Inseminarea artificiala - biologia aparatului reproducator al albinelor

Aparatul reproducator mascul este compus din: testicule, canale deferente, cule seminale, glande mucoase, canal ejaculator si penis.

Testiculele sunt situate in cavitatea abdominala, intre tubul digestiv si cord, fiind fixate, in abdomen, prin intermediul a doua ligamente. Au culoarea galbena, un aspect neuniform, la exterior sunt invelite intr-o tunica iar in interior contin aproximativ 200 tuburi producatoare de sperma (testiole) care se deschid la capatul canalului deferent intr-o camera comuna.

Dezvoltarea maxima a testiculelor este atinsa in stadiul de larva, in stadiul de adult dimensiunile testiculelor reducandu-se.

Canalele deferente sunt tuburi subtiri prin care materialul seminal produs de testiole ajunge in culele seminale.

Vezicula seminala este partea dilatata a canalelor deferente, rolul acesteia fiind de a colecta si pastra sperma. Se termina intr-un canal scurt care se deschide pe partea dorsala a glandei mucoase, la baza acestei glande. Peretele canalului deferent si a glandei mucoase dispune de o musulatura foarte puternica, stratificata pe doua sau trei nivele. Inspre lumen peretele este format dintr-un strat de celule epiteliale secretorii, inalte. Daca in cula seminala aceste celule produc un lichid cu proprietati nutritive si cu rol de suspensie pentru spermatozoizi, in glanda mucoasa celulele epiteliale produc mucusul.

Glandele mucoase, elemente accesorii ale aparatului reproducator, sunt de forma unor pungi si se deschid la limita de intersectie a culelor seminale cu canalul ejaculator. Secretia glandelor mucoase are un pH usor alcalin iar in contact cu aerul sau apa se coaguleaza. Impreuna cu secretia culelor seminale formeaza lichidul spermatic. Mucusul secretat de aceste glande are rol de diluare a spermei, inlesnind astfel eliminarea ei in momentul ejacularii.

Canalul ejaculator se prezinta sub forma unui tub lung, subtire si fara musculatura ce uneste capetele unite ale glandelor unite cu capatul anterior al penisului. Comunicarea canalului ejaculator cu glandele se realizeaza in momentul imperecherii datorita actiunii musculaturii glandelor.

Penisul (endofalusul) este situat in partea ventrala a abdomenului, anterior ajunge pana in dreptul segmenului III abdominal. Reprezinta organul copulator, este voluminos si se compune din:

- vestibul, ce se deschide la exterior prin falotrema; suprafata membranoasa a peretilor interni ai vestibulului este acoperita cu spiculi marunti, orientati posterior;

- coarne si cervix, doua formatiuni asemanatoare unor pungi largi si ascutite la capete; cervixul contine spiculi marunti, ca si vestibulul;

- bulbul, portiunea terminala, umflata a penisului in care se deschide canalul ejaculator. Are peretii subtiri, netezi la interior, dorsal si posterior prezinta doua placi chitinoase, tari, alungite, orientate cu varfurile inspre partea posteriora; este plin cu o masa de secretie glandulara si cu spermatozoizi; se deschide in cervix printr-un orificiu de forma triunghiulara.

Aparatul reproducator femel este constituit din: ovare, oviducte pare, oviduct impar, vagin si punga spermatica.

Ovarele sunt doua organe voluminoase, piriforme, situate in partea superioara a abdomenului, deasupra gusii.Sunt formate fiecare din 150-l80 ovariole (tuburi ovariene) la matca si din 2-l2 ovariole la albina lucratoare. Pe traiectul lor se pot observa strangulatii ce corespund ovulelor in diferite stadii de dezvoltare: la varful tubului ovarian sunt ovogoniile, in continuare ovocitele, iar in ultima parte, ovulele. In sezonul activ, pentru o ponta de 1500 oua pe zi, fiecare ovariola produce cc. 4-5 oua.

Oviductele pare si oviductul impar realizeaza legatura intre ovare si vagin si au rol in eliminarea ovulelor. La matca sunt dispuse sub forma literei Y si, histologic,sunt diferite intre ele.

