Биологические основы инкубации

14.04.2015

В настоящее время под инкубацией понимается не только вывод молодняка птицы, но и управление процессом роста и развития зародышей. Главное заключается в том, чтобы соответствующим отбором полноценных яиц, правильной технологией и режимом инкубации повысить жизнеспособность и обеспечить лучшее развитие зародышей. Эмбриональный период у птицы занимает очень мало времени; у кур, например, около 0,2% продолжительности их жизни. Ho период эмбриогенеза имеет большое значение во всем процессе индивидуального развития организма.
Развитие зародыша начинается во время формирования яйца в организме птицы. Однако в основном оно проходит в яйце после его снесения при закладке в инкубатор. Для своего роста и развития зародыш использует питательные вещества яйца,, в котором имеется также запас воды, обеспечивающий обмен веществ в течение почти всего периода инкубации. Лишь кислород поступает к развивающемуся зародышу из окружающего воздуха. Совершенствование инкубаторов, повышение коэффициента их использования, улучшение технологического процесса, механизация и автоматизация отдельных операций — важнейшие факторы технического прогресса промышленной инкубации.
Сущность оплодотворения состоит в слиянии, взаимной ассимиляции ядра одного из спермиев с ядром женской клетки. При оплодотворении лишь одно ядро мужской клетки соединяется с ядром женской клетки.
В настоящее время накапливается все больше и больше данных, свидетельствующих о том, как важно наличие большого числа спермиев в половых органах птицы для получения наибольшего количества оплодотворенных яиц. Хотя яйцеклетку оплодотворяет один спермий, остальные (20—60) остаются в ее протоплазме и, очевидно, имеют значение для дальнейшей жизнеспособности и развития зародыша. Оплодотворенная яйцеклетка носит название зиготы, она содержит в себе частицы как отцовского, так и материнского организма, то есть двойную наследственность. В практической работе необходимо учитывать, что у высокопродуктивной птицы, например при яйценоскости кур 250—300 яиц, времени на созревание фолликула в яичнике и на формирование яйца в яйцеводе затрачивается меньше, чем у менее продуктивных несушек. Чтобы получить больше оплодотворенных яиц, птицу родительского стада обеспечивают полноценным кормлением, хорошими условиями содержания и устанавливают правильное соотношение самцов и самок в стаде.
Развитие зародыша в процессе образования яйца. Через 3—4 ч после оплодотворения зигота начинает дробиться. На поверхности зародышевого диска появляются борозды дробления, которые отделяют бластомеры друг от друга. Перед снесением птицей яйца в зародышевом диске имеется 128 первичных клеток. Под центральной частью зоны дробления появляется полость, заполненная прозрачной жидкостью. Центр диска становится более светлым и называется светлым полем. Периферическая часть диска, или темное поле, состоит из бластомеров, лежащих на желтке. Клетки будущего зародыша пока не дифференцированы и не имеют особенностей той или иной ткани. Во время дробления зародышевые клетки лежат над желтком или непосредственно на желтке. Из желтка они получают питательные вещества и пластический материал. Из химических же соединений желтка (при их распаде) освобождается необходимый для клеточного дыхания кислород.
Первый период развития зародышевого диска проходит в материнском организме (в яичнике и яйцеводе несушки) при температуре тела птицы около 41°С, концентрации углекислоты до 5% и в условиях, исключающих испарение воды. Интенсивно и непрерывно развиваясь в течение 22—24 ч во время образования яйца в организме матери, зародыш достигает стадии ранней гаструлы. Когда яйцо сформировано, курица сносит его. Температура и влажность среды, окружающей яйцо, резко меняются, что отражается на развитии зародыша: все процессы ассимиляции и диссимиляции замедляются. Ho зародыш живет, он дышит, поглощает питательные вещества и выделяет продукты обмена. В это время он очень чувствителен к условиям внешней среды, поэтому задача птицеводов заключается в том, чтобы создать для развития зародышей оптимальные условия как при хранении яиц до закладки в инкубатории, так и во время инкубации.

