생물이 후손을 남기는 것을 생식 또는 번식이라고 한다. 포유류는 유성생식으로 몸 안에 난자와 정자가 수정, 착상, 임신 및 분만을 하며, 어린 동물은 젖을 먹고 자란다. 동물의 생식기 해부, 생리, 내분비, 정자 평가, 인공수정, 임신진단 지식과 기술을 바탕으로 수의사는 가축의 임신을 조절하거나, 번식효율을 높이거나 멸종위기 동물 종을 보존할 수 있다.
시상하부, 뇌하수체, 생식샘(생식소)에서 분비되는 호르몬은 임신 중 태아의 생식기 분화, 생식세포 발육, 성 성숙기에 일어나는 발정 현상, 배란, 착상, 임신, 분만 및 비유 과정을 조절한다.
일조시간에 따라 발정주기가 나타나는 동물을 계절 번식 동물이라고 하며, 일조시간이 긴 봄과 여름에 번식되는 말과 일조시간이 짧은 가을과 겨울에 번식되는 면양이나 산양 등을 구분할 수 있다. 계절 번식 동물은 비 번식 계절에 난소 활동이 정지되어 무 발정 상태이다. 대부분 야생동물은 계절 번식 동물에 속하나 가축화되면서 계절의 영향이 줄어든다. 고산지대에 사는 동물은 번식기가 짧고, 따뜻한 지방에 사는 동물은 번식기가 긴 편이나 환경 온도와 영양은 정상적인 상태에서 크게 문제 되지 않는다. 암컷의 성 성숙기에는 발정 현상이 나타난다. 동물 종에 따라서 암컷의 성 성숙기, 수컷 허용 행동, 필요한 호르몬의 종류와 방출 순서가 다르다. 개는 생후 12~18개월에 처음으로 교미하며, 수태율은 2세의 최고가 되어 6~7년 동안 유지된다. 고양이는 생후 8~10개월에 처음으로 교미하며, 계절적으로 다 발정이다. 발정주기는 2~3주마다 반복되며, 교미 후 24~36시간에 배란된다. 암컷에 수컷을 허용하면 탐색기를 거쳐 수컷에서 전립샘 액이 암컷의 질에 분비되며, 음경 삽입 자세에서 정액 분비, 교미 자세에서 전립샘 액이 분비된다. 교미 자세는 20분 정도 지속된다.
개에서 발정 전기에 암컷의 질 외부가 커지며 분비물이 있는 등 형태 변화는 있으나 수컷을 허용하지는 않는다. 발정기는 암컷이 수컷을 허용하는 시기이며, 배란 직전에 증가한 에스트로젠 최대치에 이어서 낮은 에스트로젠과 프로게스테론 증가 시 나타난다. 또한 발정 전기에 커진 질이 수축하여 질 점막에 주름이 나타난다. 고양이는 성 성숙기는 품종에 따라서 생후 4~12개월에 나타나며 수태율은 2~8세에 최고가 되어 10세 이후에 감소한다. 발정 전기에 다른 고양이나 사람과의 접촉을 증가시키나 질 분비물은 없으며, 수컷을 허용하지 않는다. 발정기에는 움직임이 많아지고, 울부짖는 소리를 내고, 여러 곳에 배뇨하거나 표식을 남기고, 사료를 적게 먹는다.
수컷의 사춘기는 임신을 일으킬 정도의 충분한 정자를 생성할 수 있는 최초의 시기이며, 소와 말에서 사정된 정액에 5,000만 개의 정자와 이 중 10% 이상이 운동성을 갖는 때이다. 동물의 사춘기는 성 성숙기와 구분되며, 동물의 종에 따라서 몇 개월에서 몇 년 후 성 성숙기가 나타난다.
영장류, 소 및 돼지 발정주기는 연중 계속 반복된다. 영장류는 에스트로젠과 프로게스테론에 의해서 자궁내막이 발달한다. 황체가 소실되어 프로게스테론의 분비가 중단되면 증식되었던 자궁내막이 탈락하고 모세혈관이 노출 및 파열되어 며칠간 붉은 용액이 배설되는데 이 현상을 월경 또는 생리라고 한다. 따라서 월경 기능은 황체가 소실되는 황체기 말기에 해당한다. 생식샘 자극 호르몬에 대한 난소의 반응도가 감소하여 에스트로젠 생산이 감소하고 생리가 정지되는 시기를 폐경기라고 한다. 사람의 나이 45~50세가 되면 에스트로젠 음성 되먹임 작용에 의한 시상하부 생식샘(생식소)자극호르몬 합성 억제 작용이 사라지기 때문에, 폐경기를 지난 여성에서 난포 자극 호르몬과 황체형성호르몬의 합성과 분비가 상당히 증가한 상태이다.
동물의 몸은 체세포와 생식세포로 이루어져 있으며, 생식세포는 난자와 정자이다. 수정란이 할구 분할하여 장비기에 이르면 배아의 장 근처에 있는 생식세포는 생식샘을 만든다. 이 생식세포는 그곳에서 감수분열과 유사분열을 하여 배우자인 난자 또는 정자로 분화한다. 난자형성과 정자형성은 임신 중 태아에서 시작되어 성 성숙기에 완성된다.
가축 인공수정
가축에서는 인공수정, 수정란 이식, 발정기 조절 또는 난자 채집을 위하여 유도배란을 하고 있다. 포유류의 난자와 정자를 체내와 같은 상태로 만들어주면 수정과정이 체외에서 일어날 수 있다. 체외수정은 설치류, 토끼, 소, 돼지 및 사람에서 이루어지고 있다. 정자의 인공 질을 이용하여 정액을 채집하여 정자의 운동성, 형태, 수를 평가하고, 냉동보존 및 해동할 수 있다. 포유류에서의 인공수정은 수의사가 암컷 번식주기를 확인하여 수정이 이루어질 수 있는 시기에 정자를 질, 자궁이나 난관에 주입하는 방법으로 체내에서 수정, 착상, 임신이 이루어진다. 이는 20세기 초에 확립된 임상 기술이며, 소, 돼지, 말, 양, 개, 동물원 동물 등에서 시술된다. 암컷의 번식주기를 맨눈으로 확인하는 대신에 프로게스테론과 프로스타글란딘 같은 호르몬을 사용하여 발정기를 유도하기도 한다.
시험관수정은 정자와 난자가 체외수정 하는 기술, 또는 체내 또는 체외 수정된 수정란이 할구 분할하여 배아가 된 상태에서 암컷의 생식기에 주입되어 착상, 임신이 이루어지는 과정을 나타내기도 한다. (배아 이식)
체외 수정하려면 수정능력 획득은 헤파린을 처리하거나 특수 배양액이나 암컷의 자궁에서 일어나게 한다. 난자는 대개 배란 직전 또는 직후의 것으로 제1극에 형성이 끝난 것을 사용한다.
배아 이식은 사람의 불임 치료 또는 동물의 우수한 형질 개선에 이용되는 기술이다. 체세포 핵을 난자에 삽입하고, 이 하이브리드 수정란이 임신 과정을 거쳐 복제 양 '돌리'기 출생한 사실이 1997년 발표되었다. 이후 체세포 핵이식에 의한 수정란으로부터 돼지, 소, 말, 사슴이 출생하였다. 체세포 핵이식 기술은 낮은 임신율을 나타내지만 동물의 종 복원 수단으로 사용되고 있다.
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