промышленного мониторинга, обеспечения массового промышлен ного производства и рационального использования культур с заданными свойствами.

Целевое назначение зоокультуры заключается в три основных направления: 1) непосредственное использование зоокультуры; 2) получение продуктов их жизнедеятельности; 3) переработка биоорганических отходов с помощью зоокультуры с производством кормового, животного белка и биоорганических удобрений в сельскохозяйственной сфере, а также в космических системах жизнеобеспе ния.

Процесс создания и воспроизведения зоокультуры имеет три пе риод: 1) введение вида в культуру; 2) создание лабораторной культуры; 3) создание промышленной культуры и производство про дукции.

В первый период работы основная задача - определить путь введения вида в культуру и осуществить это. Во зоокультуры следует понимать популяцию, которая в искусственных условиях завершила не менее один полный жизненный цикл. До этого момента имеет место лишь содержание полевого материала.

Второй период осуществляется в несколько этапов. Первый - типизация культуры. Тип культуры диктуется практической целью и биологическими особенностями вида. Возможна типизация по фе нотипу и по генотипу. Второй этап - начальное моделирование системы, а именно составление блок-схемы, в основе которой жизненный цикл вида. Третий этап - оптимизация по блокам, то есть получение конкретных субмоделей. Стабильность культуры обеспе чивается ее ведением в зоне оптимума. С точки зрения оптимизации систем под зоной оптимума следует понимать пределы измене ния внешних факторов, в которых срабатывают компенсаторные механизмы, поддерживающие популяцию на уровне оптимальной интенсивности ее жизнедеятельности. Оптимизация осуществляется на основе математических методов планирования экстремальных эксперимен тов (Налимов, Чернова, 1965; Адлер, 1969; Максимов, Федоров, 1969; Максимов, 1980; Тамарина, Максимов, 1982). Оптимизация осуществляется как пошаговая процедура, в которую входит результат ный многофакторный эксперимент, движение по градиенту факторов к оптимуму, определение зоны оптимума. Математические методы ют возможность одновременно изучить влияние многих факторов,

количественно оценить эффект каждого фактора и их взаимодействия вой, выделить статистически значимые факторы, осуществить дви жение к оптимуму пропорционально и по градиенту влияния факто ров на параметры оптимизации, очертить зону оптимума посредст вом многих показателей. Четвертый этап - составление общей моде или нa основе субмоделей и коррекция общего оптимума. Современный ный анализ моделирования популяций, в том числе искусственных, выполненный А. А. Шаровым (1986). П пятый этап - стандартизация куль туры. Биологической основой для стандартизации является норма реакции культуры на воздействие факторов в зоне оптимума. В си лу естественной изменчивости показателей норма реакции носит

статистический характер и может быть описана эмпирическими функ циями распределения. С помощью показателей качества культуры осуществляется описание системы в зоне оптимума.

Третий период - промышленное культивирование также делится на этапы, а именно: создание промышленного технологического процесса, модификация под него модели, производство продукции, промышленный мониторинг. Переход к массовому культиви ния означает изменение всех звеньев технологического про цесса. В технологический процесс модифицируется модель, на основе которой разрабатываются конкретные производственные прог Раме под заданный ритм эксплуатации и воспроизводства искусст венной популяции. Управление культурой в условиях возникает нестабильности в силу неизбежного временного дрейфа культуры или неконтролируемых факторов среды достигается ведением о производственной процесса по планам эволюционного планирования.

Модель и контроль за ее воспроизводимостью должны лежать и в основе промышленного мониторинга качества продукции. Критерии для промышленного мониторинга формируются исходя из ха рактер модели и свойств биологических показателей, которыми описана система. Показатели качества продукции прежде всего должны характеризовать целевое назначение культуры. Культуры можно разделить на три категории: 1 - маточные, для которых важно сохранение всего генофонда и высоких качеств на всех стадиях жизненного цикла, 2 - сырьевые, для которых основным критерием является максимум выхода биомассы при минимуме затрат, 3 - ра бота, от которых требуется выполнения какой-либо определенной жизненной функции. Предпочтение следует отдавать интегрировать ров, лабильным, метрическим простым показателям.

Интенсивное развитие биотехнологии невозможно без подго товки современных кадров и создания материально-технической базы.