Peretii oviductelor pare sunt subtiri, formati doar dintr-un fascicul foarte slab de fibre musculare unistratificate ce formeaza saculeti delicati, cu cute orientate longitudinal, ce permit cresterea substantiala a volumului. La matca tanara oviductele sunt foarte alungite insa dupa inceperea pontei ele se contracta, iar ovarele cresc in dimensiuni.

Oviductul impar dispune de o musculatura foarte puternica, iar segmentul transversal al lui (ce are o deschidere anterioara de 0,33mm) nu se mai poate lati aproape deloc. Din aceasta cauza oul (ce are diametrul de 0,39-0,42mm) in momentul trecerii prin acest oviduct ia o forma elipsoidala.

Spermateca este situata deasupra oviductului impar, respectiv desupra vaginului, avand in partea anterioara aparatul vulnerant (acul). Constituie rezervorul pentru depozitarea spermei, avand diametrul de 1,2-l,3mm si un volum de cc.1mm³. Suprafata spermatecii este stralucitoare, argintie. Peretele spermatecii este tare, transparent si acoperit la exterior de o retea fina de trahei cu rol de aprovizionare cu oxigen a spermatozoizilor din lichidul seminal aflat in spermateca. La matcile virgine, nefecundate, continutul ei este un lichid limpede, ca apa,iar la cele imperecheate, fecundate, lichidul din interiorul spermatecii are un aspect albicios, aspect dat de manunchiurile de spermatozoizi din interiorul ei.

Ductul spermatic (ductus spermaticus) realizeaza legatura intre spermateca si oviduct. In portiunea incovoiata a acestuia este inconjurat de fascicule musculare puternice ce contribuie la transportul spermei in spermateca, actionand ca o adevarata pompa, si, probabil, intervin in eliberarea spermei. In duct se deschid doua canale ale glandelor mucoase ale spermatecii, glande ce imbraca spermateca la exterior si a caror secretie are rol nutriviv pe perioada depozitarii spermatozoizilor pentru mai multi ani si care actioneaza, totodata, ca un 'activator' a migrarii acestora.

Oviductul impar se deschide in punga genitala. Aceasta este formata dintr-o portiune exterioara (punga copulatoare - bursa copulatrix) ce se deschide la baza acului si o portiune situata anterior, vaginul.

Vaginul reprezinta ultima portiune a aparatului reproducator femel.

Este format dintr-un perete elastic, pliat, cu adancituri. Datorita elasticitatii sale forma lui se poate schimba cu usurinta, in functie de extensia abdomenului. Orificiul vaginal, legatura lui cu camera acului, este o fanta transversala ce apare ca o umflatura cutata in mijlocul bursei copulatrix, fiind inchisa in pozitie de repaus.
Diametrul orificiului vaginal este de 0,65-0,68mm.

Inseminarea artificiala este o tehnica ce presupune utilizarea unor instrumente speciale: macroscopul, butelia de dioxid de carbon, lampa cu lumina rece, penseta, aparatul de inseminare si alte accesorii mici.

Macroscopul este un aparat optic asemanator microscopului insa cu o putere de marire mult mai mica decat acesta, folosit pentru a avea o vizibiliate mai buna in timpul inseminarii.

Poate avea un singur vizor sau poate fi binocular, cu doua vizoare pentru cei doi ochi. Acestea sunt recomandate deoarece la examinare ambii ochi raman deschisi, fiind astfel foarte comod pentru inseminator sa lucreze cu aparatul de inseminare. Acesta trebuie tinut sub macroscop si putin in lateral, de aceea macroscopul trebuie sa fie asezat pe o tija care sa-i permita sa se ridice la inaltimea ceruta.

Optional poate fi dotat, ca si in imagine, cu o camera video care transmite semnalul la un monitor, intreaga operatiune de inseminare putand fi urmarita de la acest monitor sau inregistrata pe suport cd sau dvd.

Butelia de dioxid de carbon este o butelie de otel ce contine dioxid de carbon necesar 'adormirii' matcilor supuse interventiei de inseminare.

