研究畜禽正常生命活动及其规律的科学。是生理学的一个分支,兽医学的理论基础之一。家畜生理学不仅是一门理论学科,其研究成果可指导畜牧兽医实践。家畜生理学属正常生理学范畴,为病理生理学的依据,是判断异常或病理现象的基础。形成这一学科的知识来源有几个方面:①畜牧兽医实践中长期观察累积的畜禽生理现象资料;②生理学、生物化学用实验动物,如犬、猫、兔、鼠、牛、羊和猪等研究所累积的大量实验结果,构成知识的主体部分,是动物生理学的共性部分:③针对某些家畜的生理特点,特别是具有经济意义的反刍动物复胃消化和牲畜的繁殖等进行研究的成果,它构成学科的特点部分;④测定畜禽的各项生理常值,阐明其正常范围,为兽医临床提供依据。
发展简史 自古以来人类驯养家畜和畜病防治等实践为家畜生理学提供了知识。人类为了本身的健康和繁衍,医学研究的开展始终随着工农业的发展而处于优先的地位。西欧在16世纪以后产业进一步发展的结果,迫切要求发展科学技术,科学研究提倡实验的方法,并主张分门别类的研究,生理学逐渐形成和发展起来。英国哈维(William Harvey,1578~1657)以动物活体解剖实验方法于1628年出版《论心脏和血液的运动》,标志着近代生理学的诞生。19世纪中叶起,利用动物实验方法在生理学各个领域做了大量实验,奠定了血液循环、呼吸、消化、排泄、神经、内分泌、生殖、肌肉、代谢等各系统近代实验生理学的基础。在器官生理学的研究中多用实验动物如犬、猫、兔、豚鼠等,甚至用它们的某一器官或组织来探讨人体的某些生理功能。这些内容构成了家畜生理学的骨架。自19世纪末叶,家畜生理学的研究渐渐集中在消化和生殖与畜牧生产紧密相关、发病率最高的领域,如反刍胃运动的模式,草食动物的微生物消化,消化道气体的产生和排放,精子活力的鉴定,排卵的时间和规律,乳汁的生成和排放等,使家畜生理学有了更大的发展,逐步形成一门独立的学科。
近代生理学传入中国是在20世纪初年,英国《哈利伯顿氏生理学手册》(Halliburton's Handbook of phy-siology)的中译本问世,对中国生理学研究和发展有很大促进作用。家畜生理学传入中国比生理学晚,到20世纪20年代末大学兴办畜牧兽医系后,家畜生理学作为一门独立课程讲授,依靠欧美、日本等国家畜生理学专著或编写讲义,或者借用医学院校教材。到50年代末才出版内容较丰富的中文家畜生理学专著,从事家畜生理的研究人员也日渐增多。1959年北京农业大学设立了动物生理生化专业。1988年中国畜牧兽医学会成立了动物生理生化研究会,推动着家畜生理学这一学科的发展。
研究对象 研究对象主要是已驯养的畜禽,有牛、马、羊、猪、犬、猫、鸡、鸭和鹅等。更广义些则包括豢养的其他哺乳动物和鸟类:如经济动物中的毛皮用海狸鼠、蛋用鹌鹑和肉用火鸡等,观赏动物中的熊猫和鹦鹉, 实验动物中的猴、大鼠、小鼠和家鸽等。
畜禽是由各器官系统构成的完整统一体。体内的任何个别器官系统的生理活动,都与其他生理活动保持着复杂而精确的联系和互相制约的关系,适应于畜禽当时的整体生理活动的情况。畜禽体内的任何器官系统生理活动实质上是整体生理活动在局部的反映和表现。畜禽体各器官系统的生理活动是以构成这些器官系统的细胞及其内部的物质分子的生物学特性为基础,这些特性又决定于细胞及其内部物质分子的化学组成、微观结构,以及它们内部所发生的各种生物化学和生物物理变化。
研究对象应该包括以下三个不同的水平:①分子和细胞生理学,即研究细胞及其物质分子的结构与功能的关系,以及它们内部所发生的各种生物化学变化和生物物理变化的过程和规律。②器官和系统生理学,即研究各器官系统所表现的各种特殊生理活动的过程和规律,以及它们之间的相互关系。③整体和环境生理学,即从畜禽的整体观点出发,研究机体对全部生理活动的调节、整合过程和规律,以及机体与生活环境的辩证统一关系。生理学的研究应该以②③两项为主要对象。
研究内容 包括基本内容和衍生的分支学科。
基本内容 研究畜禽生命活动的各个方面:包括血液、血液凝固、血型、淋巴、循环、心血管系统的活动及其调节、呼吸、消化、吸收、物质代谢、能量代谢、维生素、矿物质、骨、水和电解质与酸碱平衡、肾泌尿、皮肤和被毛、骨骼肌和运动、中枢神经系统与外周神经系统的活动、内分泌腺与激素、雄性生殖功能、雌性生殖过程、泌乳和哺乳、体温调节与环境因子的影响、视、听、味、嗅及平衡觉、行为表现和调教等等。虽然由于学科的发展,其中有些内容,如物质和能量代谢、矿物质和维生素等, 已属于生物化学和营养学的内容,家畜生理学直至20世纪80年代仍保留这些生理化学内容以维持其系统性。
