Untersuchungen zum Fortpflanzungszyklus von Warzenenten (Cairina moschata forma domestica)

Abstract

Warzenenten (Cairina moschata forma domestica) gewinnen in der industriellenGeflügelproduktion immer mehr an Bedeutung. Im Gegensatz zu anderenNutzgeflügelgattungen ist über die Physiologie und über die Möglichkeiten derEinflussnahme auf den Fortpflanzungszyklus bei Warzenenten nur wenig bekannt. Ein Zieldieser Arbeit war es, biostimulatorische Effekte männlicher Artgenossen auf Enten vorEintritt in die Legeperiode nachzuweisen und eine klinische Untersuchungsmethode zurVorhersage des Legebeginns zu etablieren. Ein weiteres Ziel war es, die makroskopische undmikroskopische Morphologie des Oviductes und die Größenentwicklung der Dotterkugelnvon Warzenenten unter dem Aspekt von Veränderungen während des Fortpflanzungszykluszu charakterisieren und deren potentielle Beeinflussung durch die peripheren Konzentrationenvon Östradiol-17beta und Progesteron zu untersuchen. Zusätzlich sollte festgestellt werden, wound wie lang während der Lege- und Brutperiode Spermien im weiblichen Genitale nacheinmaligem Tretakt aufzufinden sind. Zur Detektion biostimulatorischer Effekte wurden 15Warzenenten bis zu ihrem Legebeginn mit permanentem optischen, akustischen undolfaktorischen Kontakt zu einem Erpel und 15 Tiere ohne jeglichen Kontakt zu einemmännlichen Artgenossen gehalten. Es zeigte sich, dass Enten mit Erpelkontakt 16 Tage ehermit dem Legen beginnen, als unstimulierte Tiere (p = 0,003). Bei 29 ausgewachsenenWarzenenten wurden die Kloaken vor dem Legebeginn jeden zweiten Tag klinischuntersucht. Die Rötung, Ödematisierung und Öffnung des Musculus sphincter cloacae, dieFeuchtigkeit der Kloakenöffnung und die Rötung und Vorwölbung der Kloakalschleimhautwurden beurteilt und einer von vier Befundklassen zugeordnet. Warzenenten, die derBefundklasse 2 entsprechen, stehen maximal 26 Tage vor ihrem Legebeginn. Wenn die TiereKloaken der Befundklasse 3 aufweisen, werden sie nach spätestens 14 Tagen ihr erstes Eiablegen. Entsprechen die Kloaken der Tiere der Befundklasse 4, werden sie binnen ein biszwei Tagen mit dem Legen beginnen oder haben bereits gelegt. Für die Untersuchung derhormonellen und anatomischen Veränderungen wurden 35 Warzenenten verschiedenenFortpflanzungszyklusphasen (infantil [70 Tage alt], juvenil [275 290 Tage alt], nach Legendes 1., 2., 4., 6., 10., 15. und 20. Eies, 5 Tage brütend und 35 Tage brütend) beziehungsweiseFortpflanzungszyklusperioden (noch nicht legend, legend, brütend) zugeordnet. Es zeigtesich, dass die Serumkonzentrationen von Östradiol-17beta und Progesteron von der Periode nichtlegender Tiere gegenüber der Legeperiode signifikant ansteigen. Nach dem Übertritt in dieBrutperiode kommt es zu einem signifikanten Abfall der Hormonkonzentrationen imBlutserum. Das Oviduct von Warzenenten lässt sich makroskopisch in Infundibulum,Magnum, Isthmus, Uterus und Vagina einteilen und weist während des Reproduktionszyklusmassive Längenveränderungen auf. Infantile Tiere besitzen mit durchschnittlich 107 ± 9 mmdie kürzesten Eileiter. Die Länge der Oviducte steigt im weiteren Verlauf desFortpflanzungszyklus stetig an, bis sie nach der Ablage des 10. Eies ihr Maximum von 632 ±58 mm erreicht hat. Danach nimmt sie bis zum Ende Brutperiode stetig ab und beträgt am 35.Bruttag 235 ± 87 mm. Diese Längenänderungen korrelieren signifikant mit denSerumkonzentrationen von Progesteron (r = 0,635; p < 0,001) und Östradiol-17beta (r = 0,733; p< 0,001). Auch die mittleren Oviductdurchmesser und die Durchmesser der dominierendenDotterkugeln am Ovar nehmen mit zunehmenden Östradiol-17beta- und Progesteronwerten bisin die Legeperiode zu und sinken dann in der Brutperiode entsprechend der Hormonwerte ab.Zur Erhebung der mikroskopischen Befunde wurden die Oviducte von 34 Enten alle 5 cmquergeschnitten und Hämatoxilin-Eosin gefärbt. Im Querschnitt ist das aus Mucosafaltengebildete Innenrelief des Oviductes sichtbar. Jeder Abschnitt des Oviductes weist eine, für ihntypische Morphologie der Fältelung der Tunica mucosa auf. Die Anzahl der Primärfalten je1000 