Морфологические отклонения семенников и их придатков косули сибирской, влияющие на численность популяции

Исследования по диссертационной работе проведены на кафедре патологии, морфологии и физиологии ФГБОУ ВО «Дальневосточный ГАУ» в период 2018 – 2021 гг. Для установления численности амурской популяции косули за основу были взяты архивные данные Управления по охране, контролю и регулированию
использования объектов животного мира и среды их обитания Амурской области с 2010 по 2021 гг. Данные осенних сезонных миграций были собраны в результате собственных наблюдений во время экспедиций, проведённых за период с 2018 по 2020 гг. в ФГБУ «Государственный природный заповедник «Норский», на кордоне «Мальцевский Луг».
Объектом экспериментального исследования являлись 29 самцов косули сибирской, в возрасте от одного года до старше шести лет. Объекты исследования отбирались из материала предоставленных на экспертизы в научно- исследовательскую лабораторию «Судебная ветеринарная экспертиза и патоморфология» ФГБОУ ВО Дальневосточного ГАУ в период 2018-2021 гг. Для
исследований были сформированы четыре опытные группы. Комплектование групп проводилось с учетом возраста животных (табл. 1).
Таблица 1 – Схема формирования опытных групп самцов косули сибирской; (n=29)
Признаки Опытная группа 1
Возраст от 1 до 1,5 года
Опытная группа 2 от 2 до 3 лет
Опытная группа 3 от 4 до 5 лет
Опытная группа 4 от 6 лет и старше
Общее количество особей
Спокойный 5 4 4 2 15 период
Период гона 4 3 Всего особей
4 3 14 29
Предметом исследования являлись семенники и их придатки, отобранные у самцов косули сибирской. Отобранный материал – семенники и их придатки (n=58), фиксировали в 10% водном растворе нейтрального формалина в течение 14 суток. После окончания фиксации и анатомического препарирования производили их визуальную оценку и гистоморфометрические исследования.
Для морфометрического анализа использовали:
1) металлическую линейку и штангенциркуль с миллиметровой градуировкой (измерение длины, ширины, толщины);
2) электронные весы Ohaus Pioneer (определение массы);
3) мерный стакан в объёме 100 мл (определение объёма).
Для изготовления гистологических препаратов проводили обезвоживание и
уплотнение материала в спиртах возрастающей концентрацией. Срезы готовили на санном микротоме МС-2. Получение препараты окрашивали гематоксилином Бёмера (2013) и эозином.
Для гистоморфометрического анализа использовали:
1) микроскоп модель Микромед (максимальное увеличение х720);
2) окулярмикрометр МОВ-1-16х.
Фотосъёмку микропрепаратов проводили с помощью цифровой камеры (видео-
окуляр) ToupCam 0.92 MP для микроскопа. Обработку полученных снимков осуществляли с помощью программы «ToupView». Клеточный состав ткани, стромально-паренхимальные отношения, подсчет сперматозоидов, их размеров и состояния в сравнении с препаратами по микроанатомических зон проводили методике Стефанова С.Б., Кухаренко Н.С. (1988).
Полученные числовые показатели подвергали статистической обработке с использованием методик параметрической статистики, традиционно применяемых при проведении ветеринарных исследований. Статистическую обработку экспериментальных данных выполняли с использованием табличного процессора Microsoft Excel. Для расчета экономического ущерба применяли методику исчисления
размера вреда, причиненного охотничьим ресурсам (с изменениями на 17 ноября 2017 года) принятым Министерством природных ресурсов Российской Федерации.
