繁殖技术

研究动物的繁殖规律和繁殖技术,可提高动物的繁殖率。动物的繁殖受生活条件的严格影响,以哺乳动物为例,当生活条件不能满足其基本要求时,往往会出现性腺发育不良;发性和配种能力下降;不能受精或受精率降低;胚胎不能着床,胚胎吸收或流产;产后哺乳不足和仔代生活力衰弱等。这些现象在野生状态和人工养殖时均有可能出现。所以,通过生殖生态学的研究来指导人工养殖工作是很有必要的。

(1)动物繁殖的季节性及影响因素

动物繁殖有明显的季节性。它除了与内分泌机制、营养状况(肥满度)和新陈代谢水平等内部因素有关外,还受到外界环境条件季节性变化的直接影响。如每当春季来临,昆虫便从越冬的卵中孵化或从蛹中羽化而出,有冬眠习性的动物开始苏醒,迁徒鸟和洄游鱼开始回归;大多数种类在此时进入了繁殖期。在影响动物繁殖的环境条件中,光照、温度和食物是三个重要固素。

1)光照对动物生殖的影响: 光照能促进动物的各种生理活动,季节性的生殖周期活动便是其中的主要内容。春夏配种的动物是由于日照的增长刺激其生殖机能。鸟类、食虫兽类和食肉兽类以及一部分草食兽类属于这种类型,通常称为‘长日照动物’: 秋冬配种的动物,是在日照缩短时促进了生殖机能活动,如鹿、麝等野生反刍兽类属于这种类型,通常称为＂短日照动物＂。一般完全变态的昆虫,它们的生活史经过卵一幼虫—蛹一成虫四个发育阶段,其中蛹羽化为成虫的阶段便是受光周期的控制或影响。有些昆虫是以卵或蛹来过冬的,而且只有到春天才能进行孵化。另外,光照的变化情况随纬度改变而不同,所以,处于不同纬度地带的同一种动物的生殖周期也会有不同。日照长短影响生殖周期的机理可用一个简单的图式来表示: 日照长短一眼睛一下视丘—脑下垂体,因而分泌出生殖激素,以促进生殖腺发育成长。即光照引起神经冲动传到大脑皮层的视觉中枢,由此刺激丘脑下部,促使分泌释放因子,释放因子经丘脑下部一垂体门脉循环,直接送到垂体前叶,引起促性腺激素(包括促卵泡素、黄体生成素和促黄体素)的分泌。光照还能通过垂体促进甲状腺活动。甲状腺活动与精液质量、受精卵的发育以及其它代谢功能有关。另外,光照也可以通过头盖直接作用于丘脑下部而起到刺激作用;对皮肤裸露的动物也可以因皮肤对光的感受作用而增加雄件激素的产生。

2)温度对动物生殖的影响: 温度的季节性变化也影响到动物的生殖活动,如昆虫的交配、产卵、卵的发育,都需要一定的温度。不同的种类所需要的温度也不一样。温度甚至也决定繁殖日期。昆虫大量繁殖的年份几乎都是在温度条件适宜的年份。在鸟类和哺乳类中,其繁殖时间也是在最适的温度条件下,离开了最适温度范围繁殖强度就会下降,甚至停止繁殖。春季繁殖的动物是随着气温的逐步升高,达到一定程度时才使生殖腺成熟的;秋季繁殖的动物则是由于环境温度的降低而促进性腺成熟。

公鸡的精液质量和睾丸组织有明显的季节性变化,春季精液质量和每毫升精液的精子数都最高,夏季最低。精液质量的季节性变化主要受气温的影响,光照是辅助因素。哺乳动物的阴囊,有特殊的热调节能力,一般较体温低4-7℃。这有利于精子的生成和活力的保持。隐睾的动物往往配种力下降。生产实践也证明了温度过高使雌性动物的繁殖力下降。另外,环境温度过低,时间过长,超过动物代偿产热的最高限度,也可引起体温持续下降,代谢率降低,而导致繁殖力下降。

3)食物对动物生殖的影响: 不论是肉食性、草食性,还是杂食性动物,其繁殖时期都是在每年食物条件最优越的时期。在这个时期内不但气候条件适宜,其食物也最丰富。在温带地区,动物多在春秋两季进行繁殖。这是因季各种植物萌发生长,小动物出蛰活动。食料丰富而营养价值高;秋季果实丰富,动物体肥,也是食物条件极好的季节,有利于动物觅食,增强体质和进行繁殖。在热带地区,有＂旱季＂和＂雨季＂之分,旱季由于干旱和缺少食物,动物繁殖活动多处于低潮;而雨季是生命活动的高潮期,大多数种类的动物都是在雨季进行繁殖。在寒带地区如北极区,只有到了夏季才有阳光长时间照射,土壤表层化冻,动物的活动立即活跃起来,觅食、交配、产仔、育幼等在短时间内完成,只有这样才能维持种族的生存。

