Как образуются яйца
У птиц они формируются в яичнике и яйцеводе. У взрослой самки птицы в яичнике находятся сотни незрелых половых клеток. К моменту яйцекладки половые клетки начинают расти, в них накапливаются питательные вещества и превращаются в желтки. Примерно раз за сутки зрелый желток попадает в яйцевод.
Желток продвигается по яйцеводу, в процессе на него наслаивается, выделяемый из желёз стенок белок. Далее, в предназначенном для этого отделе яйцевода готовое яйцо покрывается подскорлуповыми оболочками. В нижней части яйцевода находится матка, в которой яйцо находится около 19 часов, там же образуется скорлупа. После этого через клоаку оно выводится наружу. Стадия формирования может занимать разное время, в зависимости от вида птицы. Например, у кур это примерно 25 часов. Следующий процесс снесения начинается не раньше чем через полчаса-час после предыдущего.
Ядро.
Молодой ооцит содержит ядро с крупным ядрышком и диплоидным набором хромосом, т.е. хромосом у него столько же, сколько в любой другой клетке данного организма. Переход от диплоидного набора хромосом к гаплоидному (т.е. уменьшенному вдвое) набору происходит в результате мейоза. Гаплоидное число хромосом свойственно только гаметам.
У всех изученных яиц ядро окружено ядерной оболочкой, пронизанной порами, расположенными на некотором расстоянии друг от друга. У многих животных в яйце во время оогенеза образуется мембранная система, известная под названием annulate lamella: она возникает из ядерной оболочки.
Строение яйца птицы
Схема примерно следующая:
- Скорлупа
- Подскорлуповая оболочка
- Канатик (халазы)
- Белок
- Оболочка желтка
- Желток
- Зародышевый диск
- Воздушная камера (пуга)
- Кутикула
Строение такое сложное, потому что это своего рода капсула для развития птенца, которая должна сохранять необходимое тепло и поддерживать условия, необходимые для развития зародыша. Внутри создаётся среда, имитирующая естественные условия, в которых развиваются млекопитающие.
Куры леггорн: характеристика и экономические выгоды разведения
Рассмотрим подробнее все компоненты и химический состав яиц:
- Скорлупа — внешний и самый твёрдый слой. Химический состав яичной скорлупы: по большей части (почти 95%) она состоит из карбоната кальция и служит для защиты от внешней среды, помимо этого, в состав входит вода и органические вещества. При повреждении скорлупы зародыш погибнет.
- Подскорлуповых оболочек две. Они плотно прилегают друг к другу и самой скорлупе, покрывая белок. На тупом конце они расходятся, создавая воздушную камеру, которая пропускает газы, но не жидкость.
- Канатики работают как пуповина и помогают желтку оставаться в центре, удерживая его от перемещений.
- Белок — состоит из четырёх слоёв. Это градинковый внутренний слой, окружающий желток сеткой. Дальше он переходит в градинки, прикреплённые к подскорлуповым оболочкам. Они мешают всплытию желтка к скорлупе и помогают ему держаться. После этого идёт жидкий внутренний белок, окружённый внешним плотным и жидким слоями.
- Состав яичного белка следующий: в нём более 80% воды, 10% протеина и примерно 1% углеводов. В белке полностью отсутствуют жиры. Присутствуют в белке и витамины, преимущественно группы B. В составе белка элементы такие же, как в составе желтка, но их пропорции отличаются. А также белок содержит вещество лизоцим, фермент, который может убивать и растворять микроорганизмы.
- Желточная оболочка — это главная питательная среда для эмбриона в первые часы инкубации.
- Желток — это основной компонент, он занимает 1/3 веса, форма почти шарообразная. Именно в желтке накапливаются все необходимые зародышу полезные вещества и витамины.
- Состав яичного желтка следующий: в нём чередуются тёмные и светлые слои, тёмные более густые и содержат по большей части сухие вещества. Желток состоит из жидкой плазмы с желтковыми шариками. Шарики заполнены мелкими зёрнами, в которых содержатся протеины и жиры. Протеины составляют примерно 16% желтка, жиры — более 30%, а наполовину он состоит из воды. Все остальное это необходимые минеральные вещества, витамины и микроэлементы.
- Зародышевый диск — маленькое пятнышко красного или оранжевого цвета и есть диск, в котором развивается эмбрион. Располагается он всегда сверху.
