幼鳥是從鳥蛋中孵化而來的。作為一只鳥蛋,蛋殼內的胚胎有生命。這些胚胎在蛋殼內慢慢發育。但鳥蛋內的胚胎是如何進行呼吸的呢?
密集小孔——主通道
鳥類的蛋分為四部分:外殼、外殼膜、內殼膜、蛋內容物。其中在鳥蛋大頭部位的外殼膜與內殼膜之間,就有一個專供胚胎呼吸的氣室,里面充滿了氧和二氧化碳等氣體。
在胚胎發育過程中,內殼膜內的胚胎有絨毛尿囊膜與內殼膜相連,而絨毛尿囊是鳥胚的呼吸器官,其上分布著許多毛細血管。
蛋的外殼上布滿了許多小孔,小孔的數量、直徑及長度也就是蛋殼的厚度,在不同鳥種間是不同的,在蛋殼表面上的分布也是不均勻的。
一般來說在相同表面積的情況下,蛋的鈍端殼孔的數量比銳端要多。雞蛋的蛋殼表面大約有一萬個殼孔。
外殼膜、內殼膜都由蛋白纖維組成,纖維之間也存在大量的間隙。外界的氣體就是通過這些孔與蛋內的氣體進行交換。
鳥蛋的氣體交換,經研究證實是由擴散來進行的,由濃度高的一端流向濃度低的一端。
氣體交換量的大小由許多因素決定,如蛋殼孔的有效面積、殼孔的長度、胚胎的代謝強度、殼內外的氣體分子濃度差等。
二氧化碳排出——關鍵點
由于胚胎的發育需氧化物質建造身體及供應能量,所以隨著胚胎的發育,蛋殼內的氧氣會越來越少,氧分壓越來越低。
殼內外的分壓差越來越大,這樣外界的氧氣就不斷地進入蛋內。
同時二氧化碳在蛋內的濃度會越來越大,蛋殼內外二氧化碳的濃度差就增大,蛋內的二氧化碳不斷地溢出殼外。
在絨毛尿囊未形成以前(雞蛋孵化到5~6天,雞胚的絨毛尿囊開始延伸,到孵化的第12天已與蛋殼內膜完全相連),外界的氧氣經蛋殼孔道直接進入胚胎細胞,二氧化碳也經蛋殼孔直接排出蛋外。此時的胚胎所需的氧量也較少。
當絨毛尿囊形成后,外界氧氣經蛋殼進入蛋內后再擴散進入絨毛尿囊毛細血管中流向胚胎,代謝產生的二氧化碳也經絨毛尿囊毛細血管流向殼外。
一般來說,蛋殼內外的氧分壓差是45TORR(lTORR=1MMHG),殼外氧分壓高于殼內氧分壓,故氧氣就從蛋外進入蛋內。
如果假設外界(大氣中)二氧化碳的分壓為0,那么蛋殼內外的二氧化碳分壓差為44TORR,殼內二氧化碳分壓高于殼外,二氧化碳從蛋內溢出蛋外。
一個60克的雞蛋,在21天的孵化過程中將吸收6升氧氣,放出4.5升二氧化碳。
我們平時談到呼吸時,往往強調氧氣的重要性,似乎二氧化碳無關緊要,其實二氧化碳的排出也是至關重要的,因為二氧化碳還是血液的緩沖劑。
在雞胚的發育過程中,它在胚胎血液中的濃度將影響胚胎呼吸從擴散型傳輸到進行肺呼吸的轉化進程。
所以鳥蛋孵化時要注意孵化室內的空氣流通,以免二氧化碳濃度過高,影響蛋內二氧化碳氣體的排出,影響孵化率。
水分流失不可少
呼吸過程還會伴隨著水分的流失。鳥蛋在孵化過程中除了通過蛋殼進行氣體交換外,還不斷地失水。水是以水蒸汽的形式通過蛋殼及殼膜,也是以擴散的形式溢出殼外。
在胚胎的發育過程中,胚胎的代謝要產生水,如果水不蒸發掉,蛋中的水會越來越多,把胚胎淹死。所以胚胎的失水是一個重要的因素。
失水的多少在很大程度上決定著鳥蛋的孵化成功率。在整個孵化過程中蛋的失水總量,不同大小蛋是不同的。
一個60克雞蛋在21天的孵化期間將失去11升水蒸汽。整個鳥蛋在孵化過程中失水重量大約是蛋最初重量的15%左右。
蛋的失水量也因殼孔面積、殼孔長度、殼內外水汽壓不同而不同。在失水方面,親鳥的孵蛋行為參與調節,所以親鳥孵蛋不僅有給溫的功能,還有調節水汽、濕度的功能。