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.