2.2 РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.2.1 Эколого-биологическая особенность ареала косули сибирской в Амурской области
На территории Амурской области обитает мигрирующая популяция косули сибирской (Capreolus pygargus). Ежегодное перемещение сибирской косули по территории Норского заповедника начинается во второй декаде сентября. На основании полученных данных в точках учета прогнозов погоды в зимний период 2004 – 2020 гг. (с 1 декабря по 28 – 29 февраля) средняя высота снежного покрова в местах зимнего обитания сибирской косули в Амурской области не превышает критическую для вида (30 см). Максимально приближенные показатели были отмечены зимой 2006 – 2007 г (25,1 см), 2009 – 2010 (25,5см), а также в 2010 – 2011 г (27,0 см). Начиная с 2014 года количество зимних осадков было в приделах 13 – 17,5см. При анализе термометрии 2004 – 2020 гг., удалось выяснить, что средняя температура в зимнем ареале сибирской косули остается в пределах от -20 С0 до – 24,5 С0. Самая низкая температура была отмечена в зиму 2011–2012 гг. (-24,2 С0), высокая в 2016 – 2017 гг (-20,3 С0). Далее провели анализ учета численности сибирской косули на территории Амурской области (рис. 1).
90000
80000
70000
60000
50000
40000
30000
20000
10000
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021
Даты учета
Количество особей косули сибирской
Рисунок 1 – Численность косули сибирской на территории Амурской области
проводили анализ осенней миграционной активности косули сибирской в Норском заповеднике 2014-2020 гг. (рис. 2).
Начиная с 2015 г. наблюдалось резкое снижение численности косули
сибирской. В 2019 г. учету подверглись – 53793 особи, данное значение являлось
самым минимальным показателем за последние 10 лет (2010 – 2019 гг.). Далее
Количество особей
67457 66710
70660 75823 76410
63423 71196
59640 54681 53793
61503 55648

1000
600
200
0
2014
717 659
Рисунок 2 – Осенняя миграционная активность косули сибирской
391
450
2015 2016 2017 2018 2019 2020
Даты
Сибирская косуля
в Норском заповеднике
На территории угодий Норского заповедника с 2014 по 2016 годы наблюдалось постепенное снижение численности осенних мигрирующих животных. В 2017 году общий показатель мигрирующих косуль катастрофически сократился в 3 раза. Данные дневной активности мигрирующей косули представлены на рисунке3.
600 500
400 272 300
200 100 0
527
456
341
Время
256
220 202 183 213
Сибирская косуля
Рисунок 3 – Дневная активность миграции косули (2014 – 2020 гг)
Основной пик дневной миграционной активности у сибирской косули отмечался преимущественно утром. Максимальное количество мигрирующих особей отмечалось с 07:00 до 11:00. С 12:00 до 19:00 происходит снижение активности.
2.2.2 Морфологические особенности семенников и их придатков у самцов косули сибирской на территории Амурской области
Морфогистологические структуры семенников и их придатков у самцов косули сибирской, входящих в состав амурской популяции, соответствуют общепринятому биологическому строению и сперматогенезу, но четко прослежено,
06:00 – 07:00 07:00 – 08:00 08:00 – 09:00 09:00 – 10:00 10:00 – 11:00 11:00 – 12:00 12:00 – 13:00 13:00 – 14:00 14:00 – 15:00 15:00 – 16:00 16:00 – 17:00 17:00 – 18:00 18:00 – 19:00 19:00 – 20:00
Количество особей
Количество особей

что начало сперматогенеза у данных животных в этих конкретных условиях начинается в мае месяце, еще до начала гона. Наиболее активный сперматогенез отмечается с июля по август. Инволюция сперматогенеза начинается в сентябре и заканчивается в октябре, но в некоторых случаях отслежено сохранение активных сперматозоидов, локализующихся в придатке, до начала декабря. Линейные показатели семенников с учетом возраста животных представлены в таблице 2.
Таблица 2 – Линейные показатели семенников, M±m
Показатели Ед.из.