分支学科 家畜生理学的研究工作由于理论和畜牧兽医实践的需要,随着物理学、化学及生物学的迅速发展,有了很大的进展。因而它所包括的内容逐渐形成若干独立的新学科。
家禽生理学(禽类生理学) 由于养禽事业的发展,结合禽类的生理特点,着重研究禽类的生命活动和规律。传统的家畜生理学都包括家畜生理的内容。1954年美国出版了第一本禽类生理学(Avian Physiology),以后的版本内容又有充实。
反刍动物消化生理学 重点研究反刍动物胃结构和功能特点,乳牛消化、营养、代谢。
家畜生殖生理学 研究家禽生殖器官的发生、结构和生殖过程中生殖细胞的形成、交配、受精、妊娠、分娩等环节,以及内分泌腺的作用,生殖功能的调节。生殖在家畜方面的研究是家畜生理学中研究较为广深的部分,往往对生殖生理的理论和实践起推动作用,例如绵羊分娩机理的研究结果比用任何其他哺乳动物,包括人类的更为深入。在20世纪50年代就出版了家畜生殖生理学的专著。
家畜行为学 是一门新兴边缘学科,主要运用生理学、生态学、心理学、遗传学等多种学科的研究成果和基本理论,来研究不同饲养管理状态下家畜的行为及其相互关系的客观规律。
泌乳生理学 20世纪40年代后期泌乳研究有了较大的开展,研究乳腺的结构、发育和调节以及乳腺分泌中营养物质的生物合成和排乳激素等。
兽医内分泌学 研究内分泌各种物质、化学结构、性质、功能和作用机制及分泌机制、腺体活动的调节。内分泌学在医学虽早已成为独立的学科,对家畜的多种激素也较早地认识其本质,但是由于研究成果的积累不够,到1969年才有兽医内分泌学的专著问世。
研究方法 在器官水平的生理学中,所用的动物实验方法主要有急性实验和慢性实验两类。急性实验是在麻醉或破坏大脑的条件下,使动物静止不动,然后解剖动物,暴露某种器官,给予各种刺激,进行观察,记录和分析;或者将某种器官从动物体内取出,使它在体外能短时期存活,以便进行实验研究。前一种为活体解剖实验法,后一种是离体组织、器官实验法。这两种方法都只能在短时间内进行实验观察,所以统称急性实验。其优点是操作比较简单,实验条件较易掌握,对器官能够直接进行细致的实验观察,而且容易了解该器官本身固有的生理活动规律; 而缺点在于切断了体内体外多种因素的作用与联系,有时不能完全反映该器官在整体正常生活中的正常活动情况。慢性实验是先在无菌条件下给健康动物做手术,暴露出要研究的器官, 如胃肠做成瘘管, 有管腺体造成输出管引流、神经系统或肌肉内埋藏电极, 摘除或破坏某一器官, 待手术痊愈后, 在尽可能接近正常生活的条件下, 进行长期的观察和分析。其优点是实验结果能较好地反映该器官在整体正常生活中的活动情况, 但实验条件比较复杂, 也不便分析多种因素各自的具体作用。
20世纪50年代以来, 由于分子生物学和生物控制论的渗透以及现代基础科学和新技术的大量引用, 使生理学的研究范围向深度和广度发展。一方面是向微观方向发展, 深入到细胞、亚细胞和分子领域。现在已经用细胞培养、生物电子技术、电子显微镜、组织化学定位、同位素示踪、光谱分析、X光衍射和多种医学诊断用的近代仪器等, 从微观水平上观察、分析和阐明生命活动的基本过程和规律。另一方面是向宏观方向发展, 研究畜禽个体的整体活动, 群体活动和环境与生态对其生理活动的影响。现在已采用遥控、遥测、体表无创检测和音像录制技术, 无惊扰地研究畜禽在自然条件下的生命活动规律。自从控制论和电脑技术的应用, 系统分析, 数学模型, 物理及化学模拟等控制论方法与电子计算机相结合, 正在使生理学从主要是定性的科学,向着更加精确的定量方向发展,这也预示着家畜生理学的前景。
家畜生理学作为一门理论学科, 力图阐明畜禽生命活动的规律及其机理。从比较生理学的角度它充实了进化中生理功能的发展和演变, 从畜牧学的角度它的新发现起着推动和指导畜牧实践的作用。例如20世纪40年代张明觉发现兔精子的获能作用之后, 才可能有体外受精和“试管胎儿”的创举; 在了解反刍动物瘤胃微生物的消化特点之后, 才有补给非蛋白氮(如尿素)加强营养以增产的设想和实践。从兽医学的角度它明确了生理功能正常的尺度, 直接用于诊断, 做为判断疾病和预后的依据。例如了解血液的生理特点之后,才能有补液、输血、制备血清、分离和纯化抗体、确定药效等兽医医疗措施。这一学科的发展趋势仍然是按照畜牧兽医实践的需要, 以消化、营养和生殖生理为主, 兼顾其他器官生理功能的研究。在各器官生理有了宏观认识的基础上, 向细胞水平深入, 目的是阐明生理机制。又由于畜禽现代化的集约饲养管理, 也必然注意到群体生活中个体生理变化的特点。