Untersuchungen zum Fortpflanzungszyklus von Warzenenten (Cairina moschata forma domestica)

Warzenenten (Cairina moschata forma domestica) gewinnen in der industriellen Geflügelproduktion immer mehr an Bedeutung. Im Gegensatz zu anderen Nutzgeflügelgattungen ist über die Physiologie und über die Möglichkeiten der Einflussnahme auf den Fortpflanzungszyklus bei Warzenenten nur wenig bekannt. Ein Ziel dieser Arbeit war es, biostimulatorische Effekte männlicher Artgenossen auf Enten vor Eintritt in die Legeperiode nachzuweisen und eine klinische Untersuchungsmethode zur Vorhersage des Legebeginns zu etablieren. Ein weiteres Ziel war es, die makroskopische und mikroskopische Morphologie des Oviductes und die Größenentwicklung der Dotterkugeln von Warzenenten unter dem Aspekt von Veränderungen während des Fortpflanzungszyklus zu charakterisieren und deren potentielle Beeinflussung durch die peripheren Konzentrationen von Östradiol-17beta und Progesteron zu untersuchen. Zusätzlich sollte festgestellt werden, wo und wie lang während der Lege- und Brutperiode Spermien im weiblichen Genitale nach einmaligem Tretakt aufzufinden sind. Zur Detektion biostimulatorischer Effekte wurden 15 Warzenenten bis zu ihrem Legebeginn mit permanentem optischen, akustischen und olfaktorischen Kontakt zu einem Erpel und 15 Tiere ohne jeglichen Kontakt zu einem männlichen Artgenossen gehalten. Es zeigte sich, dass Enten mit Erpelkontakt 16 Tage eher mit dem Legen beginnen, als unstimulierte Tiere (p = 0,003). Bei 29 ausgewachsenen Warzenenten wurden die Kloaken vor dem Legebeginn jeden zweiten Tag klinisch untersucht. Die Rötung, Ödematisierung und Öffnung des Musculus sphincter cloacae, die Feuchtigkeit der Kloakenöffnung und die Rötung und Vorwölbung der Kloakalschleimhaut wurden beurteilt und einer von vier Befundklassen zugeordnet. Warzenenten, die der Befundklasse 2 entsprechen, stehen maximal 26 Tage vor ihrem Legebeginn. Wenn die Tiere Kloaken der Befundklasse 3 aufweisen, werden sie nach spätestens 14 Tagen ihr erstes Ei ablegen. Entsprechen die Kloaken der Tiere der Befundklasse 4, werden sie binnen ein bis zwei Tagen mit dem Legen beginnen oder haben bereits gelegt. Für die Untersuchung der hormonellen und anatomischen Veränderungen wurden 35 Warzenenten verschiedenen Fortpflanzungszyklusphasen (infantil [70 Tage alt], juvenil [275 – 290 Tage alt], nach Legen des 1., 2., 4., 6., 10., 15. und 20. Eies, 5 Tage brütend und 35 Tage brütend) beziehungsweise Fortpflanzungszyklusperioden (noch nicht legend, legend, brütend) zugeordnet. Es zeigte sich, dass die Serumkonzentrationen von Östradiol-17beta und Progesteron von der Periode nicht legender Tiere gegenüber der Legeperiode signifikant ansteigen. Nach dem Übertritt in die Brutperiode kommt es zu einem signifikanten Abfall der Hormonkonzentrationen im Blutserum. Das Oviduct von Warzenenten lässt sich makroskopisch in Infundibulum, Magnum, Isthmus, Uterus und Vagina einteilen und weist während des Reproduktionszyklus massive Längenveränderungen auf. Infantile Tiere besitzen mit durchschnittlich 107 ± 9 mm die kürzesten Eileiter. Die Länge der Oviducte steigt im weiteren Verlauf des Fortpflanzungszyklus 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 den Serumkonzentrationen 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 dominierenden Dotterkugeln am Ovar nehmen mit zunehmenden Östradiol-17beta- und Progesteronwerten bis in 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 cm quergeschnitten und Hämatoxilin-Eosin gefärbt. Im Querschnitt ist das aus Mucosafalten gebildete Innenrelief des Oviductes sichtbar. Jeder Abschnitt des Oviductes weist eine, für ihn typische Morphologie der Fältelung der Tunica mucosa auf. Die Anzahl der Primärfalten je 1000 µm im Querschnitt ist im Infundibulum mit 8,81 ± 3,02 signifikant höher als in allen anderen Oviductabschnitten (p < 0,001). Vor allem im Magnum und im Uterus sinken die Primärfaltenzahlen je 1000 µm während der Legeperiode signifikant unter die der anderen Perioden des Fortpflanzungszyklus. Die Veränderungen in diesen Abschnitten stehen im signifikanten Zusammenhang mit den peripheren Konzentrationen von Östradiol-17beta und Progesteron und sind wahrscheinlich auf die Anzahl und Aktivität der Propriadrüsen zurückzuführen. Alle Abschnitte des Oviductes, außer der Vagina weisen ein einschichtig bis mehrreihig hochprismatisches Epithel aus Becher- und kinozilientragenden Zellen auf. Seine Dicke beträgt durchschnittlich zwischen 19,29 ± 4,93 µm im Infundibulum und 20,90 ± 7,91 µm im Magnum. Beim Übergang in den Uterus kommt es zu einer signifikanten Zunahme der mittleren Epitheldicke auf 30,46 ± 4,16 µm (p < 0,001). In der Vagina findet sich ein mehrschichtig