Длина мм Ширина мм Высота мм
Масса г Объём cм3
от 1 до 1,5 года n=18 24,2±0,13 17,1±0,13 16,4±0,20 13,3±0,05 10,0±0,15
от 2 до 3 лет n=14 31,2±0,16* 19,9±0,24* 19,1±0,24* 17,3±0,09* 15,0±0,22*
от 4 до 5 лет n=16 35,6±0,22* 25,9±0,15* 25,8±0,22* 19,0±0,15* 20,0±0,24*
от 6 лет и старше n=10 46,3±0,32* 30,5±0,32* 27,9±0,22* 28,3±0,37* 33,5±0,54*
Примечание. * – достоверность различия показателей по сравнению с группой самцов от одного до полутора лет (P≤0,95)
В результате проведенных исследований было установлено достоверное увеличение линейных показателей во всех возрастных группах животных, а уже к 6 годам данные значения достигали максимальной отметки – 28,3 г/33,5 см3. Изменения линейных показателей придатков семенников с учетом возраста косули представлены в таблице 3.
Таблица 3 – Линейные показатели придатков семенников, M±m
Показатели
Ед.из.
от 1 до 1,5 года n=18
от 2 до 3 лет n=14
от 4 до 5 лет n=16
от 6 лет и старше n=10
Общая длина мм
Длина мм Ширина мм Высота мм
Длина мм Ширина мм Высота мм
Длина мм Ширина мм Высота мм
39,2±0,27
15,2±0,13 12,4±0,07 4,3±0,07
17,4±0,024* 6,3±0,07 1,0±0,00
6,6±0,13 6,6±0,13 6,5±0,07
51,1±0,49*
Головка
21,0±0,16* 15,1±0,16* 4,5±0,08*
Тело
21,9±0,16* 6,4±0,08* 1,0±0,00
Хвост
8,3±0,16* 8,0±0,16* 8,1±0,16*
57,3±0,37*
23,3±0,15* 16,8±0,15* 7,4±0,07*
24,8±0,15* 7,4±0,07* 1,0±0,00
9,2±0,15* 8,9±0,15* 9,1±0,15*
63,5±0,22*
25,4±0,22* 18,4±0,22* 9,6±0,11*
27,8±0,22* 7,3±0,11* 1,0±0,00
10,3±0,11* 10,0±0,22* 10,2±0,22*
Примечание. * – достоверность различия показателей по сравнению с группой самцов от одного до полутора лет (P≤0,95)
В результате проведенного анализа наблюдалось достоверное увеличение всех линейных показателей во всех возрастных группах у исследуемых животных. Гистологическое строение семенников и их придатков представлено на рисунках 4-7.
Рисунок 4 – Гистологическое строение семенника косули (возраст – 3 года), увеличение: ок.x18 об. х10, окраска: гематоксилин и эозин
1 – интерстиций, 2 – кровеносный сосуд, 3 – клетки Лейдига среднего размера, 4 – извитой семенной каналец
Рисунок 6 – Придаток семенника косули, увеличение: ок.x18 об. х4 окраска: гематоксилин и эозин
1 – выносящие канальца, 2 – интерстиций
Строма семенника состоит из
соединительнотканных перегородок, включающих сосуды и нервные волокна.
Рисунок 5 – Извитые семенные канальца (ИСК) косули (возраст – 2 года), увеличение: ок.x18 об. х10, окраска: гематоксилин и эозин 1 – собственная оболочка;
2 – эпителиосперматогенный слой;
3 – просвет извитого семенного канальца с несформированными сперматозоидами, 4 – интерстиций с клетками Лейдига
Рисунок 7 – Проток придатка семенника косули, увеличение: ок.x18 об. х10, окраска: гематоксилин и эозин
1 – оболочка протока представленная адвентициальным и мышечным слоями,
2 – просвет протока, 3 – призматические и секреторные клетки
11
серозной и белочной оболочек,

Паренхима данного органа состоит из канальцев семенника. Стромально- паренхимальные отношения (далее СПО) в возрасте от одного до полутора лет в спокойном периоде равнялось – 1:1,3; в период гона – 1:1,2; в возрасте от одного до полутора лет в спокойном периоде данное отношение равнялась – 1:1,3; в период гона – 1:1,2. В возрасте от двух до трех лет СПО в спокойном периоде составляло – 1:1,7; в период гона – 1:1,2. При исследовании СПО возрастной группы косуль от четырех до пяти лет в спокойном периоде – 1:2; в период гона – 1:1. В последней группе животных, в которую входили самцы от 6 лет и старше в спокойном периоде данное отношение составляло – 1:1,5, в период гона – 1:1,3. Наибольшая разница в СПО отмечалось в третей опытной группе. Полученные данные СПО совпадают с изменениями клеточного состава в ИСК, в результате наступления активной фазы сперматогенеза у амурской популяции косули в период гона.
