Paarung - Belegung - künstliche Besamung beim landwirtschaftlichen Nutztier

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1 Paarung - Belegung - künstliche Besamung beim landwirtschaftlichen Nutztier 1

2 Spermamenge und -zusammensetzung Parameter Bulle Schafbock Eber Hengst Ejakulat (ml) Dichte (1000 Sp. / mm 3 ) Zitronensäure (mg/100 ml) Ergeothionin (mg / 100 ml) ,1 Spuren - 15,2 7,6 Fructose (mg / 100 ml) N total (mg / 100 ml) Fraktionen des Ejakulates vom Eber Zeit n. Beginn d. Ejakulation (min) Volumen (ml) Spermien (10 3 /Mikroliter)

3 Geschlechtsreife, Zykluslänge und Brunstdauer bei weiblichen Haustieren Haustierart Eintritt der Geschlechtsreife (Monate) Zykluslänge Brunstdauer männlich weiblich (Tage) (Tage) Pferd (2-40) Rind (1-2) Schaf (1-2) Schwein ( 1-3) 3

4 Zykluslänge, Brunstdauer, Ovulationszeitpunkt, Konzeptionsoptimum bei einigen Nutztierarten Brunstdauer (h / d) h n. Brunstende Tierart Zykluslänge (d) Rind 21 (18-24) Ovulationszeitpunkt Konzeptionsoptimum 6-18 h n. Brunstfeststellung Schwein 21 (16-24) 2-3 Tage (Duldung) h n. Duldungsbeginn h n. Beginn d. Duldung Stute 21 (19-26) Schaf 16 (14-19) Ziege 21 (17-23) 3-10 Tage ca h vor Ende d. Rosse h h n. Brunstbeginn h Ende d. Brunst bis 8 h danach um den Zeitpunkt d. Ovulation h n. Brunstbeginn h n. Brunstbeginn Dauer der Trächtigkeit bei Haustieren Haustierart Dauer der Trächtigkeit (Tage) Mittelwert Varianz Pferd Rind Schaf Schwein

5 Grundlagen des Brunstverhaltens Schlüsselreize bei der Paarung für das männliche Tier Lokomotorischer Reflex Erektionsreflex Fricktionsreflex (Tastkörperchen an Penisspitze) Kopulationsreflex Ejakulation in mehreren Phasen: Samenzellen Sekrete der Anhangsdrüsen Ejakulationsreflex 5

6 Geruchsaufnahme Paarungsverhalten (nach SIGNORET) Annäherung Geruchsaufnahme Aufsprungversuch Treiben Minnegesang Kopf-an-Kopf-Stellung Aufsprung wird verweigert; Kopfauflegen Kopfstöße in die Seite; Minnegesang Stehreflex Deckakt Vorspiel des Ebers vor der Paarung dauert ca. 15 Minuten Dauer des Deckaktes ca. 15 bis 30 Minuten Stoßen in die Flanke, Stoßen zwischen Hinterbeinen Klatschen mit dem Kiefer Harnabgabe und -verspritzen Urinprobe bei Sau Beriechen der Vulva Tiere drehen sich im Kreis Auflegen des Kopfes auf Kruppe und Schwanzansatz (Prüfung der Duldung) bei Duldungsreflex mehrmaliges Besteigen (von hinten, seitlich, von vorn) Aufsprung garantiert noch keine Paarung! 6

7 Auslösung des Duldungsreflexes bei vollrauschigen Sauen durch den Viehpfleger mittels Druck auf den Rücken der Sau unter Einfluss verschiedener Reize von Seiten des Ebers (n. Signoreit et al. 1961; Hafez et al. 1965) Situation Reize des Ebers Positive Reaktionen Ausschließlich Sauen keine 59% Sauen + Liebesgesang akustische 71% auf Tonband Sauen + Ebergeruch olfaktorische 81% Sauen + Eber hinter Holzwand Sauen + Eber hinter Gitter Sauen + Eber in der selben Bucht akustische + olfaktorische 90% akustische, olfaktorische + visuelle akustische, olfaktorische, visuelle + taktile 97% 100% 7

