Küken

Nach dem Verbot des Kükentötens: Biomarker statt komplizierter Geschlechtsbestimmung im Ei

Nach langem Hin und Her ist das Verbot nun da: Von 2022 an dürfen männliche Eintagsküken nicht mehr getötet werden. Doch noch sind geeignete Verfahren, um das Geschlecht der Hühnerembryos schon im Ei bestimmen zu können, teuer und kompliziert. Vor allem aber: Sie brauchen zu lange. Dabei gibt es durchaus Alternativen: In Australien und Israel ist es gelungen, mit Hilfe der neuen Genome Editing-Verfahren die männlichen Eier durch Biomarker schnell und einfach sichtbar zu markieren. Direkt nach dem Legen können sie erkannt und aussortiert werden.

Küken

Biomarker mit CRISPR. Anders als bei Säugetieren besitzen bei Hühnern (und Vögeln) die männlichen Tiere - die Hähne - zwei gleiche Geschlechtschromosomen (ZZ), die Hennen dagegen zwei unterschiedliche (ZW). Wird bei Hennen ein Gen für ein fluoreszierendes Protein (FP) mit Hilfe von CRISPR zielgenau in das Z-Chromosom eingeführt, ist das so markierte ZFP-Chromosom nur in männlichen Embryos vorhanden. In den weiblichen Embryos sind die unveränderten Z- und W-Chromosomen aktiv. Diese werden ausgebrütet. Die daraus schlüpfenden Legehennen sind - wie die Eier, die sie legen - nicht gentechnisch verändert.

Männliches Ei mit Biomarker

Eier mit männlichen Embryos leuchten. Die Geschlechtsbestimmung ist direkt nach dem Legen des Eis möglich - ohne Eingriff.

Grafik: Tim Doran, CSIRO: Foto: Video eggXYT; großes Foto oben: iStock

Lange kümmerte es kaum jemand, doch inzwischen will es die Öffentlichkeit nicht mehr tolerieren: Jährlich werden allein in Deutschland etwa 45 Millionen männliche Küken direkt nach dem Schlüpfen getötet, früher durch Schreddern, heute überwiegend durch Ersticken mit Kohlendioxid. Denn männliche Küken sind in der Legehennenhaltung nicht zu gebrauchen: Eier liefern sie nicht und Fleisch setzen sie kaum an. Um solche Hähnchen so aufzuziehen, dass ihr Fleisch verwertbar ist, braucht man etwa dreimal so lange wie bei Fleischhühnerrassen und um ein Vielfaches mehr Futter.

Schon länger sucht die Geflügelbranche händeringend nach Alternativen zum Töten der Eintagsküken. Mit vielen Millionen Euro förderten Bundesregierung und Europäische Union die Entwicklung von geeigneten Verfahren, um das Geschlecht der Hühner bereits im Ei bestimmen zu können.

Inzwischen stehen mehrere Verfahren an der Schwelle zur Serienreife.

Beim endokrinologischen Verfahren erfolgt der Nachweis des Geschlechts des Embryos im Ei über spezifische Hormone. Dafür wird mit einem Laserstrahl die Schale des Eis durchstochen und ein Tropfen aus der embryonalen Harnblase (Allantois) entnommen. Bei weiblichen Tieren führt ein Geschlechtshormon zu einer Farbreaktion. Nur solche Eier werden weiter bebrütet. Dieser Test ist frühestens acht Tage nach dem Legen des Eis möglich. Das Verfahren, von REWE und der Universität Leipzig entwickelt, wird derzeit in der Geflügelwirtschaft eingesetzt (respeggt).

Das Geschlecht kann auch über die DNA bestimmt werden. Wie beim endokrinologische Verfahren wird durch ein winziges Loch im Ei ein Tropfen Harnflüssigkeit entnommen. Die unterschiedliche DNA auf den Geschlechtschromosomen wird mittels PCR nachgewiesen. Auch hier ist ein Nachweis erst ab dem neunten Bruttag möglich. Bei ALDI wird das Verfahren (plantEGG) bereits genutzt.

Beim spektroskopischen Verfahren wird bereits am vierten Bruttag mit einem Laser ein etwa 15 mm großes Loch ins Ei gefräst, durch das ein Lichtstrahl auf eine Blutader am Dotter gerichtet wird. Anhand der Streuung des Lichts lässt sich das Geschlecht des Embryos spektroskopisch bestimmen. Die weiblichen Eier werden mit einer Klebetechnik wieder verschlossen und die Küken ausgebrütet. In der Praxis einsatzfähig ist das Verfahren derzeit noch nicht.

Ebenfalls noch in der Entwicklung befindet sich die Geschlechtsbestimmung über Kernspintomografie (MRT). Der Vorteil: Der Nachweis ist von außen möglich ohne die Eierschale zu beschädigen. Allerdings ist eine Geschlechtsbestimmung damit erst nach 13 Tagen möglich.