2.2.3 Отклонения в органах репродуктивной системы самцов косули сибирской, влияющие на численность их популяции
В семенниках косули сибирской обнаружено при микроскопическом исследовании семь отклонений в разных структурах этого органа (табл. 4).
Таблица 4 – Перечень морфологических отклонений в семенниках самцов косули сибирской, (n=24)
Количество самцов с отклонениями
спокойный период (n1)
период гона (n2)
разница (n1-n2)
No п/п
2
Признаки
Патологические формы извитых семенных канальцев
4
16,7
12
50,0
8
33,3
Отслоение собственной оболочки канальца семенника
–
0
7
29,2
100,0
3 Разрыв семенного канальца
4 Нарушения в сперматогенезе
5 Нарушение в развитии гоноцитов
6 Структурные нарушения в интерстиции
кол-во
– 4 4
%
16,7
кол- % во
5 20,8
кол-во %
1 4,2
0 12 50,0 16,7 12 50,0 16,7 8 33,3
04 16,7
8 33,3 4 16,7
4 100,0
100,0
7 Олигоспермия –
12

В процессе анализа обнаруженных отклонений в семенниках наибольшее значение патологических форм в извитых семенных канальцах (рис. 8-9).
Рисунок 8 – Извитые семенные канальца косули сибирской Увеличение: ок.x18 об. х4, окраска гематоксилин и эозин
1 – нитевидные и 2 – бобовидные формы
Рисунок 9 – Извитые семенные канальца косули сибирской Увеличение: ок.x18 об. х4, окраска гематоксилин и эозин
1- грушевидные и 2 – сдвоенные формы
У самцов косули во всех возрастных группах помимо округло-овальных структур были обнаружены патологические формы извитых семенных канальцев в различные периоды сезонной половой активности, приводящие к нарушениям в сперматогенезе (рис. 9-13).
Рисунок 10 – Извитые семенные канальца Рисунок 11 – Извитые семенные канальца косули косули сибирской (возраст – 3 года), (возраст – 3 года), увеличение: ок.x18 об. х4,
увеличение: ок.x18 об. х10, окраска гематоксилин и эозин
1 –извитой семенной каналец, 2 – просвет извитого семенного канальца, 3 – отслоение сперматогенного эпителия
окраска гематоксилин и эозин
1 – отслоение сперматогенного эпителия,
2 – нарушение закладки сперматогенного эпителия, 3 – закупорка просвета гоноцитами, 4 – недифференцируемые клетки в интерстиции
У самцов трехлетнего возраста в период гона обнаруживались семенные канальца с признаками остановки сперматогенеза. В канальцах нитевидной формы часто, встречались отслоения сперматогеного эпителия от собственной оболочки. Просвет протока извитого семенного канальца полностью выстлан гоноцитами с
отсутствующими сперматозоидами. При гистологическом исследовании в семеннике наблюдались нарушения послойного расположения гоноцитов.
Рисунок 12 – Извитые семенные канальца семенника косули (возраст – 5 лет), увеличение: ок.x18 об. х10, окраска гематоксилин и эозин
1 – собственная оболочка,
2 – эпителиосперматогенный слой с просветами, 3 – олигоспермия;
4 – соединительнотканные клетки
Рисунок 13 – Извитые семенные канальца косули (возраст – 5 лет) увеличение: ок.x18 об. х4, окраска гематоксилин и эозин
1 – разрыв семенного канальца
Начиная с пятилетнего возраста, в процессе сперматогенеза обнаруживались просветы между клетками сперматогенного эпителия, а количество созревших сперматид значительно уменьшалось. Интерстициальная ткань уплотнена, а клетки Лейдига, трудно дифференцируются в результате аплазии.