8 Brunstverhalten: signalisiert als äußeres Merkmal die Paarungsbereitschaft der Sauen. Rausche, Brunst - Tage Proöstrus (Vorbrunst) Unruhe, Aufspringen auf andere Tiere, Anschwellen der Vulva, Absonderung eines klaren dünnflüssigen Schleimes, Futteraufnahme verringert Östrus (Haupt- Vollbrunst; Duldungsphase) Tier lässt sich bespringen, Vulvaschwellung reduziert sich, Brunstschleim wird zähflüssiger Typische Brunstlaute (Rollen) Postöstrus (Nachbrunst) Abklingen der Symptome Hormone Hormone sind inter- und intrazellulär wirksame chemische Boten unterschiedlicher Struktur, die in spezifisch differenzierten Zellen gebildet werden oder enzymatisch veränderte Bluteiweiße darstellen. In den Produktions-, benachbarten oder entfernt gelegenen Zellen üben sie ihre spezifischen biologischen Wirkungen aus. Nach der Bindung an Zellmembran-oder intrazelluläre Rezeptoren steuern sie über Cyclasen und intrazelluläre chemische Boten sowie über Beeinflussung der Genexpression unterschiedlichste Zellfunktionen, insbesondere aber die Bildung und Aktivierung von Enzymen bestimmte Wirkungsrichtung bestimmte Wirkungsdauer Reversibilität 8

9 Neurohormonale Regulation der Fortpflanzung ZNS Cortex /Großhirn Hypothalamus Releasinghormone HVL HMLHHL Gonadotropine Steriode Steriode Gonaden Effektivität verschiedener Methoden zur Brunstbeobachtung (de KRUIF et al. 1987) Methode Stier oder Suchbulle Beobachtung 24h/d dreimal/tag, 20 min. zweimal/tag, 20 min. einmal/tag, 20 min. Kühe die richtig als brünstig erkannt wurden 95 % 95 % 75 % 65 % 50 % 9

10 Künstliche Besamung Künstliche Besamung Biotechnisches Verfahren der Reproduktionssteuerung, welches die Samengewinnung von Vatertieren, die Beurteilung des Samens, seine Konfektionierung und Lagerung sowie die Samenübertragung zum Inhalt hat. 10

11 Zoo- u. biotechnische Verfahren in der Schweineproduktion Kontrollierende Verfahren Steuernde u. beeinflussende Maßnahmen Überwachung von Körperfunktionen Züchtungstechniken Züchtungstechnik assoziierte Verfahren - Pubertät - Brunst - Trächtigkeit - Geburt -u.a. -Künstl. Besam. -Embryotransfer -ET-assoziierte Techniken - Spermasexing -Pubertätsstimulation - Synchronisation von Östrus Ovulation Geburten Züchterischer Innovationsgehalt der künstlichen Besamung beim Nutztier u.a.: Spermahandel ersetzt Zuchttierhandel Tiergesundheit: Vermeidung von Deckseuchen Vermeidung von Erregereinschleppung vielfache Vermehrung wertvoller Vatertiere Erhöhung des Selektionsdruckes bei Vatertieren Individuelle Anpaarungen über regionale Entfernungen Anpaarung schwerer älterer Vatertiere an erstmals zu belegende, junge weibliche Tiere Senkung der Kosten (Vatertierhaltung, Arbeitszeit für Belegung, etc.) Ermöglichung der Besamung großer Gruppen weiblicher Tiere zur gleichen Zeit Spermabestellung nach Zeitvorgaben möglich Spermaproduktion auf Vorrat Verbesserung von Reproduktionsleistungen 11

12 Züchterische Vorteile von KB Breite Streuung der Vatertiere in Zuchtherden Kurzer Basiszuchteinsatz der Vatertiere = kurzes Generationsintervall Große Datenmenge für gezielte Zuchtarbeit Zentrale Datenverarbeitung der Informationen aus allen Zucht- und Produktionsstufen Anwendung der BLUP-Zuchtwertschätzung Umsetzung schnellen Zuchtfortschrittes Hygiene-Vorteile von KB Infektionsrisiko von außen sinkt, da kein Vatertierzukauf Keine Krankheitsübertragung beim Deckakt Allg. Schmierinfektionen: HWI-Erreger, Chlamydien Spez. Infektionen: Leptospirose, PRRS, PPV, (Brucel.) Sanierungsprogramme möglich Geschlechtsgesundheit der Herde steigt Weniger erkrankungsbedingte Fruchtbarkeitsstörungen Steigende Leistungen 12