(2)动物在繁殖期的异常表现和饲养管理工作

1)异常表现: 在繁殖期到来时,由于动物体内性激素水平上升,使动物在许多方面出现异常的表现。主要是:

①行为变化。动物到了性活动期会出现易激怒,好殴斗的行为变化,即所谓＂性激动＂。特别是雄性动物在求偶过程中与同性相遇,多因争偶而激烈争斗,如不严密看管往往出现伤亡。有的雌性动物由于性腺发育不成熟而拒配,对追逐的雄性也进行殴斗,有时也会造成伤残。很多动物平时表现得很驯顺,如鹿在长茸期,麝在泌香期都是这样,进入繁殖期则一反常态,连饲养员也很难接近,甚至有伤人的情况发生。另外,动物在育幼期内也有类似的行为。

②食性变化。性活动期内的动物食欲普遍下降,主要依靠消耗体内贮存的物质。有很多动物在此期间出现食性上的变化。如草食性的有蹄类此时期有捕食草地上的啮齿类现象。食植物的鸟类在性活动期有时也食虫类。很多肉食性的动物在性活动期内也采食部分植物性食物,以补充体内的维生素不足。这些在食性上的变化是与繁殖机能密切相关的,当不能满足要求时,就会出现繁殖力降低。

2)饲养管理: 由于动物在繁殖期内生理上和行为上的特殊性,饲养管理工作也必须相应地研究进行。动物繁殖期一般划分为配种前期,配种期和配种后期三个阶段,其饲养管理工作要点如下:

①配种前期,也叫做＂配种准备期＂。此时期动物食欲旺盛,体质健壮。在饲养管理上要按配种要求使动物保持良好的配种体况,即中上等肥满度的健康体质。在饲料中应增加蛋白质成分的比重,并补充各种维生素。各种动物的饲养实践证明: 植食性的动物在这个时期给予一定量的动物性食物,肉食性动物在这一时期补给一些植物性食物,都对保持良好食欲,对促进性腺发育有很大的好处。这在兽类、鸟类、两栖类以及其它动物的养殖上都积累了不少经验。配种准备期的另一重要工作就是对参加配种的动物进行有计划地训练。特别是初配动物往往工作难度较大。要通过训练使动物熟悉配种活动的环境,通路,指挥信号(灯光、音响、颜色或其它指挥工具),克服惊恐,碰撞和奔跑情况。对于不参加配种的动物,为了防止其性激动,有的饲养场采取适当减少精料的办法,并力求减少外界刺激引起动物的骚动和体力的消耗。

②配种期。此时期的动物性腺发育已成熟,体内性激素水平已达高潮,极易受外界刺激而产生性冲动。食欲普遍降低,多喜饮水和洗浴,动物发情和交配活动对体力有很大的消耗,易产生疾病、创伤和死亡。所以,加强这时期的饲养管理尤为重要。在饲料质量上要少而精,对配种能力较差的动物给予一定量的催情饲料。要密切观察动物的发情征状,进行适时放对配种。特别是初次参配的动物更要注意。在配种时要力求保持环境安静,避免外来干扰,防止拒配、假配而造成空怀。

③配种后期。交配之后,动物即处于怀卵(怀孕)、产仔和哺幼时期。各种动物在这个价段的繁殖活动,区别很大,不易统一划分。在这一时期内,雄性处于恢复体力,雌性处于怀卵(或妊娠),无论是生理上或行为上都与配种期明显不同。通过雌、雄分群管理,要特别加强对雌性动物的饲养工作,争取较高的产仔率和后代有强壮的体质。如果饲养管理不当,则可能出现停育,胚胎吸收,流产或仔数减少等情况,造成生产损失。

(3)提高药用动物繁殖成活率的措施

提高繁殖成活率是药用动物饲养的主要生产指标。如果饲养管理不当,不但不能提高,往往比野生环境下还低。这是由于动物不适应人工环境而导致内分泌机能失调所致,要想懈决这个问题,达到增产增收的目的,除了要加强一般性饲养管理和繁殖技术工作之外,还可以采取以下几种措施。