- Воздушная камера — она находится на тупом конце, в пустом пространстве, образованном белком, отошедшим от скорлупы. Это даёт эмбриону запас кислорода в скорлупе пока он не вылупится.
- Кутикула — образуется в клоаке и защищает от инфекций, препятствует прохождению газов и влаги. При повреждении кутикулы яйцо начинает быстрее портиться.
Разновидности пород уток для домашнего разведения
РАЗНООБРАЗИЕ ЯИЦ
Также по теме:
ЭМБРИОЛОГИЯ
Яйца животных, принадлежащих к разным группам, крайне разнообразны по величине, форме и окраске; не меньшие различия наблюдаются и в количестве яиц, производимых разными видами. Так, зрелое яйцо морского ежа красного цвета, достигает 70–80 мкм в диаметре, и одна самка продуцирует миллионы яиц; самка комара откладывает от 100 до 200 яиц, а пресноводная японская рыбка оризия, или медака (Orysius latipes
), – всего 10–30. Величина и количество яиц мало зависят от размеров животного, а определяются в основном стратегией размножения.
См. также
РАЗМНОЖЕНИЕ.
Среди млекопитающих самые крупные яйца свойственны яйцекладущим – утконосу и ехидне. Диаметр яйца утконоса – 4,4 мм, ехидны – 3 мм. Зрелая яйцеклетка человека имеет примерно 100 мкм (0,1 мм) в диаметре, макака-резуса – 118 мкм, морской свинки – 76 мкм, кролика – 160 мкм, а мыши – 80 мкм.
Также по теме:
ЭМБРИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА
Величину птичьих яиц обычно оценивают по их массе (что точнее). Самое маленькое яйцо – всего 0,5 г – у колибри Trochilus colubris
, а самое крупное яйцо в современном животном мире – у страуса
Struthio camelus
: оно достигает 1400 г. Коренные жители Африки использовали скорлупу яиц страуса как сосуды для воды. Однако, по-видимому, самое большое яйцо принадлежало вымершей птице – эпиорнису (
Aepyornis
), жившему на Мадагаскаре; его емкость превышала 9 л. Яйцо курицы породы леггорн имеет массу 58 г. По форме яйца бывают сферическими, эллипсоидными, коническими и продолговатыми.
Число яиц в кладке тоже варьирует. Например, пингвины откладывают по одному яйцу, голуби – по два, куропатки – до 20 яиц в кладку.
Яйца дрозда синевато-зеленые. У домашних кур яйца бывают белые, желтые или различных оттенков коричневого. Сообщалось о породе кур, откладывающих сине-зеленые яйца. Размеры, форма и окраска яиц иногда варьируют у разных представителей одного вида.
Фолликулярные клетки.
У многих организмов яйцо бывает окружено слоем фолликулярных клеток, в цитоплазме которых имеются органеллы, сходные с органеллами ооцита. Пока ооцит развивается, цитоплазма фолликулярных клеток образует выросты, которые иногда смыкаются с микроворсинками ооцита. Функция фолликулярных клеток у многих животных остается неизвестной. Однако у таких насекомых, как стрекозы и плодовые мушки, фолликулярные клетки вырабатывают материал, используемый для формирования вокруг яйца вторичной оболочки.
Основные функции
Основными функциями яичек являются продукция тестостерона и формирование сперматозоидов. В медицине существует два вида функций – эндокринная и функция сперматогенеза. Тестикулы одновременно выполняют функцию органов внутренней секреции – формируют гормоны и выносят в кровь.
Эндокринная
Эндокринная функция яичек является внутрисекреторной, она заключается в образовании половых гормонов: тестостерона, андростерона, дигидротестостерона, дегидроапиандростерон, которые поступают непосредственно в кровь. Андрогены синтезируются клетками Ляйдига, лежащими в интерстиции между извитыми семенными канальцами.
Эндокринная функция яичек заключается в следующем:
- развитие мужского типа фигуры, к примеру, широкие плечи, грубый голос, физическая выносливость, крепкая мускулатура;
- формирование мужественного характера, активности, выносливости, стремления к лидерству, крепкой мускулатуры;
- регулирует уровень холестерина;
- отвечает за нормальный уровень сексуальной активности;
- развитие внутренних и наружных половых органов;
- развитие волосяного покрова.
