1精子和卵子发生的场所 家畜精子的发生是在睾丸的曲细精管内完成的,曲细精管的管长50~80cm、直径100~200nm,在曲细精管的管壁上,由外向内依次排列着精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、精子细胞和精子,不断进行着生殖细胞的增殖和源源不断地产生着精子。卵子的发生场所除了卵巢以外,输卵管也与卵子的成熟有关,因为从卵泡中排出并离开卵巢进入输卵管的还不是成熟的卵子,例如,犬和马排出的还是初级卵母细胞,猪、牛和绵羊排出的仅是次级卵母细胞,是减数分裂Ⅰ刚结束所产生的细胞,它们的减数分裂还没有全部完成,而是在受精的同时完成减数分裂Ⅱ,这个过程以及受精卵的早期分裂在输卵管里进行。 2精子和卵子的发生所需时间 雄性家畜从进入初情期(性成熟的开始阶段,但第一次发情和排精不易判断)后便开始产生精子,精原细胞一旦开始进行精子的发生过程,便连续不断地顺序推进,直到成熟精子产生才结束,历时约两个月时间。卵子的发生则是断断续续进行的,家畜在胚胎性别分化时,卵原细胞便开始减数分裂了,只是仅进行到减数分裂Ⅰ的前期便停了下来,直到出生后发育到初情期(性成熟的开始阶段,将第一次发情和排卵)才“苏醒”而继续分裂。许多动物例如猪、牛和绵羊等动物在排卵前己完成减数分裂Ⅰ,形成一个大小与初级卵母细胞相似的次级卵母细胞和一个第一极体,排卵后来到输卵管继续准备分裂,但只到减数分裂Ⅱ的中期又停了下来,如果没有精子进入激活的话,这减数分裂就不会进行到底。如此看来,卵子发生的时间跨度要比精子发生的时间长得多,例如牛从减数分裂开始到第一次排卵,需15个月左右,如果算到最后一个卵子排出时则要几年时间。 3精子和卵子发生的起始数量 这里的起始数量指的是发生成精子、卵子的精(卵)原细胞的数量。精子的发生是逐个进行的,而卵子的发生则是一起开始的。雄性家畜进入初情期后,每天睾丸的曲细精管中会产生出几千万甚至几亿个精子,尽管每一秒钟均可在睾丸的每个小叶的每条曲细精管中找到分裂着的细胞,但所有精原细胞的行动并没有统一的步伐(当然,同一精原细胞产生的若干初级精母细胞及这些初级精母细胞继续进行的减数分裂是同步的),在初情期到生殖机能衰退这段漫长的时间,每时每刻都有大量的精原细胞开始进入减数分裂的过程。但卵子发生的起始情况却大不一样,雌性家畜(狗例外)在胚胎性别分化到出生前这段时间里,一生中所有分裂的卵原细胞,全部在这个时间段里先通过有丝分裂增加数量,后进一步演变成减数分裂Ⅰ前期的初级卵母细胞,初级卵母细胞被卵泡细胞包围形成卵泡后停滞发育。上述过程从出生后到生殖机能衰退的这段时间里是不会重复发生的,而代之以卵泡逐个发育成熟。 4精子和卵子的发生可能 与精子的发生比较,卵子的发生则概率很小。精(卵)原细胞若是进行减数分裂,能否都产生成熟的精子或卵子呢?由于家畜精子寿命短,有受精能力的时间才1~2d,而且在雌性生殖道内又要逆流向前游动才能到达输卵管壶腹后段才能受精。另外,一旦母畜发情,随时要交配,因此雄性家畜产生的精子数量是巨大的。从这个意义上说,每个精原细胞都有机会产生成熟的精子,确切地说,初级精母细胞是出现一个分裂一个。而卵子的发生过程却不同,虽说所有卵原细胞都有几乎相同的幵始,但最终能否产生成熟的卵子,至少还必需过两道关:第一关是其所在的卵泡是否能顺利发育为成熟卵泡进而排卵入输卵管。事实上有很多的初级卵泡根本就没有机会发育,或在发育过程中退化了或形成了闭锁卵泡。母牛刚出生时,每侧卵巢大约有15万个卵泡,但真正能发育成熟并排卵的卵泡只有200个左右;第二关是卵母细胞在输卵管内发育到了减数分裂Ⅱ中期的次级卵母细胞后,能否遇到精子。精子进入才能刺激其继续完成减数第二次分裂,产生一个成熟的卵细胞,否则过段时间次级卵母细胞就会消亡。以牛为例,一生中排入输卵管的卵泡有200个左右,但产下的犊牛才4~5头。由此可见,成熟卵细胞数与卵原细胞数目的比值是很小的。 5精子和卵子发生的配子数目 正常情况下,家畜的1个初级精母细胞能很顺利地经减数分裂及变形阶段,形成4个成熟的精子,但由于精原细胞成为初级精母细胞前都经过几次(一般4次)连续的有丝分裂,因此实际结果是:1个精原细胞最终产生的精子数量会远远大于4个,如绵羊为64个。而卵原细胞虽说在形成初级卵母细胞时(性别分化后)也是同样进行了连续的有丝分裂,但由于进入初情期后能顺利通过两关而将减数分裂进行到底的概率实在太小,使得雌性家畜一生真正产生的成熟卵子的数目会明显小于当初的卵原细胞数。 6精子和卵子发生的经历时期 1个成熟精子的发生需要经过四个时期才能完成。一是繁殖期,这期间精原细胞先经有丝分裂产生出更多的精原细胞,以保证精子发生的延续;二是生长期,这期间最后一代精原细胞不再进行有丝分裂,细胞体积增大、染色体复制而成为初级精母细胞;三是成熟期,即初级精母细胞经减数分裂产生4个精子;四是成形期,这个时期精子细胞经过一系列变态后,由圆形细胞变成具头、颈、尾三部分且具鞭毛、能活动的特殊细胞——精子。卵子的发生时期没有成形期,前三个时期情况相近,所不同的是:在繁殖期卵原细胞虽也经过几次有丝分裂,但不产生非活动的卵原细胞;在生长期除了体积增加和DNA复制外,还积累均匀分布于细胞质中的卵黄物质,以备受精卵早期发育所需;在成熟期,如果减数分裂能进行到底的话,理论上1个初级卵母细胞能形成1个卵细胞和3个极体,但有的家畜第一极体不进行减数分裂Ⅱ,在这种情况下就只能得到1个卵细胞和2个极体。 ——洪长根.家畜的精子和卵子发生过程.生物学教学.2011年第9期
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