Se foloseste dioxidul de carbon deoarece acesta are un efect asupra matcilor de amortire, de pierdere a cunostintei, astfel matcile sunt docile in timpul interventiei, linistite si permit astfel introducerea fara probleme a acului siringii de inseminare in vagin. Presiunea dioxidului de carbon care intra in tubul in care este fixata matca trebuie sa fie constanta si cantitate de CO₂ bine dozata, o cantitate de dioxid de carbon prea mare administrata matcii dintr-o data putand avea efecte negative, de durata.

De aceea buteliile de CO₂ folosite la inseminare sunt, in general, de dimensiuni mici (nu este necesar prea mult gaz), si sunt prevazute cu regulator de presiune.

Cantitatea de bioxid ce iese din tub poate fi verificata intr-un vas cu apa, frecventa de formare a bulelor in apa fiind un indicator empiric, dar eficace, al debitului de CO₂ expulzat.

Lampa cu lumina rece este o lampa care lumineaza fara a emite caldura, deci fara a emite raze infrarosii

Lumina este rece deoarece toata radiatia termica s-a filtrat in interiorul acestei lampi. Pentru inseminare este importanta folosirea acestui tip de lumina deoarece fasciculele de lumina rece emise de lampa ofera o vizibilitate buna a abdomenului matcii si impiedica regina sa nu se incalzeasca atat timp cat dureaza interventia, deci o protejeaza de caldura excesiva emisa de sursele de iluminat comune. Daca s-ar folosi aceste surse standard, caldura emisa de acestea ar ridica temperatura matcii, ar nelinisti-o si ar face astfel sa se miste, chiar si inconstient. Procedura de inseminare s-ar desfasura, in aceste conditii, foarte greu, ar fi aproape imposibil de lucrat.

Penseta este un instrument folosit pentru prinderea acului. Prin tragerea acestuia catre marginile laterale ale abdomenului se expune vaginul, locul de insertie al siringii.

Abdomenul se poate mentine apoi deschis, la capatul sau distal, prin utilizarea carligelor aflate in dotarea aparatului de inseminare. Penseta mai este utila in prinderea, manipularea si aplicarea placutelor cu numere pe toracele matcilor inseminate.

Aparatul de inseminare este principalul instrument folosit in inseminarea artificiala a matcilor si consta din mai multe piese, diferite in functie de modelul aparatului. Pe piata exista mai multe tipuri de aparate de inseminare, toate se bazeaza pe aceleasi principii de functionare, folosirea unui tip sau altul depinzand de preferinta practicianului.

Aparatul de inseminare este compus dintr-un sistem de contentionare a matcii format dintr-un carlig sau doua, in functie de aparat, o siringa ce contine lichidul seminal colectat de la trantori si un sistem mecanic de ghidare al siringii in pozitia dorita.

Alte accesorii folosite in inseminare sunt solutia salina folosita la pomparea lichidului seminal prin siringa, vaselina alba pentru sigilarea tuburilor cu sperma, servetele umede.

Procedura de inseminare se desfasoara pe mai multe faze. Acestea sunt:

1. Pregatirea matcilor virgine pentru inseminare. La cateva zile de la eclozionare matcile se pun in izolator pentru a preveni iesirea acestora la imperechere.

2. Colectarea spermei de la trantori, folosind in acest scop siringa din dotarea aparatului de inseminare. Materialul seminal poate fi pastrat fara a-si pierde viabilitatea timp de o saptamana, la temperatura camerei.

3. Imobilizarea si fixarea matcii in piesa rotunda a aparatului de inseminat, cu capul in jos, inspre sursa de dioxid de carbon.

4. Gazarea cu CO₂ si adormirea matcii.

5. Fixarea si introducerea acului de sticla al siringii in vaginul matcii, circa 1-2mm.

6. Introducerea in matca, prin actionarea mecanismului cu care este dotata siringa, a aprox. 6microlitri de material seminal.

7. Retragerea acului.

8. Luarea matcii din piesa rotunda a aparatului si marcarea acesteia prin aplicarea unei placute cu numar sau taierea patrimii superioare a unei aripi.

9. Introducerea matcii in cusca si observarea trezirii.

10. Introducerea cutiutei in care se afla matca intr-un nucleu in vederea eliberarii matcii de catre albinele lucratoare.