Справка! На выработку тестостерона влияют не только половые железы, но и образ жизни мужчины – его питание, вес, физическая активность, состояние здоровья и экологический фактор.
Эндокринная функция яичек предшествует функции сперматогенеза, поскольку под воздействием половых гормонов происходит формирование работы половых органов.
Сперматогенез
Сперматогенез – это важный процесс, который отвечает за функцию деторождения и совершается у мужчин на протяжении всей жизни. В период полового созревания мальчиков происходит процесс развития половых клеток, который длится до самой старости.
Известны случаи, когда столетние мужчины становились отцами.
Сперматогенез состоит из четырех периодов:
- Размножение (осуществляется еще во внутриутробном периоде, представляет собой деление половых клеток после рождения и до момента полового созревания. По достижению полового развития часть клеток продолжает процесс образования новых клеток, вторая часть перемещается ближе к центру канальца).
- Созревание (биохимические процессы, которые участвуют в подготовке клеток к образованию сперматозоидов).
- Формирование (в сперматозоидах вырабатываются специальные ферменты, растворяющие оболочку яйцеклетки, что позволяет им проникнуть внутрь и осуществить процесс оплодотворения).
Сперматогенез длится 75 суток. Этот процесс является очень тонким на биохимическом уровне, чрезмерно чувствительным к воздействию неблагоприятных факторов, таких как:
- повышение температуры тела или температуры воздуха;
- хронические стрессы;
- прием гормонов, антибиотиков и прочих лекарственных препаратов;
- чрезмерное употребление спиртного;
- курение;
- малоподвижный образ жизни;
- длительное воздержание или злоупотребление половой жизнью.
ПАРТЕНОГЕНЕЗ
Многим беспозвоночным и низшим позвоночным свойственно партеногенетическое (девственное) размножение, т.е. их яйца могут развиваться без оплодотворения. (См. также
РАЗМНОЖЕНИЕ.) В некоторых случаях, например у рыб, для этого требуется предварительный контакт яиц со сперматозоидами особей другого вида: при этом происходит активация яйца (побуждающая его к дроблению), но не оплодотворение. Аналогичную активацию яиц (как беспозвоночных, так и низших позвоночных) удается вызвать в лабораторных условиях. Для этого используют такие способы, как укол иглой, смоченной кровью, выдерживание яиц при повышенной или пониженной температуре, либо в кислой или щелочной среде, либо в гипертоническом солевом растворе (т.е. в растворе с более высокой концентрацией солей, чем в клетке), либо в растворе стрихнина или сапонина. Если в результате таких воздействий удается получить диплоидный организм, то обычно это происходит за счет подавления одного из делений мейоза либо одного из первых дроблений яйца. Однако при искусственном партеногенезе далеко не всегда удается достичь полного развития нового организма – чаще всего развитие зародыша останавливается на ранних стадиях. Поэтому в большинстве случаев остается неясным, соответствуют ли эти искусственно вызванные процессы нормальному развитию. Показано, однако, что у морского ежа
Arbacia punctulata
активация яиц гипертоническим раствором, а именно морской водой с повышенным содержанием некоторых солей, индуцирует процессы, сходные с наблюдаемыми при оплодотворении.
Удалось также получить полное и массовое (из подавляющего большинства яиц) партеногенетическое развитие тутового шелкопряда, используя для этого различные физические (в частности, температурные) и химические воздействия. Оказалось, что при достаточно сильном воздействии на неоплодотворенные яйца в них происходит торможение мейотического деления, и в дальнейшем из таких яиц выводятся только самки. Такое же, но более слабое воздействие, не тормозящее мейоз, но активирующее яйца, приводит к развитию только самцов. Таким образом, с помощью искусственного партеногенеза можно не только культивировать этот вид, но и регулировать соотношение полов в разводимой популяции, что немаловажно, так как самцы продуцируют больше шелка, чем самки. Этот метод партеногенетического разведения тутового шелкопряда получил практическое применение.