Биологические основы инкубации

Развитие зародыша во время инкубации. Составные части яйца — единственный источник питания и воды для зародыша. От их соотношения друг с другом и от качества отдельных элементов зависят жизнеспособность, рост и развитие зародыша. Составные части яйца (желток, белок и скорлупа) во время инкубации изменяются по объему, физическому состоянию и химическому составу. Это происходит под воздействием режима инкубации (температура, относительная влажность воздуха, воздухообмен и др.) и особенно сильно в результате интенсивного роста и развития самого зародыша.
Формирование организма по дням инкубации можно проследить на примере развития зародыша курицы (рис. 45—48). Сведения приведены о тех периодах, в которые происходят наиболее значительные изменения в росте и развитии зародыша.
Биологические основы инкубации

1-е сутки инкубации. В начале первого дня инкубации происходит окончательное формирование двух зародышевых слоев — эктодермы (верхний) и энтодермы (нижний). Вскоре образуется третий (средний) зародышевый слой — мезодерма. Эти три слоя называются зародышевыми листками. Из них в дальнейшем развиваются определенные ткани и органы. Из эктодермы образуются верхний слой кожи и ее производные: у птицы — это перья, гребень, сережки, клюв, когти, нервная ткань и все органы чувств. Из энтодермы формируются ткани большей части кишечника и его желез, органов дыхания и ряда желез внутренней секреции (щитовидная, зобная и др). Мезодерма образует мышцы, органы выделения и половые железы.
Зародышевый диск разрастается на поверхности желтка. Светлое поле вытягивается по малой оси яйца и имеет грушевидную форму. Из узкой части светлого поля впоследствии развивается хвостовая часть зародыша, из широкой — головная.
После 6 ч инкубации у зародыша курицы появляется первичная полоска — зона усиленного деления клеток, На месте ее образования верхний и нижний слои клеток зародышевого диска срастаются. К 12 ч инкубации первичная полоска составляет половину длины зародышевого диска, а к 18 ч ее длина равна 3/4 длины зародышевого диска. Развитие первичной полоски является хорошим показателем при проведении биологического контроля в первый день инкубации. У хорошо развитого зародыша наибольший диаметр зародышевого диска равен 0,5 см. Зародыш и желток окружены желточной оболочкой. На поверхности желтка появляется небольшое количество жидкого слоя, который накапливается под зародышевым диском. Уже в первый день инкубации заметно эксцентрическое расположение желтка, в результате чего зародышевый диск, находящийся на его поверхности, приближается к подскорлупной оболочке.
Белок обволакивает снаружи желток слоем неравномерной толщины. Зародышевый диск и центральная часть желточного мешка или совсем не покрыты белком, или слой в этом месте чрезвычайно тонок. Основная масса белка концентрируется на противоположной к зародышевому диску стороне желтка. В это время дыхание организма осуществляется всей поверхностью зародышевого диска, и поэтому перемещение желтка ближе к скорлупе улучшает газообмен зародыша.
К концу первых суток дифференцируется головной отросток, начинается формирование глазных пузырей, образуются кровяные островки и зачаток сердца, нервной системы и пищеварительного тракта. Хорошее развитие зародышей к концу первого дня имеет большое значение для всего периода инкубации. Следует помнить, что только из яиц с хорошо развитыми зародышами в первый день инкубации можно получить крепкий, жизнеспособный молодняк.
2-е сутки инкубации. Происходит замыкание нервных валиков в нервную трубку, на переднем конце которой появляются первичные мозговые пузыри. Образуется около 20—22 пар сомитов. Желток и зародыш окружены желточной оболочкой. Начинается ритмичное сокращение мышц сердца, что связано с формированием сосудистой системы и началом кровообращения. Одновременно в складках желточного мешка совершается интенсивный процесс образования кровяных островков и формирование сосудов.
К концу 2-х суток инкубации функционирует желточная система кровообращения. Сосудистое поле расположено непосредственно под подскорлупной оболочкой, что облегчает дыхание зародыша. Через 30 ч развития сердце начинает пульсировать; частота пульсации зависит от температуры среды, в которой находится зародыш.
