Морфологічні і фізіологічні основи відтворення тварин. Штучне осіменіння

Модуль 1. Морфологічні і фізіологічні основи відтворення тварин. Штучне осіменіння.

Фізіологічна зрілість самців.

Статева та фізіологічна зрілість у самців наступає пізніше, ніж у самок.

Статеве дозрівання самців включає ріст статевих органів, появу статевих рефлексів та початок сперматогенезу. Першими ознаками процесу статевого дозрівання є поява у самців статевого потягу та парувального рефлексу, які з’являються, залежно від породи, у бугайців у 5–6-місячномувіці та рефлексу ерекції, що з’являється у7–9місяців.

Початок активного сперміогенезу, з появою у придатку сім’яника дозрілих сперміїв, припадає на 7–8,5місяців. Перша еякуляція у них проявляється у8,5–11місяців.

Протягом часу від першого статевого потягу до першої еякуляції відбувається ріст та розвиток прутня, його голівка звільнюється від препуція і набуває остаточної форми. Сім’яники у нього вже функціонують як орган з подвійною генеративною та ендокринною функцією.

Розвиток статевого інстинкту у самців супроводжується відповідними змінами їх екстер’єру.

Важливо запам’ятати і таке: від статевого дозрівання і до племінного використання плідника проходить певний відрізок часу, тим довший, чим пізніше починають використовувати самця. Доведено, що на час початку статевого використання бугаїв у віці 16–18місяців, кнурів – у віці11–12місяців у частини з них уже бувають різні статеві збочення, зокрема, онанізм, який викликає статеве виснаження плідників, що зберігається на все життя. У інших плідників, особливо у кнурів та баранів, розвивається імпотенція. При пізньому початку статевого використання у плідників важко виробляються рефлекси на штучну вагіну. Отже, як з фізіологічної, так і з господарської точки зору важливо правильно визначити час початку статевого використання плідника.

Таблиця 5

Строки статевого та фізіологічного дозрівання самців окремих видів тварин

1.3 Штучна регуляція статевого циклу.

Розмноження — складний комплекс реакцій на певні подразники, що виникають як усередині організму, так і надходять із зовнішнього середовища. Провідну роль у прояві функцій розмноження виконує центральна нервова система. Центри цієї регуляції розміщені в гіпоталамусі, де утворюються нейросекрети — фоліберин і люліберин. Ці нейросекрети в свою чергу стимулюють виділення передньою часткою гіпофіза гонадотропних гормонів — фолітропіну й лютропіну. Фолітропін спричинює ріст і розвиток фолікулів, лютропін — овуляцію, а також сприяє утворенню жовтого тіла на місці розірваного фолікула. Під впливом лютропіну в фолікулах яєчника утворюється значна кількість естрогенних гормонів, які зумовлюють тічку й статеву охоту (статева домінанта). У свою чергу гормон жовтого тіла прогестерон гальмує утворення в гіпоталамусі люліберину, в гіпофізі зменшується вироблення лютропіну, який знижує вироблення в яєчниках естрогенних гормонів. Прогестерон активує також нервові центри, пов'язані з материнством. Внаслідок цього тічка й охота припиняються — настає стадія статевого спокою. У разі запліднення самки цей спокій називаютьстадією материнської домінанти.

6. Парування— досить складний рефлекторний процес, у прояві якого спостерігається ряд статевих рефлексів. У здійсненні їх бере участь кілька аналізаторів: зоровий, слуховий, нюховий, смаковий, дотиковий. Парування здійснюється за наявності таких рефлексів: наближення, обіймального, ерекції, парувального, еякуляції (у самців) та овуляції (у самок).

Під час парування у корів, овець і кіз сперма самця потрапляє у піхву (піхвовий тип осіменіння), а у кобил і свиней — у матку (матковий тип осіменіння). Сперматозоони переміщуються статевими шляхами самки внаслідок скорочень м'язів цих органів. У свою чергу скорочення м'язів стимулює гормон задньої частки гіпофіза — окситоцин. Внаслідок скорочень м'язів матки, яйцепроводів сперматозоони швидко потрапляють у яйцепровід, де стикаються з яйцеклітиною. У корів сперматозоони досягають верхньої третини яйцепроводу протягом 2—4 хв, у овець — 6, у свиней — через 10—15 хв, у кобил — верхівки рогів матки в перші секунди після парування. У статевих шляхах самки сперматозоони живуть недовго: у корів і овець — 36—48 год, у свиней і кобил — 24—48 год.