Любопытные эксперименты были проведены на лягушках. Из яйцеклетки лягушки удаляли ядро и вместо него вводили ядро соматической клетки. Как уже говорилось, ядра всех соматических клеток, как эмбриональных, так и взятых от взрослого организма, содержат диплоидный набор хромосом, в отличие от ядра гаплоидных яйцеклеток. В серии таких экспериментов в ооциты шпорцевой лягушки (Xenopus laevis
) переносили диплоидные ядра из клеток бластулы, гаструлы или из головного мозга взрослой особи. Оказалось, что цитоплазма ооцита способна изменить характер активности пересаженного ядра, регулируя ее таким образом, чтобы она соответствовала активности цитоплазмы. В результате из ооцита с пересаженным диплоидным ядром может развиться взрослая лягушка.
См. также
КЛОНИРОВАНИЕ.
О яйце млекопитающих см
. РЕПРОДУКЦИЯ ЧЕЛОВЕКА.
ОПЛОДОТВОРЕНИЕ
Оплодотворение – многоступенчатый процесс. Он начинается со взаимодействия и последующего слияния яйца и сперматозоида, а завершается объединением двух наборов хромосом – одного от материнского, а другого от отцовского организма. При этом объединении не только восстанавливается диплоидное число хромосом, но и создаются новые генетические комбинации. Рыбы и многие земноводные выделяют сперматозоиды и яйца (икру) в воду, так что оплодотворение у них наружное, т.е. происходит вне тела животного; то же свойственно и многим морским беспозвоночным. У наземных беспозвоночных, а также у остальных позвоночных оплодотворение внутреннее, т.е. слияние сперматозоида с яйцом происходит в репродуктивной системе самки. См. также
РАЗМНОЖЕНИЕ.
Остается неизвестным, каким образом сперматозоиды данного вида вступают в контакт с яйцами своего, а не какого-то другого вида даже в тех случаях, когда самец выделяет сперму в обширные водные пространства. Как полагают некоторые исследователи, яйцо выделяет специфичное для данного вида вещество, привлекающее соответствующие сперматозоиды благодаря их способности к хемотаксису – движению по градиенту концентрации распознаваемого химического вещества. Некоторые сперматозоиды активно ищут яйцо, продвигаясь к нему с помощью длинного жгутика. У ряда беспозвоночных сперматозоиды перемещаются подобно амебам.
У многих животных сперматозоид проникает в яйцо в любой точке на его поверхности, но у насекомых и рыб – только через специальное отверстие (микропиле). По-видимому, сперматозоиды, способные проникнуть в яйцо в любом месте, делают это, размягчив участок яйцевых оболочек с помощью ферментов, содержащихся в их акросоме. (См. также
СПЕРМАТОЗОИД.) В результате непосредственного контакта сперматозоида и яйца их оболочки сливаются, образуя одну непрерывную оболочку, объединяющую эти две клетки.
На этой стадии процесса оплодотворения у очень многих животных происходит изменение поверхностного слоя яйца за счет того, что кортикальные гранулы, содержащиеся в цитоплазме яйца, быстро выделяют свое содержимое под яйцевую оболочку; выделенные вещества оводняются, увеличивая занимаемый объем, что приводит к отделению оболочки от цитоплазмы: между ними появляется т.н. перивителлиновое пространство, и, кроме того, изменяются свойства яйцевой оболочки. В итоге вокруг оплодотворенного яйца возникает благоприятная среда и создается препятствие для проникновения дополнительных сперматозоидов. Однако активность кортикальных гранул – не единственный фактор, ответственный за то, что у большинства животных в яйцо может проникнуть лишь один сперматозоид.
После того как сперматозоид попал в яйцо, оболочка его ядра распадается, а высвободившийся хроматин (вещество, из которого состоят хромосомы) оказывается в цитоплазме яйца и с этих пор находится под ее контролем.
Дальнейшие события могут протекать по-разному. Например, у морского ежа Arbacia
ядерная оболочка сперматозоида распадается сразу же после его проникновения в яйцо, и вслед за этим происходит дисперсия компактной массы хроматина. Затем хроматин вновь отделяется от цитоплазмы яйца в результате восстановления ядерной оболочки.
У некоторых животных ядра сперматозоида и яйца, оказавшись в общей цитоплазме, немедленно вступают в контакт; их оболочки сливаются, и образуется единое диплоидное ядро в единой клетке – зиготе.
