在我们日常的生活中,蛋这一食材几乎无处不在。无论是简单快捷的水煮蛋、家常美味的炒蛋,还是高级餐厅里的法式舒芙蕾,都离不开“蛋”这一核心原料。然而,在我们享受这些美味佳肴的同时,那些未被食用的蛋,它们的生物学意义究竟如何?这些看似普通的小圆球,实则蕴含着胚胎发育的无限奥秘。
在生物界中,鸟类和爬虫类动物都具备产卵的能力。尽管它们的蛋在形状和大小上存在差异,但内部结构却大致相同。主要由碳酸钙构成的蛋壳包裹着卵黄和卵白,为胚胎发育提供保护和营养。以母鸡为例,每当排卵时,卵巢会释放出一颗卵母细胞,这就是我们所说的卵黄。如果母鸡与公鸡成功交配,那么这颗卵母细胞就有可能在输卵管上端受精。
一旦卵子受精,它便会沿着母鸡的生殖道继续移动。在这个过程中,卵黄会被由卵白蛋白形成的层层结构包裹,这些卵白构成了蛋清的主要成分。随着受精卵的不断移动,卵白也会逐渐包覆在卵黄周围。这个过程需要花费大约24小时的时间,最终,一颗带有钙质外壳的完整鸡蛋才会被母鸡产出。
这颗受精的鸡蛋,内部含有发育成雏鸡所需的全部遗传物质。为了支持胚胎发育,鸡蛋内部富含营养物质。尤其是卵黄部分,其类胡萝卜素含量越高,颜色就越深。这些营养物质将通过卵黄囊的血管供应给正在发育的胚胎。
奇异鸟蛋
鸡蛋
那么,一颗受精的鸡蛋是如何发育成雏鸡的呢?接下来,让我们一起了解这个过程。
母鸡的卵巢大约每26小时会排出一颗卵母细胞,发育成卵细胞。不过,只有母鸡与公鸡交配后,排出的卵母细胞才会在输卵管漏斗部受精。
卵母细胞排出后,会沿着输卵管向下移动,会被卵白分泌部产生的卵白层层包裹。当发育中的卵抵达输卵管峡部时,内外壳膜开始形成,将卵黄和卵白包裹起来。
随后,正在形成的蛋会进入子宫,并在此停留约20小时。在此期间,由碳酸钙沉积形成的蛋壳逐渐矿化,同时卵卟啉等色素也开始沉淀。
最后,完成整个形成过程的蛋到达泄殖腔,母鸡开始产卵。整个卵的形成过程大约需要26小时,完成产蛋后约一小时,母鸡就可以再次开始新的排卵周期。
当卵子受精后,胚胎会从卵黄的一侧开始发育。为了防止卵黄在移动过程中移位,它会被由浓卵白组成的卵黄系带固定在卵白中央。随着胚胎的发育,血管网开始形成,并出现心跳。大约五天后,胚胎继续生长,雏鸡的眼原基也开始分化。卵黄通过卵黄囊血管为胚胎提供所需的营养。
10天大的小鸡在蛋壳内的模样
随着时间的推移,胚胎的颈椎逐渐变长,脑部也开始快速发育。同时,肢芽也开始出现并逐渐伸长。羽毛原基也开始在胚胎表面形成,为未来的羽毛生长做准备。在这个阶段,卵黄囊血管网从卵黄中吸收营养,以支持胚胎的快速发育。
到了第14到17天,胚胎已经呈现出雏鸡的基本形态,全身被绒毛所覆盖。在这几天里,胚胎仍然会继续生长。到了第17天时,卵白已经被胚胎吸收殆尽,此时的雏鸡已经做好了破壳的准备。
孵化是鸡蛋生命历程中最为关键的阶段之一。在孵化过程中,母鸡会通过抱窝行为为鸡蛋提供适宜的温度(约37.5℃-38℃)。经过大约21天的孵化时间,卵黄和卵白已经被雏鸡完全吸收。此时,雏鸡已经发育成熟,并在蛋壳内部调整体位。最终,它会用喙尖的卵齿啄破蛋壳,完成孵化过程。
关于先有蛋还是先有鸡的问题,进化生物学研究表明,现代家鸡是从恐龙演化而来的。在鸟类进化过程中,羊膜卵的出现要远早于鸡属物种的形成。因此,从进化史来看,卵生繁殖方式的出现早于现代鸡这个物种的形成。
下一篇,我们将继续探讨不同鸟类的卵的多样性。
文中图片均来源于《How it works》杂志
作者:《how it works》科普团队
审核:黄乘明 中国科学院动物研究所研究员,海南大学特聘教授,中国动物学会监事,中国野生动物保护协会理事
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