На протяжении всей истории мы использовали животных в пищу, их шерсть и шкуры для изготовления тканей, а также запрягали их для перевозки грузов. В последнее время животные используются все более изощренными способами и возникла необходимость внедрения направления биотехнологии в животноводстве.
По мере того как способы, которыми мы используем животных, становятся технически более сложными, меняются навыки, необходимые тем, кто использует их и ухаживает за ними. Требуется все больше и больше квалифицированных специалистов по животным, многим из которых требуются обширные знания ветеринарной, микробиологии и вопросы, связанные с использованием животных, обслуживанием и благосостоянием. Наука биотехнология включает специалистов по животным.
Биотехнологические разработки в животноводстве
Селекционное разведение исторически производило большую часть наших продовольственных культур и домашнего скота. Биотехнология в животноводстве предоставляет все более изобретательные способы отбора желательных признаков, чему способствует генетический отбор и искусственное осеменение по количественному признаку, генетические манипуляции и клонирование.
За последнее столетие население мира выросло примерно с 1,8 миллиарда до более чем 7,8 миллиардов человек. По данным Организации Объединенных Наций, к 2050 году это число достигнет 10 миллиардов. По мере того как с ростом мирового населения возрастает потребность в увеличении сельскохозяйственного производства, мотивация к улучшению сельскохозяйственных видов становится все сильнее.
В то же время растет потребность в снижении воздействия животных на окружающую среду, производство, сокращение отходов и побочных продуктов. Представляется вероятным, что в будущем сельскохозяйственная практика будет в большей степени опираться на биотехнологию в животноводстве для оптимизации производства.
Применение биотехнологии в животноводстве для производства и содержания скота обещает более питательное и недорогое мясо и рыбу, позволяя увеличить производство (молоко, яйца, мясо, шерсть) с меньшими затратами (еда). Увеличение мышечной массы при одновременном уменьшении жира у крупного рогатого скота и свиней уже давно является целью животноводства.
Биотехнология в животноводстве улучшила генетический состав стада, допуская отбор с гораздо большей скоростью, чем было раньше на одну самку, которая производила только одного теленка или несколько поросят в год.
Та же технология, используемая для оптимизации сельскохозяйственной продуктивности в животноводстве, также позволяет генетически манипулировать видами животных для получения фармацевтических белков, клинически значимых моделей или источников органов или тканей для ксенотрансплантации.
Диапазон потенциальных применений этого высокотехнологичного лабораторного сельского хозяйства с помощью биотехнологии в животноводстве улучшается.
Широкое развитие получило терапевтическое клонирование в мире. Биотехнология в животноводстве привела к успеху в клонировании свиней с генетическим составом, позволяющим ксенотрансплантацию человеку клеток поджелудочной железы, секретирующих инсулин, — первый шаг в разработке лечения пациентов с диабетом 1 типа.
Развитие аквакультур
Биотехнология применяется как в сельском хозяйстве, так и в аквакультуре. Растущий потребительский спрос на морепродукты и уменьшающиеся природные запасы привели к росту аквакультуры. Около трети всего потребляемого продукта из рыбы и моллюсков производится с помощью генной инженерии. Это представляет собой глобальный рынок примерно в 50 миллиардов долларов, с ежегодными темпами роста около 10%.
Исследования генетически модифицированных водных организмов, как правило, концентрируются на повышении роста, устойчивости к стрессам и болезням, а также стерильности (необходимой для контроля воздействия случайного выброса генетически модифицированных организмов в окружающую среду), а также на производстве природных защитных соединений для борьбы с микробными инфекциями.
Особенно велик экспорт аквакультур таких стран, как Китай, Индия, Япония, Индонезия, Таиланд, Бангладеш и Вьетнам. Трансгены также использовались у видов рыб, таких как рыбки -зебры, для создания клинически и научно значимых моделей или путем включения репортёрных генов для использования в качестве биосенсоров.
Последствия клонирования для благополучия сельскохозяйственных животных подчеркивают настоятельную необходимость соответствующей подготовки ученых, которые могут оценить и удовлетворить особые потребности животных, полученных путем клонирования. Эти последствия могут быть просто вследствие большей эффективности, достигнутой животными, или аномалий, порожденных процессом клонирования. Этот принцип в равной степени справедлив для всех генетически модифицированных видов животных.
Здоровье животных: растущая проблема
20 крупнейших мировых компаний по охране здоровья животных фиксируют несколько миллиардов долларов международных продаж продуктов для здоровья животных, и примерно 500 миллионов долларов было потрачено на исследования и разработки. Применение биотехнологии в обеспечении благополучия скота и борьбе с болезнями может принести пользу здоровью и производству скота, не говоря уже о помощи в предотвращении или контроле воздействия на вспышки болезней. С помощью биотехнологии в животноводстве возможна ранняя диагностика многих заболеваний, и портативные диагностические тесты могут быть созданы на месте, чтобы обеспечить ускоренное лечение или другие профилактические меры, сдерживающие распространение болезни. Это имеет огромное значение для борьбы с ящуром, блютангом, бруцеллезом, болезнью Ньюкасла (псевдочума птиц), респираторными заболеваниями птиц и множеством других экономически важных инфекционных заболеваний.
Мировой рынок кормов для домашних животных и ухода за ними в 2020 году составил около 65 миллиардов долларов, и показывает продолжающуюся тенденцию к росту по мере увеличения популяции домашних животных во всем мире. Расходы на одно животное, рост продаж специализированных кормов с поправкой на здоровое питание, а также растущее использование готовых кормов для домашних животных и других средств по уходу за домашними животными также способствуют росту мирового рынка ухода за домашними животными.
С ростом общей численности собак и кошек (на долю которых приходится 70% продаж) и увеличением продаж рынок кормов для домашних животных, по-видимому, находится в удивительно здоровом состоянии. Успех индустрия кормов для домашних животных является обнадеживающим показателем для будущего развития биотехнологии в животноводстве.
Применение биотехнологии в животноводстве является своевременным для ряда целей, включая производство желаемых продуктов питания, мониторинг и уход за здоровьем животных, а также минимизация отходов, хотя основным мотивом является увеличение доли рынка в этой быстрорастущей отрасли.