У других животных, например у кролика, ядра сперматозоида и яйца сближаются, после чего обе ядерные оболочки разрушаются. Затем два гаплоидных набора хромосом выстраиваются в одну линию, так что зигота может начать делиться; диплоидное число хромосом в ней восстановилось.
После оплодотворения, наружного или внутреннего, начинается процесс дробления зиготы и развитие зародыша.
Причины уменьшения размера
Небольшие размеры текстикул — это сигнал того, что в организме мужчин происходят патологические изменения. Нормальный размер — 4-6 см в длину и 2,5-3,5 см в ширину. Уменьшение размеров у мужчин происходит по таким причинам:
- влияние вредных факторов в период внутриутробного развития;
- патологии развития беременности, в частности от того, что женщина употребляет разные лекарства;
- отрицательно воздействуют на ткань инфекционные патологии или аутоиммунные процессы (иногда иммунная система человека способна «поедать» ткани собственного организма, в том числе и яичек);
- травмы;
- вредное воздействие ионизирующей радиации;
- раковые процессы;
- синдром Кляйнфельтера или Шерешевского-Тернера (и другие наследственные болезни);
- гипотрофия или атрофия тестикул на фоне крипторхизма (от этого часто бывают маленькие половые органы);
- воспаление тестикул, варикоцеле и другие заболевания мужской половой сферы;
- бесконтрольный прием спортсменами анаболиков.
Истинное уменьшение размеров указывает на то, что ткани постепенно атрофируются. Соответственно, в них уменьшается выработка сперматозоидов и тестостерона. Указанные процессы отрицательно сказываются на фертильности и мужском гормональном балансе. Диагностируется заболевание с помощью пальпации (прощупывания). Врач делает выводы о болезни яичек только в случае комплексного обследования.
Опасность выраженной атрофии в том, что оно перестает вырабатывать достаточное количество гормонов, что отрицательно сказывается на здоровье. В отдельных случаях это является предпосылкой для рака.
Структура кожи
Схема строения кожи с одной стороны, простая, а с другой — сложная. В зависимости от того, как глубоко смотреть. Мы постараемся лаконично привести как можно большее количество информации о составе кожи человека. Вот схема:
- Эпидермис. Это верхний слой, который служит барьером от проникновения воды, бактерий, а также защищающий от других негативных факторов. Кроме того, он позволяет понять очень многое о состоянии внутренних органов. Например, при циррозе печени и гепатите внешние покровы становятся желтыми. Диагностическими критериями могут служить высыпания, шелушения и другие повреждения. Качество эпидермиса прямо зависит от состояния здоровья организма. Состоит он из пяти слоев:
- Базальный. Он является самым нижним слоем эпидермиса, который непосредственно контактирует с дермой. Задачи базального слоя просты — поддержание влажности (он содержит до 70% воды), а также регенерация клеток.
- Зернистый. Состоит из маленьких клеточек, которые очень плотно прилегают друг к другу. Задача этого слоя — выделение межклеточного жира и увлажнение кожи.
- Блестящий. Он бывает не везде, а лишь на стопах и ладонях. Задача этого слоя — предотвращать трение и износ покрова. Учитывая то, что именно эти части наиболее часто подвергаются неблагоприятным воздействиям, то без этого слоя мы бы раздирали руки до крови, если бы хотели подтягиваться или выполнять любую работу руками.
- Роговой. Ну и, непосредственно, самый известный слой эпидермиса, который выполняет много задач, и прежде всего, поддержание иммунитета. Роговой слой защищает кожу от внешних воздействий, таких как температура, бактерии или лишнее проникновение воды извне.
Шиповатый. Характерная его особенность — клетки, внешне похожие на шипы (отсюда и название). Шиповатый слой производит кератин, который необходим для придания покрову прочности и упругости. Этот белок выступает одним из главных строительных материалов этого органа.
Мы расписали строение кожи только в общих чертах, потому что на эту тему писались целые монографии. Копать можно до бесконечности, вплоть до органелл внутри клеток и их химического состава. Явно это лишнее.
Кроссы лучше породы?
Начиная со второй половины текущего столетия, процесс породообразования резко замедлился. В чем же причина этого явления? Оказалось, что более выгодно создавать не породы, а кроссы, или, вернее, сочетающиеся линии кур, при скрещивании которых благодаря эффекту гетерозиса (превосходство потомства над родительскими формами) достигаются наилучшие показатели продуктивности.