Praxistauglich sind bisher nur solche Verfahren, die erst nach dem neunten Bruttag Ergebnisse liefern. Doch schon Anfang 2024 läuft die gesetzliche Übergangsfrist ab. Danach sind in Deutschland nur noch Tests vor dem siebten Tag erlaubt. Bis zu diesem Entwicklungsstadium, so nimmt man an, haben die Embryos kein Schmerzempfinden.

Die aussortierten männlichen Eier werden „industriell verwertet“, etwa als Futtermittel oder in der Pharmabranche zur Herstellung von Impfstoffen.

Vor allem in der Bio-Landwirtschaft setzt man nicht allein auf technische Lösungen. Ein Ausweg könnte das „Zweinutzenhuhn“ sein, die Züchtung einer neuen Rasse, bei der sich sowohl die Hähnchen für die Mast, als auch die Hennen zum Eierlegen eignen. Doch bis dahin ist es noch ein weiter Weg. Andere Betriebe bleiben weiter bei den Legehuhnrassen, verzichten aber auf das Töten der männlichen Küken und ziehen die Hähnchen trotz der schlechteren und verzögerten Fleischbildung auf. Die Eier verteuert das um etwa drei bis vier Cent. Inzwischen gibt es eine Reihe von Projekten und Unternehmen, die eine solche „Bruder-Aufzucht“ praktizieren und damit werben.

Mit CRISPR: Sichtbare Biomarker für männliche Eier

Die bisher entwickelten technischen Verfahren zur Geschlechtsbestimmung im Ei sind langsam, kompliziert und teuer. Dass es anders geht, zeigen australische und israelische Wissenschaftler: Um das Geschlecht der Hühner-Embryos schon im Ei erkennen zu können, nutzen sie die neuen Möglichkeiten des Genome Editings („Gen-Schere“), mit denen es erstmals möglich geworden ist, einzelne DNA-Bausteine oder Gen-Abschnitte an einer ganz bestimmten Stelle im Genom einzufügen.

Ein Team um Tim Dolan und Mark Tizard am CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation, Australien) hat mit Hilfe von CRISPR/Cas, dem einfachsten und zuverlässigsten Genome Editing-Verfahren, das Gen für ein fluoreszierendes Protein (RFP) in Legehennen eingeführt – zielgenau in deren männliche Geschlechtschromosom (siehe Kasten links). Bei Hühnern haben Hennen zwei verschiedene Geschlechtschromosomen, ein weibliches und ein männliches, die Hähne dagegen zwei gleiche. Werden die genom-editieren Hennen von „normalen“ Hähnen befruchtet, besitzen bei den Nachkommen alle Hähne das RFP-markierte Chromosom, alle Hennen jedoch die beiden unveränderten Chromosomen.

Damit sind alle männlichen Embryos optisch markiert: Unter UV-Licht sind sie im Ei zu erkennen - und das schon am ersten Tag nach dem Legen der Eier. Das Ei bleibt unversehrt, aufwändige Analysen sind nicht notwendig.

Allerdings gelten die „männlichen“ Eier als „gentechnisch verändert“ und müssen den Anforderungen der Gentechnik-Gesetze entsprechen. Dagegen enthalten die Eier mit den späteren Legehennen nur die „herkömmlichen“ Chromosomen ohne neu hinzugefügtes Gen-Material. Sie sind daher – ebenso wie die Eier, die sie später legen - nicht gentechnisch verändert.

Bisher haben die CSIRO-Wissenschaftler das Verfahren an Laborlinien getestet.

Einen ganz ähnlichen Ansatz verfolgt eggXYt, ein Startup aus Israel. Auch dabei wird mit Hilfe von CRISPR die DNA für einen Biomarker an eine bestimmte Stelle auf dem männlichen Chromosom der Hennen eingefügt. Durch die gelb fluoreszierende Farbe sind so männliche Embryos direkt nach dem Legen der Eier zu erkennen. Das Unternehmen rechnet mit einem marktreifen Produkt bis 2022. Die Entwicklung des Verfahrens wurde von der EU (Horizon 2020) gefördert.

Erfüllen sich die Erwartungen der Wissenschaftler, könnten die Genome Editing-basierten Ansätze zur Geschlechtsbestimmung in Hühnereiern schneller, einfacher und kostengünstiger sein als die in Deutschland favorisierten Verfahren. Zudem kann die künftig vorgeschriebene sieben-Tage-Frist problemlos eingehalten werden. Doch wenn die Gentechnik beteiligt ist – zwar nicht im fertigen Ei, aber bei der Zucht der Hühner – reagieren viele Verbraucher mit Skepsis – vor allem in Europa.

Daher zielen die Konzepte mit genom-editierten Biomarkern auch nicht auf die europäischen, sondern die internationalen Märkte. Und die sind groß: Weltweit werden jährlich sechs Milliarden männliche Küken getötet.

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