13 Samengewinnung Torbogenreflex Optischer Impuls beim männlichen Tier infolge der Wahrnehmung des Paarungspartners oder des Phantoms. Er löst primär über die visuelle Wahrnehmung das Vorspiel des männlichen Tieres und für den Aufsprung im Weiteren die sexuelle Reflexkette für den Deckakt die aus. 13

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15 Künstliche Vagina 15

16 Absamvorgang Beurteilung von Sperma 16

17 Klassische Spermatologie makroskopische Kriterien Volumen n. Filtration Geruch Farbe mikroskopische Kriterien Motilität Konzentration Morphologie Quantität - Volumen Spermienkonzentration Qualität - Motilität Morphologie Standardspermatologische Parameter Erfüllung der Mindestanforderungen Zielstellung einer In-vitro-Beurteilung von Sperma: Selektion von Ejakulaten mit eingeschränkter Qualität Standardspermatologie Motilität nativ Motilität nach Verdünnung Motilität nach Konservierung Spermienmorphologie Erkennung subfertiler Vatertiere Erkennen von besonderen Situationen in Besamungsstationen Vatertierspezifische Spermienzahl/Dosis Weiterentwicklung der Konservierung 17

18 Dichtebestimmung ( Photometer ) Kriterien der Befruchtungspotenz von Spermien ungeschädigtes Akrosom mit entsprechenden Enzymaktivitäten normales morphologisches Erscheinungsbild Reaktivierbares Genom Rezeptoren für den Eizellkontakt funktionstüchtige Zellmembran normale Stoffwechselaktivität Fähigkeit zur Kapazitation und Akrosomenreaktion normales Motilitätsverhalten vor und nach Kapazitation 18

19 Motilitätsbestimmung ( Mikroskop, Wärmeplatte, Monitor ) reale Bewegung gemittelte Kopfauslenkung effektive Vorwärtsbewegung immotile Spermien lokal motile Spermien motile progressive Spermien Spermien lineare, nichtlineare Spermien Kreisgänger, hypermotile Spermien Vorwärtsbewegung von Spermien 19

20 Protoplasmatischer Tropfen in der Migration Morphologisch abnormale/normale Spermien Schlinge an der Geißel Zusammeneingerollte Geißel Akrosomdefekt Proximaler protoplasmatischer Tropfen geschwoll enes Akrosom Schlinge an der Geißel Anzahl Spermien je Besamungsportion: Rind.ca (Mio.) Schwein (Miard.) 20

21 Organisationsformen der künstlichen Besamung bei landwirtschaftlichen Nutztieren Fernbesamung Besamungsbeauftragter Zustellbesamung Eigenbestandsbesamung Standortbesamung Spermaproduktion und Besamung am gleichen Standort (Betrieb) Zustellbesamung Zentrale Station für Vatertiere fachgerechte Spermaproduktion Sperma wird nach telefonischer Anmeldung mit Kurierdienst in die Betriebe gebracht Besamung durch Angehörige des Betriebes Einheit von Brunstbeobachtung und Besamung 21

22 Fernbesamung Zentrale Station der Vatertiere Besamung durch Angehörige der Vatertierstation fachgerechte Spermaproduktion Nachteile! Trennung zw. Personal für Brunstbeobachtung u. Besamungsdurchführung Hygiene fremde Person Realisierung des opt. KB-Zeitpunktes ist schwierig Standortbesamung Relativ hohe Kosten, deshalb für große Betriebe geeignet bzw. für Betriebe in der Nachbarschaft ungünstige Auslastung der Vatertiere hohe Investitionskosten Nachteile! Spermagewinnung nach Bedarf opt. KB-Termin ist realisierbar Einheit von Besamungstechniker und Person für Brunstkontrolle Züchterische Aspekte für Vatertierauswahl!! 22