В настоящее время наиболее полная карта генов среди сельскохозяйственных животных составлена именно для кур. Определено, в частности, что в кариотипе (типичный для вида набор хромосом) курицы имеется 78 хромосом. А что же такое хромосома? Это один из элементов структуры ядра, состоит хромосома из ДНК (дезоксинуклеиновая кислота) и белка.
Каждый биологический вид характеризуется определенным числом и формой хромосом. Для генетиков и селекционеров куры являются отличным объектом по изучению вопросов наследственности, так как у них известны многие гены (их открыто более 50 пар), определяющие формирование различных качественных признаков, таких, как:
- форма гребня,
- окраска пера, кожи тела и ног,
- цвет скорлупы яйца,
- скорость оперяемости.
Каждый из названных признаков контролируется известной паров генов, и вывести желательных особей не составляет большого труда. Сложнее обстоит дело с такими важными в хозяйственном отношении признаками, как яйценоскость, масса и качество яиц.
Эти признаки имеют полигенную природу и обусловливаются многими генами. Общее количество таких генов и место их расположения в хромосомах остаются пока неизвестными науке. В то же время нельзя сказать, что современный генетик-исследователь или селекционер-птицевод блуждают в потемках, ощупью отыскивая желательные генотипы.
Первый этап в селекции
С одной стороны, многое дал мировой опыт разведения кур, а, с другой стороны, многое становится ясным по косвенным признакам, которые известны по генам-маркерам, или сигнальным генам. Знание характера наследования тех или иных признаков, их генетической и фенотипической обусловленности определяет первый этап успеха в селекции кур.
Второй этап в селекции
Второй этап связан с созданием оптимальных условий содержания кур и их полноценным кормлением. Только при таком сочетании можно выводить все более и более продуктивные линии, и кроссы домашней птицы.
В наш строгий рациональный век почти не осталось места не только для бойцовых и декоративных, но и для некоторых мясояичных пород кур. Эти породы в промышленном птицеводстве не могут конкурировать со специализированными яичными или мясными. Сейчас сохраняются и используются в птицеводстве лишь те породы и популяции, которые отличаются исключительно высокой продуктивностью.
Цитоплазма.
Ооциты содержат большое количество цитоплазмы, имеющей сложную структуру. В ней присутствуют множество митохондрий, необходимых для обеспечения клетки энергией; мембранная система эндоплазматического ретикулума и многочисленные рибосомы, на которых происходит синтез белка; комплекс Гольджи и лизосомы – ферменты последних осуществляют внутриклеточное переваривание и даже могут инициировать разрушение яйца.
В молодых ооцитах насекомых обнаружены также микротрубочки, которые, по-видимому, участвуют в движении цитоплазмы. В яйцах других беспозвоночных и у позвоночных они встречаются редко.
Помимо этого набора органелл, свойственных и другим клеткам, цитоплазма яйца во многих случаях содержит т.н. кортикальные гранулы, или тельца, которые у ряда животных играют важную роль в оплодотворении. Однако важнейшая ее особенность – наличие желтка, необходимого для питания зародыша.
Существует по крайней мере три возможных способа образования желтка. Во-первых, его могут продуцировать органеллы ооцита. Во-вторых, предшественники желтка, т.е. вещества, из которых он образуется, могут вырабатываться не в ооците, а в других клетках и поступать в ооцит путем эндоцитоза. Наконец, возможно сочетание этих двух процессов. См. также
КЛЕТКА.
Состав желтка
Желток – основная часть яйца, питательная среда для куриного зародыша. Его состав крайне важен, поскольку развивающийся цыпленок не имеет возможности получить необходимые вещества извне. На 100 г желтка приходится:
- 59.13 г жиров;
- 33.63 г белков;
- 0.66 г углеводов;
- 3.08 г воды;
- 3.51 г минеральных веществ.
В желтке высоко содержание жирных кислот – линолевой, линоленовой, олеиновой, пальмитолеиновой, пальмитиновой, стеариновой и миристиновой. Присутствуют витамины группы B, витамины D, D3, E и K, каротины. Минеральный состав включает селен, фосфор, железо, цинк, кальций, натрий, магний и калий.
Такой состав обеспечивает зародыш всеми необходимыми веществами для гармоничного развития.