1)驯化: 通过驯化使动物逐步适应人工环境,改善动物的行为表现,从而使得神经、内分泌系统对生殖器官的机能进行正常调节,使动物恢复正常的繁殖机能,这样的成功事例,在许多种野生动物驯养中已得到证实。如紫貂人工繁殖成功即是如此。野生鹌鹑有抱窝习性,每年约产20枚卵,但在长期人工驯化过程中克服抱窝习性,产卵力可提高十几倍。另外通过群体驯养,还可以使动物群发情集中,缩短配种和产仔的时间,从而降低生产现场的劳动管理强度,这在北方养鹿业上已收到了普遍的效果。许多野生动物具有诱导发情和刺激排卵的特性,当环境不安定时,雌雄虽然交配,但刺激程度未能诱发排卵、受精率低也会导致动物空怀,或产仔数减少。现在有许多野生动物饲养场研究繁殖期动物伪驯化,已初见成效。繁殖期的驯化,是一种意义深远的工作,它将为开展多种新繁殖技术的应用创造条件。

2)补充生活条件(单项因子、复合因子): 野生动物在饲养条件下不能正常繁殖,说明该生活条件未达到其基本要求。通过人工补充的方法则可以恢复或提高其繁殖能力。如汉森(1975)证明水貂在交配前后增加光照,配种期内提高环境温度,都可以便妊娠期缩短。过去饲养水貂繁殖力很差,通过控光(不同时期的光照,有增和有减)而使一年一胎的水貂两年产了三胎;又如通过人工控制温湿度和改善营养条件,打破了土鳖虫的冬眠习性,使之不停地生长发育,生长周期由23-33个月缩短为11个月左右。做到了人工快速繁殖,大幅度提高产量。这对各种有休眠习性的药用动物,在人工养殖上都可以研究借鉴,根据各种药用动物在不同情况下的需要,有针对性地通过人工补充生活条件如食物、光照、温湿度、氧供应等,不但可以打破休眠,还可以加快生长发育速度和提高繁殖率。

3)补充外源激素: 补充外源激素以调整动物的内分泌机能,从而提高繁殖力也有许多成功经验。在养鸡业,野生动物饲养业上应用较多。如通过注射垂体激素,促进种鱼的性腺发育而提前产卵,可以培育出大量的鱼苗;通过注射雄性激素而使母鸡醒巢和提高产卵量,如乌骨鸡具有很强的就巢(抱窝)习性,每年仅产蛋50枚右右,就巢行为的产生是因为其体内催乳激素含量的升高而改变了生理过程,使之血液流动加快,体温上升,性情安定,并产生孵卵行为,试验证明,通过人工注射丙酸睾丸素,可以很快解除乌骨鸡的就巢性,使之恢复产卵,从而使年产卵率提高到100枚以上;又如通过注射促黄体释放激素(LRH)而提高了紫貂和水貂的繁殖力等试验都获得明显成功,并已应用于生产上。这些技术都可以选择引入到药用动物饲养业上,特别是药用脊椎动物中。应用外源激素,促使动物同期发情排卵,超数排卵,促进胚胎着床,防止胚胎吸收和流产,都是很重要的研究内容。

(4)现代动物繁殖科学技术的新发展

动物繁殖学的发展,大体上可分为从观察动物的繁殖现象和性行为,到从解剖学和细胞学的深度去了解动物生殖系统内各种器官构造,生理机能以及生殖细胞的超微结构和微观变化,最后进入到从生物化学角度来认识激素及其它体液的化学特性和生理活性,进而阐明动物的生殖生理等几个阶段,井同时发展各种现代化繁殖技术。目前我国动物繁殖科学的发展已经迈进到一个新的时期,即＂繁殖生物工程学＂(繁殖控制)时期。繁殖生物工程学包括一系列的内容,如在哺乳动物中有配种控制(人工授精)、发情控制(同期发情)、排卵控制(超数排卵)、妊娠和发育控制(胚胎移植)、分娩控制(诱发分娩)、胎数控制(诱产多胎)、配种年龄控制(早期配种)和哺乳期控制(早期断乳、人工哺乳)等。

目前,有许多种药用动物的人工养殖遇到困难,长期徘徊不前,很多问题应吸收邻近学科的先进理论技术来解决,其中有些问题特别应从繁殖理论和技术上进行研究以寻找出路。例如: 犀牛(犀角)、羚羊(羚羊角)等需从国外引进饲养的珍稀动物,虎(虎骨)、豹(豹骨)等濒危动物,用常规的繁殖方法在种兽来源、人工饲养和繁殖技术上困难很多,能否借助于人工授精,精子超低温冻存等技术来解决。又如产卵很少的蛤蚧,和生产小白花蛇入药的银环蛇等能否借助超数排卵技术来提高产量。再如很多产量低的全体入药和局部入药的药用动物,要想从根本上解决提高动物药产量的问题,必须从育种工作上来解决,在此方面,选择吸收一系列先进的繁殖技术实行快速育种,是十分必要的工作。