Aus wirtschaftlichen Gründen sterben jedes Jahr in Deutschland rund 50 Millionen männliche Küken, weil sie keine Eier legen und schlecht Fleisch ansetzen. Mehrere Teams forschen nach Alternativen, um das Töten von männlichen Eintagsküken zu stoppen. Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM) haben eine Methode entwickelt zur nicht-invasiven Fruchtbarkeits- und Geschlechtsbestimmung, die gerade patentiert wird.
Prof. Schusser (*1980) erforscht das Immunsystem des Haushuhns. Seine Arbeit beschäftigt sich mit dem Erstellen genetisch veränderter Hühner zur Erforschung des Immunsystems des Huhns. Der Forschungsschwerpunkt liegt hier zum einen auf der Entwicklung des erlernten Immunsystems und zum anderen auf der Funktion des Immunsystems im Kontext von Infektionserkrankungen.
Was ist das Besondere an Ihrer Methode im Vergleich mit bisher vorgestellten Vorgehensweisen, die etwa mit einem Laser oder einer Punktierung des Eies arbeiten?
Professoren Benjamin Schusser und Axel Haase: Besonders an unserer Methode ist, dass sie im Gegensatz zu den anderen Technologien auf das Öffnen der Eischale komplett verzichtet. Mit Hilfe von Magnetresonanztomographie bestimmen wir sowohl Geschlecht- als auch Befruchtungsstatus kontaktlos und nicht-invasiv. Somit wird der Embryo nicht in der Entwicklung gestört und es entsteht keine potentielle Eintrittspforte für Keime in das Ei, wie es bei anderen Methoden der Geschlechtsbestimmung der Fall ist. Weiterhin verwenden wir mit der Magnetresonanztomographie eine Technologie, die millionenfach in der Humanmedizin erprobt ist und keine negativen Effekte auf den Organismus hat.
Prof. Dr. rer. nat. Axel Haase, Direktor des Zentralinstituts für Medizintechnik (IME.TUM)
Wie früh muss denn das Geschlecht der Embryonen im Ei bestimmt werden, um im Sinne des Tierschutzes handeln zu können?
Schusser/ Haase: Es gibt bisher wenige belastbare Daten bezüglich des Schmerzempfindens von sich entwickelnden Hühnerembryonen. In einer Stellungnahme des wissenschaftlichen Dienstes des Deutschen Bundestags vom 31.7.2017 wird davon ausgegangen, dass vor dem siebten Entwicklungstag keine Empfindungen möglich sind und gesichert ab dem 15. Entwicklungstag von einem Schmerzempfinden ausgegangen werden kann. Für die Zeitspanne zwischen dem siebten Entwicklungstag bis zum 15. gibt es gegensätzliche Meinungen, so dass keine abschließende Stellungnahme möglich ist. Generell ist eine möglichst frühe Geschlechtsbestimmung bis Entwicklungstag sieben im Hühnerei erstrebenswert.
Neben der rechtzeitigen Bestimmung des Geschlechts der Küken gibt es ein weiteres Problem: Viele Eier sind nicht befruchtet. Warum ist das so?
Es ist zwischen Hühnerlinien für die Eierproduktion und für die Fleischproduktion zu unterscheiden. Die Linien wurden über Jahrzehnte entweder auf Merkmale für die Produktion von Eiern oder für die Produktion von Fleisch selektiert. Jedoch korrelieren Ei- und Fleischproduktion negativ miteinander, sodass in der Mast nur Mastlinien verwendet werden. Diese Tiere weisen jedoch mit steigendem Gewicht eine geringere Qualität des Spermas und der Fitness auf, weswegen die Befruchtungsrate der Eier abnimmt. Somit nimmt mit steigendem Alter der Elterntierherde die Befruchtungsrate der Eier ab. Zurzeit ist es aber erst nach Beginn der Inkubation – über ein Durchleuchten der Eier –, möglich zu erkennen, ob sich ein Embryo entwickelt oder ob das Ei unbefruchtet war. Die so als unbefruchtet detektierten Eier müssen verworfen und dürfen aufgrund der gesetzlichen Vorgaben nicht mehr der verarbeitenden Industrie zugeführt werden. Ist es jedoch möglich, vor Beginn der Inkubation zu erkennen, ob ein Ei befruchtet wurde, dann können die unbefruchteten Eier aussortiert und weiterverarbeitet werden. Somit gibt es eine sinnvolle Verwertung für diese Eier, Inkubatorkapazität kann für befruchtete Eier genutzt werden.
Wie sieht da Ihre Lösung aus?
Wir haben auch hierfür eine Methode entwickelt, um mit Hilfe der Magnetresonanztomographie bestimmte Magnetresonanz-Parameter im Hühnerei noch vor der Inkubation zu messen, um eine Unterscheidung von befruchteten und unbefruchteten Eiern machen zu können. Unter der Verwendung von deep learning und künstlicher Intelligenz wurde ein Algorithmus entwickelt, welcher an Hand der MRT-Messdaten eine Unterscheidung der Eier hinsichtlich ihres Befruchtungsstatus vornimmt.
Zurzeit melden Sie Ihre Methode zum Patent an. Wann wird sie marktreif und kann von der Geflügelindustrie eingesetzt werden?
Besonders unsere Methode der Bestimmung des Befruchtungsstatus ist ausgereift. Hier ist es möglich innerhalb des nächsten Jahres einen Prototyp zum Testen unter Feldbedingungen zu installieren. Die Geschlechtsbestimmung funktioniert auch, bedarf aber noch mehr Forschungsarbeit, um die Genauigkeit zu verbessern. Mit der Installation eines Prototyps in einer Brüterei ist in den nächsten zwei Jahren zu rechnen. Das Magnetresonanz-Gerät zur Bestimmung der Befruchtung der Eier und des Geschlechts der Embryonen ist dabei identisch, nur die Bildauswertung muss auf die jeweilige Messaufgabe hin optimiert werden.