Изучение срезов придатков семенников под микроскопом позволило обнаружить семь патологических отклонений в их структурных компонентах (табл. 5).
Таблица 5 – Перечень морфологических отклонений в придатках семенников самцов косули сибирской, (n=24)
Количество самцов с отклонениями
No п/п
Признаки
спокойный период (n1)
кол-во %
период гона (n2)
разница (n1-n2)
кол-во %
кол-во
%
1 2 345678
Структурные нарушения в
1 мезенхиме 4
3
16,7 5 20,8 1 4,2
Отслоение собственной оболочки протока придатка
–
0
4
16,7
4
100,0
Разрыв протока придатка
–
0
8,3
100,0
14

Продолжение таблицы 5
1 2 345678
Включения в спермальной
4 жидкости
Недоразвитие
5 сперматозоидов
6 Киста придатка семенника
Аномальное
7 расположение придатка
семенника
– 0 8 33,3 8 100,0
– 0 8 33,3 8 100,0 – 0 3 12,5 3 100,0 1 4,2 – 0 – 0
Изменения в семенниках косули сибирской отражались на структурных компонентах придатка, где чётко прослеживалась недоразвитие сперматозоидов (33,3%), дающее формирование включений в спермальной жидкости (33,3%) за счет распадающихся эпителиальных структур (рис 14-18).
Рисунок 14 – Выносящие канальца придатка семенника у косули сибирской (возраст – 1 год), увеличение: ок.x18 об. х10, окраска гематоксилин и эозин
1 – просвет, 2 – уплотнение и лизис гоноцитов, 3 – соединительнотканные клетки
Рисунок 15 – Проток придатка семенника косули сибирской (возраст – 3 года), увеличение: ок.x18 об. х30, окраска гематоксилин и эозин
1 – отслоение эпителия от оболочки канальца, 2 – миоциты, 3 – адвентициальные клетки
При гистологическом исследовании придатка семенника сеголетки, оболочка выносящих канальцев несформированная. Клетки в мезенхиме подвергались лизису и деструкции. У особи в возрасте трех лет в протоке придатка семенника наблюдались отслоения эпителиальных реснитчатых и вставочных клеток от края собственной соединительнотканной оболочки протока придатка.
Рисунок 16 – Проток придатка
семенника
Рисунок 17 – Скопление сперматозоидов (→) в эпителии стенки протока придатка семенника косули сибирской (возраст – 3 года), увеличение: ок.x18 об. х40, окраска: гематоксилин и эозин
косули сибирской увеличение: ок.x18 гематоксилин и эозин
(возраст – об. х10,
года), окраска
1 – разрушение оболочки канальца, 2 – скопление сперматозоидов.
В ряде случаев стенка протока придатка подверглась разрушению. Эпителиальные клетки проникали в просвет протока и смешивались с гомогенной жидкостью, в которой содержалась сперматозоидная масса. Гистологический снимок эякулята представлен на рисунке 18.
Рисунок 18 – Скопление несформированных сперматозоидов (→) в протоке придатка семенника косули (возраст – 3 года), увеличение: ок.x18 об. х40, окраска: гематоксилин и эозин
При исследовании эякулята в просвете протока хвостового отдела придатка семенника обнаруживалось большое количество несозревших сперматозоидов, имеющих укороченную форму хвоста.
16

2.3 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
Для расчета использовали методику исчисления размера вреда, причиненного охотничьим ресурсам (с изменениями на 17 ноября 2017 года) принятым Министерством природных ресурсов Российской Федерации. Согласно указанной методики такса для исчисления вреда одной особи косули составляет – 40000 руб. Значение пересчетного коэффициента нарушения воспроизводства (размножения) равно – 5.
Исходя из полученных данных, размер вреда у одной особи косули сибирской рассчитывается следующим образом:
40000×5×1= 200000 рублей
Общее количество самок косули сибирской на территории Норского заповедника с 2015-2020 гг. составило – 1262 особи, сеголеток за тот же временной период – 995 особей.