µm im Querschnitt ist im Infundibulum mit 8,81 ± 3,02 signifikant höher als in allenanderen Oviductabschnitten (p < 0,001). Vor allem im Magnum und im Uterus sinken diePrimärfaltenzahlen je 1000 µm während der Legeperiode signifikant unter die der anderenPerioden des Fortpflanzungszyklus. Die Veränderungen in diesen Abschnitten stehen imsignifikanten Zusammenhang mit den peripheren Konzentrationen von Östradiol-17beta undProgesteron und sind wahrscheinlich auf die Anzahl und Aktivität der Propriadrüsenzurückzuführen. Alle Abschnitte des Oviductes, außer der Vagina weisen ein einschichtig bismehrreihig hochprismatisches Epithel aus Becher- und kinozilientragenden Zellen auf. SeineDicke beträgt durchschnittlich zwischen 19,29 ± 4,93 µm im Infundibulum und 20,90 ± 7,91µm im Magnum. Beim Übergang in den Uterus kommt es zu einer signifikanten Zunahme dermittleren Epitheldicke auf 30,46 ± 4,16 µm (p < 0,001). In der Vagina findet sich einmehrschichtig hochprismatisches Epithel, das mit durchschnittlich 53,16 ± 10,12 µmsignifikant dicker als in allen anderen Oviductabschnitten ist (p < 0,001). In der Laminapropria finden sich, außer im Infundibulum und in der Vagina tubuläre Drüsen, die keineAusführungsgänge besitzen und in den jeweiligen Zyklusperioden morphologischeVeränderungen aufweisen. In der Lamina propria der ovarialen Vagina, finden sich, alsInvaginationen des Epithels, Sperm-Storage-Tubules (SST), die der Spermaspeicherungdienen. Sie konnten bei neun Tieren histologisch dargestellt werden. Bis nach der Ablage dessechsten Eies konnten Spermatozoen in den SST gefunden werden, was eineMindestspeicherzeit von Spermatozoen in den SST von Warzenenten von fünf Tagen belegt.Im Oviductlumen waren bei keinem der Tiere Spermatozoen aufzufinden. Da alle Tiere zurgleichen Tageszeit geschlachtet wurden, weist dieser Befund auf eine diskontinuierlicheFreisetzung der Spermien aus den SST hin. Die dargestellten Ergebnisse sind Grundlage füreine Steigerung der Effizienz der Produktion von Warzenenten und für weitergehende Studienzur Etablierung biotechnischer Verfahren zur Beeinflussung des Fortpflanzungszyklus beidieser Tierart. Muscovy ducks (Cairina moschata forma domestica) are gaining more importance inindustrial poultry production. Contrary to other genera of domestic poultry, there is very littleknown about the muscovies´ reproductive cycle physiology and about the possibilities ofinfluencing it. This work aimed to prove biostimulative effects of male ducks on femalemembers of their species before the onset of the laying period and to establish a clinicalmethod of examination to predict the point of lay. Another aim was to characterize the macroandmicroscopic morphology of the oviduct and the growth in size of the yolk spheres ofmuscovies, seen under the aspect of changes during the reproductive cycle, and to examinetheir potential influence by the peripheral concentrations f estradiol-17beta and progesteron. Inaddition, it was to be ascertained, where and how long spermatozoa could be found in thefemale genitals after a single copulation during the laying and hatching period. In order todetect biostimulative effects, 15 female muscovies were kept in optical, acoustic, andolfactory contact to a drake till their point of lay, whereas 15 females were kept without anycontact to a male conspecific. It turned out that those ducks with contact to a drake began tolay 16 days earlier than those ones without such stimulation. The cloacae of 29 full-grownmuscovies were clinically examined on every other day before the point of lay. Thereddening, edematization and opening of the cloacal sphincter muscle, the humidity of thecloacal orifice and the reddening and outward bulge of the mucous membrane were rated andassigned to one of four different classes of results. In the case of muscovies of class 2, therewere not more than 10 days till their point of lay. Ducks with cloacae of class 3 did not laytheir first eggs later than after 14 days. Animals with class-4-cloacae were about to lay theireggs within next 24 to 48 hours or had already laid. In order