4-е сутки инкубации. Кровеносные сосуды желточного круга хорошо видны при просвечивании яиц на овоскопе; по величине кровеносных сосудов и диаметру желточного круга кровообразования судят об интенсивности роста и развития зародышей. Заканчивается образование сомитов. Амнион, наполненный небольшим количеством амниотической жидкости, почти полностью облегает тело зародыша. Разрастается аллантоис, но пока еще сосудистая сеть его развита слабо. На этой стадии развития зародыша желточная оболочка растворяется. Масса желтка теперь состоит из нижнего густого и верхнего жидкого слоев. Желток имеет форму эллипса.
Белок сильно уплотнен вследствие потери большого количества жидкости, а загустевший остаток концентрируется под формирующимся желточным мешком.
5-е сутки инкубации. Сильно разрастается головной отдел зародыша. Из первичных мозговых пузырей формируется мозг. Наружный слой глазного бокала образует пигментный слой сетчатки, который просматривается при просвечивании яиц на овоскопе. Заметно разрастается аллантоис. В печени начинаются процессы кроветворения. Амнион, наполненный жидкостью, целиком окружает зародыш, и его кровеносная система разрастается в сторону ближайшего соприкосновения со скорлупой. Первичная почка увеличивается и становится органом выделения.
6-е и 7-е сутки инкубации. Мышцы способны сокращаться, и зародыш может производить движения. Закладываются легкие, пищевод, желудок, появляются веки. В амнионе увеличивается содержание жидкости, и стенки его начинают интенсивно сокращаться. Аллантоис продолжает развиваться, на его поверхности образуется сеть кровеносных сосудов, а внутри аллантоисного мешка скапливается жидкость.
Желток по своему размеру почти не изменяется (до 6-го дня объем желтка увеличивался). Это объясняется тем, что процесс потребления зародышем жидкого слоя желтка на протяжении 7-х суток инкубации идет интенсивнее, чем происходит его пополнение за счет жидкой части белка. Продукты обмена, выделяемые почками, начинают скапливаться в полости аллантоиса.
10-е сутки инкубации. Развивающийся зародыш все меньше нуждается в усиленном обогреве, и сам начинает выделять тепло. Из аллантоиса необходимо удалить воду, для этого в инкубаторе снижают влажность и внимательно следят за тем, чтобы не допустить перегрева. С 10-го дня инкубации коренным образом изменяются источники питания и способ дыхания зародышей. В амнион поступает много жидкости. Зародыш заглатывает амниотическую жидкость из полости амниона, и она усваивается в желудочно-кишечном тракте. Сеть кровеносных сосудов аллантоиса сильно разрастается под скорлупой, охватывает остатки белка в остром конце, и к концу этих суток или в начале 11-х аллантоис замыкается в остром конце яйца.
Характерные признаки нормального развития зародыша — это образование зачатка гребня в виде выступа со слабозубчатым краем. Хорошо видны зачатки перьев на поверхности кожи крыла, пигментированный глаз. Сформированы конечности.
14-е сутки инкубации. Амнион сильно растянут как в результате увеличения размера зародыша, так и вследствие непрерывно поступающей в его полость массы белка. В связи с тем что зародыш использует белок внутрикишечно, у него начинают функционировать железистый отдел желудка и поджелудочная железа. Зародыш уже большой, он делает сложные движения и весь покрыт пухом.
20-е сутки инкубации. В начале 20-х суток инкубации яйца переносят на выводные лотки. В жизни зародыша наступает один из самых ответственных периодов. Изменяется способ газообмена зародыша. Вместо кровеносной системы аллантоиса органом дыхания становятся легкие. Переход от одного способа дыхания к другому — сложный и важный процесс. Если в это время обеспечить в инкубаторе режим повышенной влажности и хороший воздухообмен, то вывод цыплят пройдет нормально и своевременно; неправильный же режим неизбежно приведет зародышей к гибели. В начале 20-х суток завершается процесс, втягивания желточного мешка в брюшную полость зародыша. Очертание границ воздушной камеры извилистое вследствие того, что цыпленок выгибает шею, видна тень клюва в воздушной камере.
21-й день инкубации. Нормально развитый зародыш выводится на 21-й день инкубации. Ко времени вывода весь желток втянут в брюшную полость, после чего отверстие пупка быстро сужается и зарубцовывается. Благодаря ряду круговых движений цыпленок стремится проклюнуть скорлупу и освободиться от нее.
В результате того что сосуды аллантоиса в это время прижаты телом цыпленка к скорлупе, движение крови в аллантоисе затруднено, в организм поступает недостаточное количество кислорода и цыпленок начинает дышать легкими. Большая концентрация в крови углекислоты вызывает раздражение центров нервной системы, управляющей дыхательными и мышечными движениями. Опираясь на скорлупу ногами, цыпленок совершает круговое движение в яйце вокруг его продольной оси в направлении против часовой стрелки и клювом проклевывает скорлупу. Скорлупа разламывается, и цыпленок освобождается от нее.
Питание и дыхание зародыша во время инкубации. Желток, белок и скорлупа — вещества, которые зародыш использует во время инкубации.
Масса желтка увеличивается с 1-годо 6—7-го дня, а затем начинает уменьшаться. Это объясняется тем, что вначале вода и растворенные в ней соли из белка поступают в желток в большем количестве, чем они могут быть использованы зародышем. После же 7-го дня зародыш использует питательных веществ больше, чем их поступает в желудок. Увеличение массы желтка в первые дни инкубации сопровождается переходом в него воды и появлением новой плазмы. Новая плазма образуется под зародышем и характеризуется очень активным состоянием солей, о чем свидетельствует высокая ее электропроводимость.
Белок с начала инкубации уменьшается, но с 7-го до 10—11-го дня потерь в массе белка почти не происходит. Затем масса его снова уменьшается, и к концу 18—19-х суток инкубации белок используется зародышем полностью. Потеря в массе белка в начале - инкубации объясняется испарением воды и переходом ее вместе с растворимыми в ней веществами в желток. С 10—11-го дня инкубации наблюдается перемещение белка из острого конца яйца по сероамниотическому каналу в полость амниона. Вместе с амниотической жидкостью белок заглатывается зародышем.
Вода яйца — основная часть среды, в которой развивается зародыш. Содержание достаточного количества воды в яйце обусловливает большую его теплоемкость, последняя же создает относительную равномерность температуры внутри яйца. Вода растворяет питательные вещества, принимает участие в построении тканей зародыша, выводит из тела зародыша токсические для него продукты обмена.
Потеря воды в разные периоды инкубации имеет определенное значение. В первые 5—6 дней потеря воды нежелательна, так как это уменьшает поступление растворимых веществ из белка в желток. С 7-го по 16—17-й день инкубации вода испаряется только из аллантоиса, что способствует постоянному притоку питательных веществ из белка и желтка к зародышу и выделению из него продуктов обмена в полость аллантоиса. Задержка испарения воды во второй половине инкубации нарушает обмен веществ и вызывает гибель зародышей.
Наибольшее количество минеральных веществ в тканях зародыша содержится на ранних стадиях развития. Источником минеральных веществ служат желток, белок и скорлупа. Зародыш прежде всего использует минеральные вещества желтка. Вначале они поступают в организм благодаря диффузии, а позднее — через кровеносные сосуды. Из желтка зародыш поглощает кальций, фосфор, магний, железо. Минеральные вещества белка проникают в желток через его оболочку. Из белка зародыш используют натрий, калий, хлор и серу.
Вещества скорлупы не сразу становятся доступными для зародыша. И только с 13-го дня инкубации подскорлупная и белковая оболочки пропускают ионы минеральных веществ, в основном кальция, которые кровеносными сосудами аллантоиса переносятся к зародышу.
Количество углеводов в яйце уменьшается к 8-му дню инкубации, а к 10—11-му дню снова повышается за счет перехода жиров в углеводы. Содержание углеводов в зародыше равномерно увеличивается с начала и до конца инкубации. Ho относительно большее их количестно в тканях зародыша находится в первые дни инкубации (максимум на 5-й день). Количество глюкозы в белке и желтке уменьшается в первую половину инкубации. Содержание сахара в зародыше возрастает до 11-го дня инкубации, а затем снижается. С первых дней развития в сердце зародыша, а затем и в печени обнаруживается гликоген. Углеводы яйца имеют большое значение в питании зародыша благодаря хорошей растворимости, проницаемости и усвояемости.