23 Entwicklung der Durchführung der künstlichen Besamung (in % aller Besamungen) -Schwein Besamungsbeauftragte/Tierärzte 913,1 8,0 4,8 3,1 Eigenbestandsbesamer 86,9 88,92,07 95,2 96,9 Entwicklung der Künstlichen Besamung beim Rind Jahr KB-Stationen KB-Betriebe Erstbesamungen % der Kühe u. Färsen , , , , , , , , , , , , , ,7 23

24 Entwicklung der Anwendung der KB-Pferd in Deutschland ca Anpaarungen über KB/Jahr Abfohlrate seit 1990: % Schema für die Besamung von Sauen (u.a. SCHLEGEL et al. 1988, SCHNURRBUSCH u. HÜHN 1994, LEIDING 2000, WEITZE et al. 1994, 2000) später Duldungseintritt Ovulation mittlerer Duldungseintritt Ovulation früher Duldungseintritt Ovulation Brunstkontrolle bis Ende der Duldung!! Ebers wird akzeptiert Absetzen Duldung bei Rückendruck Befruchtungskapazität des Spermas Tage Zeitfenster für KB: 12 vor bis 4 Stunden nach der (berechneten) Ovulation 24

25 Angaben zum Ovulationszeitpunkt und zur -dauer bei Sauen Dauer der Ovulation Literaturangabe Spontanöstrus (n. LH-Peak) Nach 20 g GnRH (Goserelin ) Nach 50 g GnRH (Gonavet ) Std Std Std. SOEDE et al. (1994) MARTINAT-BOTTE et al. (1995) WABERSKI et al. (1997) Std. BRÜSSOW et al. (2006) h BRÜSSOW et al. (1990) RATKY et al. (1998) (n. LEVIS, 1995) Zeit zwischen den Stimulationspeaks beträgt durchschnittlich 60 Minuten. A Nach der Stimulation, Beginn der Besamung B C Duldungsreflex, Peak, optimale Zeit für KB D Duldungsreflex nimmt ab, ungünstig für KB E In dieser Zeit keine Besamung Der Duldungsreflex dauert 5 bis 15 Minuten. Ein weiterer Duldungsreflex lässt sich erst nach Minuten auslösen. 25

26 Spermien auf dem Weg zur Befruchtung nach MÜLLER, x 10 9 (2-3 x 10 9 ) Bindung an Eileiter Speicherung Ablösung vom Eileiter Selektion? > 10 4 motil lebend morph.+ Kapazitation Heparin Progesteron Follikelflüssigkeit Akrosomenreaktion Kumulus Zona pellucida 1 Befruchtung Kapazitation Bindung und Erkennung Induktion der Akrosomreaktion Befruchtungskaskade Kapazitation Überleben Reservoir- Bildung Transport Zona hardening Penetration der Zona pellucida Fusion der Gameten Eizellaktivierung Vagina/ Cervix Uterus Eileiter 26

27 Terminorientierte Besamung in der modernen und effizienten Ferkelproduktion Künstliche Besamung beim Schwein Duldungsorientierte Besamung Manuelle Duldungskontrolle mit Eber Festlegung des individuellen Besamungstermins nach Zeitpunkt der ersten Duldungsfeststellung Terminorientierte Besamung Besamungstermin ergibt sich aus der Behandlungsfolge für die Brunst- und Ovulationssynchronisation Synchronisation der Ovulationen innerhalb der gleichgeschalteten Zyklen 27

28 Arbeitsorganisatorischer Vorteil bei der Anwendung der OS u. TOB gegenüber der DOB! Bezogen auf die Anzahl zur Besamung aufgestellter und synchronisierter Sauen ist infolge der 100%igen Besamung aller Tiere (ÖR = 100%) eine höhere Leistung je aufgestellte Sau zu erreichen als bei duldungsorientierter Besamung. (SCHWARZE und SCHLEGEL,1976) 28

29 Brunststimulation mit dem Eber und Lichtleiste 29