to examine the hormonal andanatomical changes, 35 muscovies were assigned to different stages (infantile [70 days old],juvenile [275 290 days old], after laying of the 1., 2., 4., 6., 10., 15. and 20. egg, 5 dayshatching and 35 days hatching) respectively periods (before the point of lay, laying, hatching)of the reproductive cycle. It turned out that the serum concentrations of estradiol-17beta andprogesterone significantly increased from the ducks before the point of lay to the layingperiod. Into the hatching period, a significant decrease of the hormone concentration in theblood serum became evident. The oviduct of muscovies can be macroscopically divided intoinfundibulum, magnum, isthmus, uterus and vagina. It shows considerable changes in lengthduring the reproductive cycle. Infantile animals have the shortest oviducts, measuring 107 ± 9mm on average. The length of the oviducts is permanently increasing during the furthercourse of the reproductive cycle, until it has reached its maximum of 632 ± 58 mm afterlaying of the tenth egg. Afterwards, it continuously decreased up to the end of the hatchingperiod. On the 35th hatching day, it only measures 235 ± 87 mm. These changes in lengthsignificantly correlated with the serum concentrations of progesterone and estradiol-17beta. Alsothe medium diameters of the oviduct and the diameters of the dominating yolk spheres on theovary grew, accompanied by increasing values of the estradiol-17beta and progesteron till thelaying period. During the hatching period, they decreased again corresponding to thehormonal values. In order to get the microscopic results, the oviducts of 34 ducks were cutevery five centimeters and stained haematoxylin and eosin. The cross-section made the innerrelief visible, which is formed by mucosal folds. Each section of the oviduct showed a typicalmorphology of the pleating of the tunica mucosa. The number of the primary folds per 1000µm in the cross-section was significantly larger in the Infundibulum, where it amounted to8,81 ± 3,02, than in any other section of the oviduct. It was above all in the magnum and inthe uterus, where the number of the primary folds significantly descended during the layingperiod below those of the other periods of the reproductive cycle. The changes in thesesections were obviously connected with the peripheral concentrations of estradiol-17beta andprogesterone. They probably resulted from the number and activity of the glands of thelamina propria. All sections of the oviduct except the vagina showed a single-layer tillpseudostratified columnar epithelium, consisting of goblet cells and ciliated cells. Its averagethickness was between 19,29 ± 4,93 µm in the Infundibulum and 20,90 ± 7,91 µm in themagnum. Going further into the uterus, the mean thickness of the epithelium significantlyincreased up to 30,46 ± 4,16 µm. Inside the vagina, there was a multi-layer columnarepithelium, which was - measuring 53,16 ± 10,12 µm significantly thicker than in any othersection of the oviduct. In the lamina propria, except in the Infundibulum and in the vagina,tubular glands could be found, which did not possess any exit ducts and showedmorphological changes during the respective cycle periods. Inside the lamina propria of theproximal vagina, invaginations of the epithelium are situated, which serve to storespermatozoa and are called sperm-storage-tubules (SST). They could be histologicallypresented in nine animals. Up to the time after the ducks laid their sixth egg, spermatozoacould be found in the SST. This fact proves, that spermatozoa can be stored in the SST ofmuscovies for at least five days. In none of the animals, could spermatozoa be found in thelumen of the oviduct. As all organ samples were taken at the same time of the day, thesefindings suggest a discontinuous release of the sperms from the SST. The present studyresults are intend to be a basis for the enhancement of the efficiency of the production ofmuscovies and a starting point for further studies to establishing biotechnical methods toinfluence the reproductive cycle in this species.