У тваринництві широко використовується метод штучного осіменіння — введення сперми самці без спаровування її з самцем. Сперму від самця беруть на штучну вагіну і розбавляють спеціальними розріджувачами. Розбавлена сперма довго зберігається в замороженому стані за досить низьких температур і зберігає запліднювальну властивість. Таку сперму доставляють на пункти штучного осіменіння господарств, де нею можна осіменити значно більше самок, ніж при природному спаровуванні.

Штучне осіменіння дає можливість поліпшити племінні якості тварин, використовуючи при цьому досить цінних у порідному відношенні самців-плідників.

7. Запліднення- складний біологічний процес проникнення сперматозоонів у цитоплазму яйцеклітини, злиття їх ядер і утворення одноклітинного зародка — зиготи. Вибір оптимального строку осіменіння грунтується на вченні про статевий цикл, який включає тічку, охоту й овуляцію. Корів у середньому осіменяють через 10 год від початку охоти, свиней уперше через 15—20 год від початку охоти, кобил за 1—2 доби до овуляції.

Яйцеклітини самок ссавців мають кулясту форму, діаметр їх становить 0,1—0,2 мм. У центрі яйцеклітини розміщене ядро з гаплоїдним набором хромосом, навколо нього цитоплазма, де містяться гранули поживної речовини — жовтка, зовні цитоплазму оточують три оболонки: первинна — жовткова і дві вторинних — прозора (блискуча) і променистий вінець з фолікулярних клітин (рис. 6).

Яйцеклітини самок сільськогосподарських тварин живуть недовго. Через 6—10 год після овуляції вони гинуть, якщо не відбувається їх запліднення сперматозоонами. Під час овуляції яйцеклітина виходить з фолікула, потрапляє в лійку яйцепроводу і надходить у його канал. Рух яйцеклітини в бік рогів матки здійснюється завдяки скороченню м'язів його стінки і миготінню війок епітелію слизової оболонки. Запліднення здійснюється у верхній третині яйцепроводу. Сперматозоони, які проникають у яйцепровід, оточують яйцеклітину, їх акросоми виділяють фермент гіалуронідазу, з допомогою якого розчиняються оболонки яйцеклітини.

Крізь прозору і жовткову оболонки у цитоплазму яйцеклітини проникає тільки один сперматозоон (явище моноспермії). Хвіст при цьому відпадає, а голівка збільшується до розмірів ядра яйцеклітини.

Ядра (пронуклеуси) сперматозоона і яйцеклітини зливаються і утворюється зигота, з якої розвивається новий організм.

8. Вагітність— це фізіологічний стан самок від запліднення до народження плода. У кобил вагітність називається жеребністю, у корів — тільністю, у овець — кітністю, у свиней — поросністю. Вагітність буває первинна і вторинна; одноплідна і багатоплідна. Тривалість вагітності у самок різних видів тварин неоднакова (табл. 10).

Таблиця . Тривалість вагітності у тварин різних видів

1.4 Методи отримання сперми від самців

Хірургічні методи базуються на одержанні сперміїв із придатків сім’яників після смерті або кастрації самця. Відпрепаровані придатки сім’яників гомогенізують, розбавляють синтетичним середовищем і методом зсідання вилучають статеві клітини. Таким шляхом отримували сперму від диких баранів архарів – при виведенні породи архаро-меринос. У самців хутрових звірів і диких тварин придаток сім’яника проколюють голкою в ділянці його хвоста і аспірують спермії шприцом. Використовують також накладання фістул на канал придатка.

Піхвові методи полягають в одержанні еякуляту із піхви самки після статевого акту з плідником за допомогою губки, спеціальної ложки або піхвового дзеркала. Застосовують цей метод щодо жуйних і коней.

Губковий метод був розроблений І. І.Івановим. Стерильну губку вводять корнцангом у піхву корови, кобили або вівці під час статевої охоти і допускають коїтус із самцем. Після коїтусу губку виймають і витискують сперму рукою або спеціальним пресом у стерильний посуд із розріджувачем. При цьому частина сперміїв (близько 15 %) травмується, а частина – залишається в губці.

