Способы искусственного осеменения животных

Введение.

Предложение И. И. Иванова (1899) использовать искусственное осеменение как метод массового улучшения качества сельскохозяйственных животных является самым крупным открытием в области животноводства после приручения и одомашнивания животных.

И. И. Иванов назвал свой метод “искусственным оплодотворением” (плодотворение), однако уже в то время в связи с открытием метода искусственного вызывания дробления яйца без спермиев (Тихомиров) возникла необходимость в разграничении этих понятий. Со временем в обиход вошли термины “естественное и искусственное оплодотворение”, т. е. творение плода путем воздействия на яйцо, и “естественное и искусственное осеменение” для обозначения метода введения спермы в половые пути самки.

Вначале искусственное осеменение применялось как метод лечения бесплодия. Но уже тогда И. И. Иванов доказывал, что для широкого использования метода искусственного осеменения “…необходимо вывести его из узкого круга лечебных средств бесплодия”. Он подчеркивал, что лечение бесплодия не является основной задачей искусственного осеменения; “…его задача, - писал И. И. Иванов, - определяется теми широкими перспективами, которые открываются с разработкой техники искусственного осеменения для дела улучшения пород домашнего скота, притом с наименьшей тратой времени и денег”.

Искусственное осеменение животных применимо при всех методах разведения и всех видах скрещивания сельскохозяйственных животных.

Искусственное осеменение позволяет в короткий срок изучить производителя, получить от него огромное количество приплода и путем отбора и подбора усилить и закрепить полезные качества животных.

1. Значение учения о типах естественного осеменения для теории и практики искусственного осеменения.

Процесс оплодотворения - процесс соединения (слияния) воедино женской (яйцеклетки) и мужской (спермия) половых клеток.

Появление оплодотворения, вероятно, следует отнести ко времени появления полового размножения, хотя у некоторых бактерий им можно условно считать процесс конъюгации - обмен между клетками участками наследственной информации.

Существует внешнее и внутреннее оплодотворение.

При внешнем оплодотворении зародышевые клетки самца и самки выделяются во внешнюю среду, где и происходит их соединение (оплодотворение). При таком типе оплодотворения развитие полученной зиготы (одноклеточного зародыша - результата соединения яйцеклетки и спермия) продолжается чаще всего во внешней среде.

При простейшем типе внешнего оплодотворения участие родительских организмов сводится только к производству гамет и выбрасыванию их во внешнюю среду. При таком типе оплодотворения у животных (пресноводных гидр, морских гидромедуз, иглокожих, круглых и кольчатых червей, многих моллюсков) отсутствуют специальные органы и приспособления организма, способствующие встрече половых клеток, не наблюдается нервно-гуморальная регуляция поведения животных, а также отсутствует явление осеменения.

Первым этапом становления процесса осеменения можно считать рефлекс массового скопления самцов и самок в ограниченном пространстве перед выделением их половых продуктов. Яркий пример такого процесса наблюдается у костистых рыб - самки мечут икру, которую самцы "поливают" спермой. Некоторые круглые черви отличаются еще более тесным массовым осеменением, когда десятки особей свиваются в тугой клубок и смешивают свои половые продукты. Но при этом еще отсутствует спаривание, а имеет место массовое смешение половых продуктов многих особей. Следующим этапом в развитии осеменения следует считать появление спаривания. Примитивная форма спаривания - без совокупления - наблюдается при попарном сближении самца и самки после сложных и длительных рефлексов ("игры"), после чего самка откладывает икру, а самец тут же поливает ее молоками.

Но уже у рыб и амфибий наблюдаются переходы к наиболее сложным и совершенным формам осеменения, как например, сближение анальных плавников самца и самки и образование осеменительной камеры, и даже введение спермы в половые пути самки, т.е. совокупление.

Еще совершеннее этот процесс у акуловых рыб, некоторые из которых после внутреннего оплодотворения вынашивают детенышей наподобие млекопитающих с образованием плаценты и желтых тел в яичниках. Это развитие усложненных форм осеменения сделало возможным расселение животных в воздушной среде, ибо только непосредственное соединение половых отверстий самца и самки и переход спермиев непосредственно из организма самца в организм самки сделал возможным размножение животных вне водной среды.

У млекопитающих, в связи с эволюцией внутреннего осеменения, выработались специальные органы, обслуживающие процесс осеменения.

