научная статья по теме ЗАВИСИМОСТЬ ОПЛОДОТВОРЯЕМОСТИ ЯИЦ ДОМАШНИХ КУР GALLUS GALLUS DOMESTIEUS ОТ ПЛОЩАДИ ПОВЕРХНОСТИ ЖЕЛТКА Биология

Текст научной статьи на тему «ЗАВИСИМОСТЬ ОПЛОДОТВОРЯЕМОСТИ ЯИЦ ДОМАШНИХ КУР GALLUS GALLUS DOMESTIEUS ОТ ПЛОЩАДИ ПОВЕРХНОСТИ ЖЕЛТКА»

ОНТОГЕНЕЗ, 2004, том 35, № 1, с. 33-36

^=ФИЗИОЛОГИЯ РАЗВИТИЯ ^

УДК 591.3

ЗАВИСИМОСТЬ ОИЛОДОТВОРЯЕМОСТИ ЯИЦ ДОМАШНИХ КУР Gallus gallus domestieus ОТ ИЛОЩАДИ ИОВЕРХНОСТИ ЖЕЛТКА

© 2004 г. В. И. Фисинин, И. В. Журавлев, Ä. В. Саламатин

Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт птицеводства 141300 Московская обл., г. Сергиев Посад-11, ул. Птицеградская, д. 10 Поступила в редакцию 12.11.02 г.

Окончательный вариант получен 12.03.03 г.

Наблюдали увеличение массы яйца и достоверное снижение оплодотворяемости яиц при увеличении массы и площади поверхности желтка (яйцеклетки). Полученные результаты позволяют предположить, что помимо числа жизнеспособных спермиев, проникающих через поверхность периви-теллиновой мембраны за 15-20 мин после овуляции, вероятность оплодотворения зависит от площади поверхности яйцеклетки (примерно соответствует площади перивителлиновой мембраны). По-видимому, с увеличением размера желтка снижается отношение числа рецепторов и контактирующих с ними спермиев на поверхности зародышевого диска к их числу на всей остальной части перивителлиновой мембраны. Снижение оплодотворяемости яиц при увеличении площади перивителлиновой мембраны свидетельствует о том, что размер яйцеклетки является одним из факторов, определяющих фертильность женских гамет как в плане изменчивости состава яйца, так и в возрастном аспекте.

Ключевые слова: оплодотворение, масса и площадь поверхности желтка (яйцеклетки), оплодотво-ряемость яиц, перивителлиновая мембрана, рецепторные гликопротеины, куры мясного направления продуктивности.

Старение организма тетраиод, в том числе диких и домашних видов итиц, соировождается снижением фертильности мужских и женских гамет - качественного иоказателя, характеризующего сиособность к восироизводству. На-коиление дефектов в хромосомах яйцеклеток, иреиятствующее нормальной кариогамии, -одна из наиболее изученных иричин данного явления (Aging gametes..., 1975). Воирос о существовании других иричин остается открытым.

У домашних кур и особенно у кур мясного наиравления иродуктивности снижение оилодо-творяемости яиц (ироцента оилодотворенных яйцеклеток от общего числа отложенных яиц, т.е. количественного иоказателя, зависящего от фертильности как мужских, так и женских гамет) ириобретает драматический характер в течение нескольких месяцев наиболее интенсивного восироизводства. Установлено также, что с увеличением возраста кур отмечается рост массы яйца, ироисходящий главным образом за счет увеличения абсолютной и относительной массы желтка (Marion et al., 1964; Fletcher et al., 1983). В этом смысле изменчивость относительной массы желтка в иоиуля-ции кур одного возраста может служить моде-

лью возрастных изменений, зависящих от материнского организма.

В известной нам литературе имеется лишь очень ограниченное число работ, посвященных взаимосвязи морфологических и функциональных изменений яйцеклеток, поэтому цель настоящего исследования - выяснить, какое влияние оказывает изменчивость массы и площади поверхности желтка на оплодотворенность яиц домашних кур.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

Исследование проводили на курах одного возраста (47-49 нед) породы корниш линии С6 кросса "Смена-2" в условиях племзавода "Смена" Московской области и в лаборатории биологических проблем птицеводства Всероссийского научно-исследовательского и технологического института птицеводства (ВНИТИП). Осеменение самок проходило при естественном спаривании (соотношение полов 18 : 12 2). 198 кур были индивидуально оценены по массе, морфологическим параметрам (по 2-4 яйца на несушку) и опло-дотворенности отложенных яиц. Морфологический анализ этих яиц проводили по методике ВНИТИП (Оценка..., 1998). Площадь поверхности желтка, которая примерно соответствует пло-

34

ФИСИНИН и др.

Оплодотворяемость яиц мясных кур в зависимости от массы и площади поверхности желтка

Показатели Группы

1 2 3

Масса 18.92 ± 0.09 21.15 ± 0.07 23.31 ± 0.13

желтка, г

Площадь 33.68 ± 0.11a 36.28 ± 0.08b 38.71 ± 0.14е

поверхности желтка, см2

Масса яйца, г 62.83 ± 0.51a 66.14 ± 0.39b 70.09 ± 0.62е

Оплодотво- 94.20 ± 2.52a 89.32 ± 2.39a' b 79.47 ± 5.27b

ряемость яиц, %

Примечание. а' Ь' с Различия между значениями средних величин, не имеющих одинаковых букв в верхнем индексе, статистически достоверны (р < 0.05).