Для видалення еякуляту з піхви у кобил використовують піхвове дзеркало із жолобком на нижній бранші. Після коїтусу дзеркало вводять у піхву самки, розкривають бранші і трохи піднімають передній кінець. Сперма по жолобку дзеркала витікає в підставлену стерильну посудину. Ці методи досить легкі у виконанні, але потребують наявності самок у статевій охоті, супроводжуються значними втратами сперми і забрудненням її піхвовим секретом та мікроорганізмами, що зумовлює небезпеку поширеності заразних хвороб.

До Уретральних методів відносять методи мастурбації, спермозбирача, масажу ампул спермопроводів, фістульний, електроеякуляції та штучної вагіни.

Метод мастурбації був запропонований ще в 1780 році Ланцеро Спаланцані і до сьогодні широко використовується у відтворенні собак та хутрових звірів. Суть його полягає в механічному подразненні головки статевого члена рукою або спеціальним вібратором через шкіру препуція. Ця маніпуляція зумовлює ерекцію та еякуляцію. Виділення сперми прискорюється при знаходженні поблизу самця самки в статевій охоті.

Метод спермозбирача. Спермозбирач має форму трубки, один кінець якої закритий, а вільний – розтягнутий на міцному широкому кільці. Цей пристрій був сконструйований у 1931 році А. А.Зальцманом, В. К.Миловановим, І. М.Родіним для отримання сперми від жеребців і бугаїв. Спермозбирач можна використовувати як штучну вагіну або ж вводити його в піхву самки перед статевим актом.

В. Бєлявський запропонував спермозбирач із тонкої гуми, який одягають як презерватив на статевий член жеребця перед садкою. Але обидва способи не набули широкого використання через недостатню фіксацію на статевому члені і часті розриви спермозбирача.

Метод масажу ампулоподібних розширень і спермопроводів використовують для одержання сперми в бугаїв із хворими кінцівками, неповноцінними та збоченими статевими рефлексами. Застосував вперше цей метод Г. Кейз у 1925 році, а вдосконалили його Ф. Міллер і Е. Евенс.

Під час статевого збудження самця, коли спермії з каналу придатків сім’яників переміщуються в ампули сперміопроводів, протягом 2–3 хвилин трансректально проводять їх масаж і масаж міхурцеподібної залози. Осільки, еякуляція не завжди супроводжується ерекцією статевого члена, то для запобігання забрудненню сперми обов’язково перед одержанням її проводять дезінфекцію препуція. Сперму збирають у чисту склянку, підставлену до отвору препуція. Отримана таким способом сперма містить значну кількість секрету міхурцеподібної залози і має порушене співвідношення окремих компонентів плазми. Крім того, при грубому і невмілому масажі можливі травми спермопроводів і міхурцеподібної залози.

Фістульний метод. Уперше промежинну уретротомію для отримання сперми в бугаїв застосував І. В.Глумаков, а у 1936–1938 р. р. її широко використовував І. Животков на жеребцях. Фістулу накладають в ділянці промежини на 10–12 см нижче ануса шляхом уретротомії. Сперму отримують під час статевого акту, яка виділяється через фістулу. Цей метод використовують лише для наукових досліджень, оскільки для умов виробництва уретротомія є операцією, яка часто ускладнюється дерматитами та некрозами тканин промежини і утворенням уретростоми. Крім того, оперованого жеребця неможливо використовувати в подальшому для природного осіменіння, а при отриманні сперми з використанням самки в статевій охоті не виключається перенесення статевим шляхом інфекційних хвороб.

Метод електроеякуляції застосовують для одержання сперми від баранів, бугаяїв та самців птахів. Основою цього методу є подразнення центру еякуляції спинного мозку та м’язів спермопроводів і статевих залоз електричним струмом. Для стимуляції розроблені спеціальні прилади – електроеякулятори, які працюють на змінному або синусоїдальному струмі малої сили (1,5–2 мА) і низької напруги (4–8 В). Електроди розміщені на зондах різних розмірів – залежно від виду тварин і типу приладу або у вигляді кілець на пальцях акушера. Зонд або руку вводять у пряму кишку, яку попередньо звільняють від калових мас, і розміщують над ампулами спермопроводів. Виконуючи періодично електричну стимуляцію тривалістю 3–5 с, викликають еякуляцію. Сперму збирають як і при масажі ампул спермопроводів. Як правило, отримують її у великому об’ємі, але з малою концентрацією сперміїв.

При отриманні еякуляту від півнів один електрод у вигляді добре відшліфованого наконечника вводять у клоаку, а другий (голчастий) – в епідерміс шкіри в ділянці поздовжньої кістки.