У самцов такими органами являются придаток семенника, служащий местом накопления спермиев, придаточные половые железы (предстательная, луковичные и пузырьковые), секреты которых увеличивают живучесть спермиев и облегчают процесс совокупления, и пенис, представляющий собой канал для прохождения спермиев.

У самок к таким органам относятся матка, рога матки, шейка матка, влагалище, преддверие влагалища и клитор.

При внутреннем оплодотворении соединение половых клеток происходит внутри специального органа самки (у млекопитающих в яйцеводе). Дальнейшее развитие полученной зиготы происходит либо во внешней среде (птицы), либо внутри самки, чаще внутри специального органа - матки (у млекопитающих). Во втором случае зиготе совсем не обязательно накапливать в цитоплазме большое количество питательных и пластических веществ, которые он может потреблять из внутренней среды матки, или через специальное образование - плаценту. Они же могут поставлять зародышу на определенных этапах и часть регуляторных веществ, необходимых для правильного формирования зародыша. В таких условиях эмбрион становится зависим от условий внутренней среды матки.

Все сельскохозяйственные животные имеют внутреннее оплодотворение и требуют осуществления полового акта, или совокупления (копуляции, коитуса) - сложного физиологического процесса взаимодействия двух разнополых организмов, при котором половой член самца вводится в половые пути самки. Характер полового акта определяется физиологическими особенностями строения полового аппарата самки и самца. Особенности строения половых аппаратов самца и самки определяют также место изливания спермы в половых путях самки, определяя, таким образом, тип естественного осеменения самок.

Коровы, овцы и козы характеризуются относительно малыми размерами матки, свиньи и кобылы - объемной маткой и длинными рогами матки. Это определяет то, что коровы, овцы и козы имеют влагалищный тип естественного осеменения, т.е. сперма вводится в области свода влагалища, как можно ближе к шейке матки . Шейка матки при этом выполняет всасывающую роль, а также служит местом промежуточного хранения спермиев. Общий объем семени у самцов этих животных невелик (3-10 мл у быка, 1-2,5 мл у барана), но характеризуется высокой концентрацией спермиев (0,8-1,3 млрд. сп/мл у быка, 2-6 млрд. сп/мл). У быков, баранов и козлов из-за отсутствия необходимости в больших объемах спермы придаточные половые железы развиты недостаточно. Продолжительность полового акта короткая: у крупного рогатого скота - 4-8 сек, у мелкого рогатого скота - 2-5 сек.

Свиньи и кобылы имеют маточный тип естественного осеменения, т.е. сперма вводится непосредственно в матку. Шейка матки у самок при этом не обладает всасывающими функциями, но имеет складки для продолжительной фиксации пениса самца. Общий объем спермы при этом достигает у хряка 150-500 мл, а концентрация низкая (у хряка - 0,1-0,4 сп/мл). Такие животные имеют хорошо развитые придаточные железы, продукты которых "застывают" в виде саговых зерен, закупоривая, таким образом, шейку матки. Продолжительность полового акта, из-за больших объемов изливающейся спермы, значительно увеличена - у хряка 7-12 минут.

Знание особенностей типа естественного осеменения позволяет правильно выбрать методику и способ искусственного осеменения. У взрослых коров сперму вводят непосредственно в шейку матки, направляя пипетку или катетер для искусственного осеменения в ее канал. У телок сперму вводят как можно ближе к влагалищному отверстию шейки матки. У овец и коз, из-за узкого строения шейки и наличия множества "кармашков" в шейке сперму вводят во влагалищную часть шейки матки на возможно доступную глубину погружения пипетки, контролируя этот процесс с помощью влагалищного зеркала.

У свиней катетер для искусственного осеменения вводят непосредственно в матку, а сперму вводят путем естественного ее истечения из флакончика.

2. Методы искусственного осеменения коров.

2. 1. Оптимальное время и кратность осеменения

Выбор сроков осеменения самок - один из наиболее важных факторов при организации и проведении искусственного осеменения. Оптимальным сроком осеменения является период, наиболее благоприятный для встречи спермиев с яйцеклеткой.

При выборе срока осеменения при искусственном осеменении играют роль три фактора:

Во-первых, способность яйцеклетки к оплодотворению довольно ограничен (приблизительно 5-10 часов). После этого яйцеклетка стареет, что уменьшает ее вероятность слияния со спермием и увеличивает вероятность ненормального развития и гибели. Это обстоятельство определяет то, что спермии к моменту овуляции яйцеклетки должны уже находится в