щади перивителлиновой мембраны, рассчитывали исходя из соотношения поверхности и объема шара: Б = 4п(3У/4п)2/3 (I) или, зная массу и плотность желтка, Б = 4л(0.75т/пр)2/3 (II), где Б - площадь поверхности желтка, см2; V - объем, см3; п = = 3,14...; т - масса желтка, г; р - плотность желтка, равная 1.029 г/см3 (Романов, Романова, 1959). Подставив все константы в формуле II, получили Б = 4.742т2/3 (III). Полученные экспериментальные данные обрабатывали путем разделения вариационного ряда на классы (группы) в порядке возрастания массы желтка и площади его поверхности, проводили статистический анализ по принятой методике (Меркурьева, 1970).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

В таблице представлены основные результаты исследования. С увеличением массы желтка происходило увеличение массы яйца и достовер-

ное снижение оилодотворяемости яиц. Площадь поверхности желтка в третьей груиие была на 15% выше, чем в первой.

Расчет, проведенный по формуле III, показывает, что площадь поверхности желтка почти линейно возрастает с увеличением массы желтка в интервале 16-26 г (рис. 1).

Исследования механизмов полиспермного оплодотворения показывают, что имеется прямая зависимость оплодотворяемости яиц от числа проникающих в ооцит спермиев. По современным оценкам, для осуществления процесса оплодотворения через перивителлиновую мембрану (ПВМ) в области герминального (зародышевого) диска должно проникнуть не менее шести спер-миев. Всего же число канальцев, образованных спермиями при гидролизе ПВМ в этой области, может достигать 500, в то время как в других областях желтка концентрация гидролитических канальцев на единицу площади поверхности в 20 раз ниже. Однако здесь при взаимодействии с ПВМ может "теряться" до 5000 спермиев (Bram-well et al., 1995; Wishart, 1996). Вероятной причиной неравномерности распределения спермиев на поверхности яйцеклетки от анимального к вегетативному полюсу служит различная концентрация молекул гликопротеинов, выполняющих по отношению к сперматозоидам роль рецепторов (Wassarman, 1989; Howart, 1990). Если представить, что число таких рецепторов постоянно и не зависит от площади ПВМ, то с увеличением массы желтка будет увеличиваться общая поверхность ПВМ и снижаться отношение числа рецепторов на поверхности зародышевого диска к их числу на всей остальной части ПВМ. Как следствие, вероятность оплодотворения должна снижаться в результате увеличения числа спермиев, контактирующих с ПВМ в удаленных от ядра яйцеклетки зонах.

Результаты более детального анализа экспериментальных данных представлены на рис. 2, из которого видно, что зависимость оплодотворен-

Рис. 1. Зависимость площади поверхности яичного желтка курицы (по вертикали, см2) от его массы (по горизонтали, г).

Рис. 2. Оплодотворенность яиц мясных кур (по вертикали, %) в зависимости от площади поверхности желтка (по горизонтали, см2); * средние значения, различия между которыми достоверны (р < 0.05).

ЗАВИСИМОСТЬ ОПЛОДОТВОРЯЕМОСТИ яиц

35

ности яиц от площади перивителлиновой мембраны близка к линейной.

Методом регрессионного анализа получены следующие уравнения:

у = 32.03 + 1.62х, где у - масса яйца, г; х - масса желтка, г;

у = 191.41 - 2.58х, где у - оплодотворяемость яиц, %; х - площадь поверхности желтка, см2.

Таким образом, увеличение массы желтка на 1 г ведет к увеличению массы яйца на 1.62 г, а увеличение площади поверхности яйцеклетки (яичного желтка) на каждый см2 - к снижению оплодотво-ряемости яиц на 2.58%. Ранее нами также было показано, что масса желтка негативно связана с яйценоскостью кур (Журавлев и др., 2002).

Снижение оплодотворяемости яиц при увеличении площади ПВМ свидетельствует о том, что размер желтка является одним из ключевых факторов, определяющих фертильность женских гамет. Другими словами, помимо числа жизнеспособных спермиев, проникающих через ПВМ за 15-20 мин после овуляции, вероятность оплодотворения зависит от площади ПВМ. Принятое в настоящее время альтернативное объяснение снижения оплодотворяемости яиц из-за возраста родителей состоит в том, что у самцов уменьшаются объем эякулата и концентрация спермиев, однако это объяснение плохо согласуется с тем фактом, что способность спермиев к оплодотворению с возрастом значительно увеличивается (Bramwe11 й а1., 1996). Кроме того, в нашем исследовании возраст самцов и самок был одинаковым, что исключает влияние названных характеристик спермы на оплодотворяемость ооцитов.

Возможно, что предлагаемая закономерность справедлива для объяснения возрастного спада репродуктивной способности у диких и домашних видов птиц и других позвоночных животных с полиспермным оплодотворением и полилецитальными яйцеклетками. Отметим, что отличительной особенностью выбранного нами объекта исследования (домашние куры) является высокая интенсивность воспроизводства - снесение большого числа яиц за короткий период времени. Это совершенно не характерно для большинства диких видов и в сочетании с рядом приобретенных в процессе длительной селекции морфофункциональных черт определяет нагативную динамику репродуктивной функции у кур.

Если применить сделанные нами наблюдения к пониманию эволюции позвоночных с полилецитальными яйцеклетками, то можно предположить, что увеличение запаса питательных ве-

ществ желтка в филогенезе требует ответных изменений как количественных показателей спермопродукции (количество эякулята, концентрация спермиев), так и соответствующих компонентов ПВМ (число и распределение рецептор-ных гликопротеинов).

Домашние куры являются классическим модельным объектом при изучении эмбрионального развития, иммунитета, а также последствий воздействия физических и химических факторов на организм. Результаты наших исследований позволяют поставить вопрос о необходимости б

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком