Гистологическое исследование семенников 34 самцов среднеазиатской черепахи показало, что весной гонады находятся в неактивном состоянии и оплодотворение осуществляется за счет сперматозоидов, хранящихся в придатках. Сперматогенез возобновляется в середине мая, нарастает в июне-июле, а в августе начинается отток половых клеток в придатки. У животных с укороченным периодом активности заблаговременная подготовленность самцов к брачному сезону и длительная жизнеспособность сперматозоидов, видимо, способствует раннему спариванию и оплодотворению самок, овулирующих в начале и конце периода размножения. Полноценность сперматогенетического цикла зависит от упитанности животных. Установлены различия в характере накопления питательных веществ в печени особей разного пола, связанные с функциональной активностью гонад, которая у самцов и самок не совпадает. Приведены материалы по брачному поведению черепах.
Изучению размножения среднеазиатской черепахи Testudo horsfieldi посвящено много работ, однако исследователи основное внимание уделяют развитию половых продуктов самок (Сергеев, 1941; Параскив, 1956; Чернов, 1959; Яковлева, 1964; Брушко, 1978)1. Материалы же о самцах ограничиваются описанием брачного поведения, данными о размерах семенников и наступлении периода полового созревания.
В зарубежной и отечественной литературе сперматогенез чешуйчатых рептилий освещен достаточно полно, но сравнительно мало сведений относительно черепах, а для среднеазиатской черепахи данные такого характера совершенно отсутствуют. Гистологические изменения половых желез в сезонном аспекте прослежены у Trionyx sinensis (Lofts, Tsui, 1977), Chrysemys picta (Callard et al., 1976) и у Chelydra serpentina (Murphy, 1973). Установлена обратная связь между сперматогенетиче-ской активностью семенных канальцев и секрецией интерстициальной ткани, где содержание липидов и гонадотропного гормона не остается постоянным. Изменение накопляемости липидов в цитоплазме интерстициальных клеток обнаружено и у Testudo graeca (Unsicker et al., 1975).
В настоящей работе с помощью гистологического метода исследования прослежен сперматогенетический цикл среднеазиатской черепахи и приведены материалы об особенностях брачного периода животных.
* Материал собран в пустынных районах в среднем течении р. Или (Алма-Атинская обл.). Использованы семенники и придатки 22 особей, отловленных с марта по август 1975—1977 гг., и гонады 12 самцов, содержавшихся в неволе. Половые железы фиксировали в спирт-формалине, заливали в парафин, срезы толщиной 8—10 мкм окрашивали геметоксилином Бёмера — эозином и по Маллори. Средний диаметр семенных канальцев высчитан по 15—20 измерениям. Исследованы мазки из семенников, придатков и выводящих половых путей самок. Проведены наблюдения за поведением животных в брачный сезон.
1 Среднеазиатскую черепаху предлагалось выделить в род Agrionemys (Khozatzky et Mlynarsky, 1966), однако в новом определителе пресмыкающихся СССР этот вид по-прежнему относят к роду Testudo (Банников и др., 1977).
В республиках Средней Азии самцы в массе приступают к размножению не раньше 9-летнего возраста. Наиболее позднее половое созревание (13—14 лет) отмечено в Таджикистане (Чернов, 1959). Несколько раньше (в возрасте 11 —12 лет) оно наступает в Туркмении и Киргизии (Сергеев, 1941; Яковлева, 1964). В районе нашего исследования самцы начинают размножаться в возрасте 11—12 лет при длине карапакса 112—117 мм и весе 380—480 г (Брушко, Кубыкин, 1977). В Белуджистане в условиях домашнего содержания полноценное спаривание отмечено в возрасте 7 лет (Roberts, 1975). Нами обнаружено, что созревание половых клеток имеет место у самцов в возрасте 8—9 лет, но сперматогенез не достигает обычной интенсивности, и продуцирование сперматозоидов ослаблено, что не позволяет считать этих животных полноценными производителями. К тому же первый половой цикл не всегда сопровождается спариванием, а если оно случается, то мелкие особи почти всегда оказываются оттесненными более сильными и крупными самцами. Примечательно, что самцы становятся половозрелыми значительно раньше, чем самки.
Половой диморфизм, выражающийся в большей величине самок и в более длинном хвосте самцов, начинает проявляться в возрасте 5—7 лет (Сергеев, 1941; Яковлева, 1964; Брушко, Кубыкин, 1977). Кроме этих признаков, самцы выделяются значительной вогнутостью задней части пластрона и большей длиной коготка на кончике хвоста (Roberts, 1975).
Среднеазиатская черепаха ведет активный образ жизни с последней декады марта по 1-ю декаду июня. Остальное время она находится в спячке и на поверхности появляются лишь единичные особи и то на короткий промежуток времени.
Мнения исследователей о повторности спаривания расходятся. Одни полагают, что оно происходит перед каждой кладкой, т. е. 2—3 раза в сезон (Параскив, 1956; Чернов, 1959; Яковлева, 1964). Сергеев (1941) считает, что оно бывает лишь однажды. Наполненность придатков семенников сперматозоидами в течение всего периода активности свидетельствует в пользу растянутого и многократного спаривания (рис. 1), Однако, судя по поведению черепах, оно ограничено коротким промежутком времени. В исследованном районе спаривание начинается почти сразу после пробуждения черепах — в конце марта, достигает пика в апреле, а в начале мая спаривание становится исключением, хотя в прежние годы оно было зарегистрировано в середине мая и даже позже (Параскив, 1956).
Спаривающиеся самцы почти всегда меньше и моложе самок (Бруш-. ко, 1977). Дополнительный материал показывает, что самцы мельче в среднем на 4 см (2,7—6,7), разница в возрасте достигает 6—7 лет. Воз. растные различия спаривающихся особей отражают общую закономер-ность структуры популяции, где в массе половозрелые самцы гораздо моложе самок (Брушко, 1977). Спаривание черепах разного возраста отмечено и в Копетдаге (Атаев, 1979).
Несмотря на то, что весной все половозрелые самки имеют зрелые яйцеклетки и в одинаковой мере подготовлены к размножению, некоторые из них пользуются особым расположением самцов. В течение дня самцы могут спариваться с несколькими самками. У одних особей в это время фолликулы еще не овулировали, а другие черепахи имели яйца на разной стадии зрелости.
Отметим, что функциональная активность половых желез особей обоего пола имеет значительные различия (рис. 1). Так, в течение всего активного сезона в яичниках идет интенсивное развитие ооцитов (Брущ-ко, 1978), а семенники в это время пребывают в относительном покое и оплодотворение обеспечивается сперматозоидами, хранящимися в придатке.
По наблюдениям Робертса (Roberts, 1975), самцы среднеазиатской черепахи определяют пол встреченной особи по манере поведения, а именно: самки не отражают нападения и прячутся под панцирь, но нам не раз приходилось наблюдать, как от оборонительной реакции они переходят в наступление — кусают преследователя и переворачивают его на спину.
Считается, что поиск самок осуществляется благодаря мечению территории белой густой жидкостью (Параскив, 1956), но эта реакция свойственна особям обоего пола и разного возраста как во время спаривания, так и в течение остального периода активности. Подобным образом ведут себя черепахи, появляющиеся на поверхности в июле-августе и при одиночном содержании в неволе. Вполне вероятно, что выделение анальных пузырей черепах разного пола и возраста в различных случаях играет разную роль.
Допуская возможность сохранения сперматозоидов в половых путях самок, что доказано для каролинской черепахи (Hattan et al„ 1975) и предполагается для средиземноморской (Мусхелишвили, 1970), мы исследовали мазки из разных отделов яйцеводов от 29 особей. У 17,2% самок мужские половые клетки обнаружены в маточном отделе яйцеводов и во влагалище в апреле, мае и 1-й декаде июня, когда спаривание было завершено. Сперматозоиды имелись у особей с развивающимися ооцитами, у самок с яйцами в известковой оболочке и в промежутках между кладками яиц. Видимо, такой способ размножения способствует более ранней овуляции и появлению раннего приплода. В наших условиях это приобретает значение в случае невозможности встречи партнеров из-за неблагоприятной погоды или низкой численности черепах.
В брачный период для самцов характерна повышенная двигательная активность. Занятые поисками и преследованием самки, они кормятся урывками и поспешно, но за короткое время успевают создать значительные энергетические запасы (см. таблицу), неодинаковые у особей разного пола. Несколько повышенный относительный вес печени самцов в апреле по сравнению с самками объясняется более ранним их выходом после зимовки. К тому же у самок в это время энергетические ресурсы идут на развитие половых продуктов, и значительное их увеличение наступает только в июне, когда завершаются формирование и откладка яиц И функция яичников угасает. У самцов накопление запасных веществ в течение сезона протекает более равномерно. Ко времени залегания в спячку самцы и самки имеют одинаковый вес печени.
Парные семенники с примыкающими придатками и почками, как правило, располагаются в нижней части полости тела на одном уровне. Различия в величине правого и левого семенников незначительны (рис. 2). Среди особей одного возраста более крупные имеют несколько увеличенные гонады. Отметим, что функциональная активность гонад среднеазиатской черепахи отлична от другого сухопутного вида — средиземноморской, для которой установлено три спаривания, соответствующие трем пикам увеличения половых желез (Банников, 1951). У среднеазиатской черепахи в брачный период размер гонад незначителен. Их величина ощутимо возрастает в июле, когда животные находятся в спячке (рис. 1).
Соответственно размерам семенников в конце марта — апреле спер-матогенетическая активность половых желез не выражена. Семенные канальцы диаметром 88,6 мкм содержат неполный или 1—2, иногда 3 ряда сперматогониев (рис. 3, Л). Полость канальцев заполнена остатками резорбированных клеток. В собирательных канальцах и в канальцах, расположенных по периферии органа, встречаются небольшие скопления сперматозоидов, оставшиеся после оттока их основной массы в придаток. Семенные канальцы разделены мощными прослойками интерстициальной ткани с обильно секретирующими эпителиальными клетками. При рассечении канальцев придатков из них извергаются сгустки сперматозоидов в виде светлых трубочек длиной 0,7—0,8 мм (рис. 3, Б). Наполненность канальцев сперматозоидами неодинакова. Некоторые из них совершенно опустошены, что, вероятно, связано с порционным поступлением половых клеток из семенника либо с их оттоком в период спаривания.
В середине мая у большинства самцов начинается активация герминативного эпителия, но на размерах гонад это еще не отражается. Происходит увеличение диаметра семенных канальцев (90,3 мкм) и возрастает их наполняемость. Плотно лежащие сперматогонии и сперматоци-ты образуют многослойный пласт высотой 30—35 мкм. В отдельных участках, где деление клеток особенно хорошо выражено, встречаются единичные сперматиды. Накопление клеток герминативного эпителия несколько увеличивается в конце мая. Примечательно, что интенсивность процесса сперматогенеза в разных частях гонады не всегда одинакова и это отражается на топографии клеток и диаметре семенных канальцев. Межуточные элементы развиты хорошо, и придатки полностью заполнены сперматозоидами. У отдельных особей процесс сперматогенеза протекает вяло. Митотические фигуры встречаются редко, и зародышевый эпителий представлен в основном сперматогониями.
В июне величина гонад почти не изменяется, хотя диаметр семенных канальцев несколько увеличивается (105 мкм). Наблюдается дальнейшее накопление сперматогониев и сперматоцитОв, образующих слой 40—50 мкм. Сперматиды встречаются, в умеренном количестве.
В июле заметное увеличение размеров семенников и семенных канальцев происходит за счет возрастания числа сперматоцитов и сперма-тид, находящихся на разной стадии зрелости. Тестикулярный цикл вступает в фазу спермиогенеза (рис. 3, В). Зрелые половые клетки свободно плавают в просветах канальцев и начинают заполнять придаточные железы. Наблюдается значительное уменьшение межуточных элементов железы. Интересно, что очень старые самцы тоже имеют высокий уровень сперматогенетической активности и наравне с более молодыми обеспечивают воспроизводство популяции.
В августе семенные канальцы продолжают оставаться сильно расширенными (220 мкм), хотя их содержимое ввиду снижения митотической активности и эвакуации сперматозоидов в придаток уменьшается. Зародышевый эпителий состоит в основном из сперматид и сперматозоидов на разной стадии формирования. Интерстициальная ткань сохраняется в виде тонких прослоек между плотно прилегающими друг к другу семенными канальцами.
О процессах, происходящих в гонадах в последующий период, в какой-то степени можно судить по половым железам черепах, добытых в апреле-мае и содержавшихся в виварии до весны следующего года. Условия их содержания, к сожалению, были далеки от оптимальных. К тому же не удалось обеспечить летнюю и зимнюю спячки животных, вынужденных бодрствовать в течение всего периода пребывания в неволе. Несмотря на одинаковые условия содержания, степень нарушения функции половых желез у различных особей оказалась неодинаковой. Среди животных, забитых в октябре, ноябре, январе и марте, дегенеративные процессы были глубже выражены у более истощенных. Это проявлялось В сильном угнетении паренхимы (сужении семенных канальцев и утолщении их оболочки) и массивном развитии межуточных элементов гонады. У другой группы животных герминативный эпителий был представлен гораздо богаче, а межуточная ткань развита умереннее. Придатки этих самцов содержали небольшое число сперматозоидов, сохранившихся от прежнего цикла размножения.
Изложенные результаты позволяют сделать следующие выводы.
1. В отличие от самок, овуляторный цикл которых повторяется несколько раз в году, у самцов существует один половой цикл. Функциональная активность половых желез самцов и самок не совпадает. С конца марта до середины мая семенники находятся в состоянии относительного покоя и зрелые сперматозоиды содержатся в основном в придатке.
У самок же в это время происходит созревание фолликулов и формирование яиц.
2. Для размножения будущей весной сперматогенез возобновляется в середине мая, нарастает в июне-июле, достигая стадии образования сперматозоидов, а в августе начинается опустошение семенных канальцев; затем гонады остаются в относительном покое, и спаривание обеспечивают половые клетки, хранящиеся в придатке.
3. Заблаговременная подготовленность самцов к брачному сезону и длительная жизнеспособность сперматозоидов, способных сохраняться в придатках круглый год, видимо, способствуют более раннему спариванию и оплодотворению максимального числа самок, овулирующих в начале и конце репродуктивного периода.
4. Характер накопления питательных веществ в печени самцов и самок связан с функциональным состоянием семенников и яичников.
5. Принимая во внимание многократное участие самцов в спаривании и растянутость брачного периода, заготовку черепах следует осуществлять после брачного сезона и после откладки первой партии яиц, начиная со 2-й декады мая.