Количество протеина в теле зародыша по мере увеличения его массы повышается. В начале инкубации зародыш слабо использует протеин и выделяет много азота. Основной конечный продукт протеинового обмена в это время — аммиак. По мере развития зародыша использование азота протеинов становится более полным, а конечным продуктом протеинового обмена является сначала мочевина, а затем мочевая кислота. Аммиак и мочевина легко диффундируют через оболочки и проникают в желток, белок и амниотическую жидкость. Большое содержание их может привести к гибели зародышей. Мочевая кислота удаляется выделительной системой, не угрожая жизни зародыша.
Жир служит основным источником энергии, особенно сильно уменьшается количество жира в яйце в последние дни инкубации. Сначала зародыш использует ненасыщенные жирные кислоты, а затем потребление ненасыщенных и насыщенных кислот становится одинаковым.
Зародыш усиленно поглощает кислород и выделяет углекислоту. Механизм дыхания зародыша и источники поступления кислорода изменяются во время инкубации. В первые дни, на самых ранних стадиях развития, кислород к зародышу поступает из желтка, где он освобождается в результате расщепляющей активности каталазы. Кислород проникает непосредственно в клетки, а углекислота выделяется в окружающую среду. Позднее ткани зародыша снабжаются кислородом из желтка посредством кровеносной системы бластодермы.
Начиная с 6—7-го дня функцию поглощения кислорода воздуха инкубатора, перенос его зародышу и выделение углекислоты выполняет в основном аллантоис, его кровеносная система. В последние дни инкубации дыхание зародыша зависит от своевременной атрофии аллантоиса, постепенной потери связи его с кровеносной системой зародыша и перехода на дыхание легкими.
Большая часть кислорода, потребляемого зародышем, поступает через воздушную камеру. Содержание кислорода в ней падает с 20 до 12%, а количество углекислоты возрастает с 1 до 6% за время развития зародыша. Предполагают, что растущий зародыш поглощает из воздушной камеры кислород скорее, чем он проникает через скорлупу, а углекислоту выделяет быстрее, чем она накапливается в воздушной камере и поступает в инкубатор. Все же обмен газов идет интенсивно, так как проницаемость скорлупы (особенно над воздушной камерой) в процессе инкубации увеличивается. Потребность зародыша курицы за период инкубации в кислороде равна 4777,5 см3; в то же время яйцо выделяет 3356,9 см3 углекислоты.
Тепло, освобождающееся в яйце вследствие окисления питательных веществ, оказывает влияние на температуру внутри яйца. В первую половину инкубации температура внутри яйца ниже температуры воздуха в инкубаторе или равна ей. После 10-го дня температура в яйце не бывает ниже температуры воздуха в инкубаторе, а к концу инкубации непрерывно повышается. Режим температуры, относительной влажности и воздухообмена в инкубаторе должен способствовать усвоению зародышем питательных веществ и поглощению кислорода.
Развитие органов и оболочек зародыша. Нервная система. Нервная трубка зародыша развивается в спинной мозг. Ткань мозга возникает из стенок трубки, а просвет становится спинномозговым каналом. Еще незрелые нервные клетки (ненробласты) выселяются из трубки, образуя нервные узлы и нервы. Их отростки растут в направлении к периферии тела. На голове из первого мозгового пузыря формируются большие полушария головного мозга, из второго — промежуточный мозг, из третьего — средний, из четвертого — мозжечок и из пятого — продолговатый мозг. Около промежуточного мозга закладываются железы внутренней секреции — эпифиз и гипофиз и половые железы.
Кровеносная система. На ранних стадиях развития зародыша сердце небольшое, лежит вне его и состоит из одного предсердия и одного желудочка. Позднее сердце становится четырехкамерным, но предсердия до самого проклева скорлупы соединены отверстием: кровь из левого попадаете правое. Кровообращение пока не делится на большой и малый круг. Кровь, попадая в легкие, не возвращается в сердце, а поступает в аорту. Кровеносные сосуды вначале состоят из эндотелия, а потом их стенки обрастают мезенхимой. В них образуются мышечные элементы и формируется наружная оболочка сосуда.
