公鸵鸟的生殖系统由睾丸、输精管和阴茎构成,睾丸为一对卵圆形器官,其表面光滑,位于腹腔背面的肾脏前方。这是精子形成和公激素合成的地方。睾丸随年龄和季节有较大变化,性成熟时睾丸体积大,呈棕灰色。输精管以其末端开口于泄殖腔的泄殖道。
公鸵鸟有一个海绵状的阴茎,它是由泄殖道壁突出而成。其中央有一条纵沟,交配时阴茎充分勃起,纵沟侧壁合拢形成一管状通道,精液即从该通道中射出。阴茎无尿道,尿由阴茎基部输尿管口排出。
母鸵鸟只有左侧卵巢和输卵管,而且只在繁殖季节发育,非繁殖季节则萎缩。母鸵鸟的卵巢位于左肾前方。生殖季节可见到大小不等的卵泡。卵巢后方是盘曲的输卵管,依其功能和形态,依次是漏斗部、蛋白分泌部、狭部、子宫部和阴道部。最后通入泄殖腔的泄殖道。
鸵鸟的卵是世界上最大的卵,有15-20厘米长,1.65〜1.76千克重。其结构与一般鸟卵大同小异,但鸵鸟卵的壳很厚,有2.5毫米,非常坚固,一个成人站在上面也踏不破,因此是雕刻的上佳材料。
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