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蚯蚓雌雄同体,雄性生殖器官在第10、第11节的后侧,有两对精巢囊,每一个囊内有精巢和精漏斗各一个,通过隔膜上的小孔与后一对的贮精囊相连;贮精囊两对位于第11节和第12节内,精细胞在精巢中产生后,先进入贮精囊中发育,待成熟后再回到精巢囊,由精漏斗经输精管排出。两条输精管,在13节后,两两平行,当行至第18节与前列腺的支管和主管相会合,由雄生殖孔排出,雄生殖孔在第18节腹面两侧。
雌性生殖器官有葡萄状的卵巢一对,附着在第12、第 13节隔膜的后方,成熟的卵落入体腔,经第13节内一对卵漏斗,通过较短的输卵管,至第14节会合,而由雌性生殖孔排出,雌生殖孔只有一个。另外,在第6 至第9节内,有受精囊2或3对,为接受和储存异体精子的场所,开口于6至9节间腹部节间沟两侧。
蚯蚓虽说是雌雄同体,但由于性细胞成熟时期不同,故仍需异体受精。蚯蚓的雄性生殖细胞先成熟。成熟后两条蚯蚓要进行交配,交配时,副性腺分泌粘液,使双方的腹面相互粘着,头端分向两方。
雄性生殖孔与异体受精囊孔相对,精液从各自的雄生殖孔排出,通过对方的受精囊孔进入受精囊内。交换精液后两条蚯蚓各自分开。待卵成熟后环带分泌粘稠物质,在环带外凝固而成环状粘液管(蚓茧),成熟的卵由雌生殖孔排至蚓茧中。当蚯蚓作波浪式后退运动时,蚓茧相应逐渐向前移动,当移至受精囊孔处精子逸出,在茧中受精。蚯蚓继续后退,最后蚓茧离开身体,两端封闭而留在土中。
每个蚓茧有1~3个胚胎,2~3周内孵化。如环境不适宜,可延至翌年春季孵化。