С = 1262 – 995 = 267 (особей)
Исходя из полученных данных, определили общий размер вреда от недополучения молодняка косули сибирской:
Yобщ = 267 × 200000 = 53400000 (руб.)
Таким образом, экономический ущерб от недополучения молодняка, нанесенный патологическими отклонениями в половой системе косули сибирской составляет – 53400000,0 руб. (пятьдесят три миллиона четыреста тысяч рублей).
3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 3.1 Выводы
1. Определенные эколого-биологические особенности ареала косули сибирской (Capreolus pygargus) позволили установить основные факторы влияющие на расселение косули в зимний период года: оптимальная глубина и продолжительность залегания снежного покрова, наличие зимних кормов и приемлемая температура окружающей среды. Начало осенней миграции на изучаемой территории отмечается во второй декаде сентября, заканчивается в первых числах октября. Основной пик миграционной активности в третьей декаде сентября с 07:00 до 11:00 часов, но единичные особи могут продолжать мигрировать до конца октября.
2. С помощью изученных морфогистологических структур семенников и их придатков у самцов косули сибирской установлено, что они соответствуют общепринятому биологическому строению и сперматогенезу. У самцов косули сибирской стромально-паренхимальное отношение и клеточный состав в извитых семенных канальцах отличается на различных этапах половой активности в течении года.
3. Выделены возрастные и сезонные особенности полового созревания семенников и их придатков у самцов косули; подтверждено, что половая зрелость у самцов наступает на втором году жизни. Первые стадии сперматогенеза зафиксированы в возрасте от 6 до 18 месяцев. Из-за природно-климатических особенностей Амурской области (температура, продолжительность светового дня, время выпадения осадков, высота снежного покрова) начало сперматогенеза в семенниках у данных животных начинается в мае месяце, еще до начала гона. Наиболее активный сперматогенез – с июля по август. Инволюция сперматогенеза начинается в сентябре и заканчивается в октябре, но в некоторых случаях отслежено сохранение активных сперматозоидов, локализующихся в придатке, до начала декабря.
4. При морфологическом исследовании семенников и их придатков у косули сибирской обнаружено 14 отклонений полипатологического характера. В результате нарушения взаимосвязи между интерстициальными структурами и незрелыми сустеноцитами в извитых семенных канальцах наблюдается образование патологических форм в виде отслоения (29,2%) и разрывов (37,5%) собственной оболочки. Морфологические отклонения данных структур приводили к нарушению в развитии гоноцитов (66,7%) и олигоспермии (16,7%). При исследовании придатка семенника в эякуляте обнаруживались недоразвитые сперматозоиды с укороченными жгутиками, клетки эпителиоспермального слоя извитых семенных канальцев и структурные элементы протока придатка. В результате самцы осеменяли самок низкокачественной спермой, которая приводит к нарушению полноценного оплодотворения и снижению численности амурской популяции косули сибирской.
5. Экономический ущерб от недополучения молодняка, нанесенный в результате патологических отклонений в половой системе самцов косули сибирской с 2015-2020 гг, составляет – 53400000,0 рублей (пятьдесят три миллиона четыреста тысяч рублей).
3.2 Рекомендации для практического применения
При оценке качественной характеристики животных и их репродуктивной способности учитывать визуальную характеристику половых органов и их гистоморфологическое строение (по набору признаков).
Кроме того, результаты диссертационной работы могут быть использованы:
1. При морфофункциональной оценке репродуктивного качества, влияющего на снижение численности косули сибирской;
2. В учебном процессе для студентов, магистров, аспирантов ветеринарных и биологических специальностей.
3. При написании учебных пособий, монографий, справочных руководств и других видов научных публикаций, связанных с исследованием морфологических структур органов полового аппарата у животных дикой фауны.
3.3 Перспективы дальнейшей разработки темы
Дальнейшие исследования будут направлены на углубленное изучение причин патоморфологических изменений в репродуктивных органах у самцов и самок косули сибирской. Полученные результаты могут способствовать развитию андрологии, акушерства, гинекологии и биотехники размножения у диких промысловых животных.