Органы пищеварения и дыхания. Первичная кишка на ранних стадиях прямая и закрыта с обоих концов. На 3-й день инкубации в глотке в виде выпячивания с брюшной стороны закладываются трахея и легкие, щитовидная, паращитовидная и зобная железы. Передний и задний отделы первичной кишки развиваются в пищевод, желудок и кишки. На 4—5-й день закладываются печень и поджелудочная железа.
Желточный мешок. Развивается из энтодермы и прилегающего к ней слоя мезодермы. Бластодерма разрастается по поверхности желтка и к 5-му дню инкубации охватывает половину желтка. Бластодерма состоит из трех зародышевых листков. Сосудистая сеть развивается вначале на желтке. На 10-й день инкубации кровеносные сосуды покрывают желток почти целиком, оставляя незакрытым лишь небольшой участок. Эта оболочка и называется желточным мешком, который желточной ножкой соединен со средней частью кишечника зародыша. Ho желточной ножке проходят желточные артерии и вены.
Желточный мешок является вначале органом питания и дыхания зародыша. В его стенках идет процесс усвоения веществ и переход их в кровь, а также окисление гемоглобина крови. Желточный мешок растет и в глубь желтка, образуя ворсинчатые складки, что увеличивает его всасывающую поверхность. В конце инкубации он вместе с остаточным желтком втягивается в брюшную полость, где рассасывается.
Амнион. Образуется из эктодермы и наружного слоя мезодермы. На 4-й день инкубации складки амниона срастаются над зародышем, и он остается как бы в мешке. Только один небольшой участок остается несросшимся, это будущий сероамниотический канал. В начале амнион плотно облегает эмбрион, а затем, наполняясь жидкостью, становится просторным настолько, что зародыш может двигать ногами и головой.
Амниотическая жидкость — среда, окружающая зародыш. В ней содержатся растворенные минеральные соли, благодаря чему между жидкостью и тканями зародыша создается благоприятное осмотическое давление. Амнион предохраняет зародыш от механических повреждений. Во вторую половину инкубации амнион служит органом питания зародыша яичным белком.
Аллантоис. Появляется аллантоис на 3-й день инкубации как вырост из задней части первичной кишки. Продукты обмена скапливаются в аллантоисе уже с первых дней инкубации. К 5-му дню аллантоис разрастается над зародышем и амнионом. На 6-й день он достигает подскорлупной оболочки и растет вдоль скорлупы. На 10-й день инкубации аллантоис разрастается вдоль всей внутренней поверхности скорлупы, охватывая зародыш, желток и белок.
Аллантоис связан с телом эмбриона аллантоисной ножкой, соединяющей его полость с кишечником. В ней проходят крупные кровеносные сосуды, разветвляющиеся густой сетью в стенках аллантоиса. С 5—6-го дня инкубации аллантоис становится органом дыхания зародыша. Кровь, которая проходит по сосудам аллантоиса под скорлупой, получает через ее поры кислород из окружающего воздуха и выделяет углекислоту. Дыхание с помощью аллантоиса у зародыша продолжается до конца 19-го, начала 20-го дня. Аллантоис — место скопления аллантоисной жидкости, которая образуется из продуктов выделения почек. В этой жидкости содержатся токсические вещества. Располагается аллантоис под скорлупой, и поэтому аллантоисная жидкость испаряется через поры. От роста аллантоиса зависит усвоение белка, так как давлением своих стенок аллантоис заставляет белок перемещаться через сероамниотический канал в амнион. С помощью аллантоиса зародышем усваивается кальций скорлупы. Соединяясь с углекислотой, кальций переходит из окиси в растворимую двуокись кальция и поступает в сосуды аллантоиса. На 19—20-й день инкубации аллантоис атрофируется, сосуды его обескровливаются, жидкость испаряется, и цыпленок переходит на легочное дыхание.


Добавить комментарий
Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Введите два слова, показанных на изображении: *