hochprismatisches Epithel, das mit durchschnittlich 53,16 ± 10,12 µm signifikant dicker als in allen anderen Oviductabschnitten ist (p < 0,001). In der Lamina propria finden sich, außer im Infundibulum und in der Vagina tubuläre Drüsen, die keine Ausführungsgänge besitzen und in den jeweiligen Zyklusperioden morphologische Veränderungen aufweisen. In der Lamina propria der ovarialen Vagina, finden sich, als Invaginationen des Epithels, Sperm-Storage-Tubules (SST), die der Spermaspeicherung dienen. Sie konnten bei neun Tieren histologisch dargestellt werden. Bis nach der Ablage des sechsten Eies konnten Spermatozoen in den SST gefunden werden, was eine Mindestspeicherzeit von Spermatozoen in den SST von Warzenenten von fünf Tagen belegt. Im Oviductlumen waren bei keinem der Tiere Spermatozoen aufzufinden. Da alle Tiere zur gleichen Tageszeit geschlachtet wurden, weist dieser Befund auf eine diskontinuierliche Freisetzung der Spermien aus den SST hin. Die dargestellten Ergebnisse sind Grundlage für eine Steigerung der Effizienz der Produktion von Warzenenten und für weitergehende Studien zur Etablierung biotechnischer Verfahren zur Beeinflussung des Fortpflanzungszyklus bei dieser Tierart.Muscovy ducks (Cairina moschata forma domestica) are gaining more importance in industrial poultry production. Contrary to other genera of domestic poultry, there is very little known about the muscovies´ reproductive cycle physiology and about the possibilities of influencing it. This work aimed to prove biostimulative effects of male ducks on female members of their species before the onset of the laying period and to establish a clinical method of examination to predict the point of lay. Another aim was to characterize the macroand microscopic morphology of the oviduct and the growth in size of the yolk spheres of muscovies, seen under the aspect of changes during the reproductive cycle, and to examine their potential influence by the peripheral concentrations f estradiol-17beta and progesteron. In addition, it was to be ascertained, where and how long spermatozoa could be found in the female genitals after a single copulation during the laying and hatching period. In order to detect biostimulative effects, 15 female muscovies were kept in optical, acoustic, and olfactory contact to a drake till their point of lay, whereas 15 females were kept without any contact to a male conspecific. It turned out that those ducks with contact to a drake began to lay 16 days earlier than those ones without such stimulation. The cloacae of 29 full-grown muscovies were clinically examined on every other day before the point of lay. The reddening, edematization and opening of the cloacal sphincter muscle, the humidity of the cloacal orifice and the reddening and outward bulge of the mucous membrane were rated and assigned to one of four different classes of results. In the case of muscovies of class 2, there were not more than 10 days till their point of lay. Ducks with cloacae of class 3 did not lay their first eggs later than after 14 days. Animals with class-4-cloacae were about to lay their eggs within next 24 to 48 hours or had already laid. In order to examine the hormonal and anatomical 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 days hatching 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 and progesterone significantly increased from the ducks before the point of lay to the laying period. Into the hatching period, a significant decrease of the hormone concentration in the blood serum became evident. The oviduct of muscovies can be macroscopically divided into infundibulum, magnum, isthmus, uterus and vagina. It shows considerable changes in length during the reproductive cycle. Infantile animals have the shortest oviducts, measuring 107 ± 9 mm on average. The length of the oviducts is permanently increasing during the further course of the reproductive cycle, until it has reached its maximum of 632 ± 58 mm after laying of the tenth egg. Afterwards, it continuously decreased up to the end of the hatching period. On the 35th hatching day, it only measures 235 ± 87 mm. These changes in length significantly correlated with the serum concentrations of progesterone and estradiol-17beta. Also the medium diameters of the oviduct and the diameters of the dominating yolk spheres on the ovary grew, accompanied by increasing values of the estradiol-17beta and progesteron till the laying period. During the hatching period, they decreased again corresponding to the hormonal values. In order to get the microscopic results, the oviducts of 34 ducks were cut every five centimeters and stained haematoxylin and eosin. The cross-section made the inner relief visible, which is formed by mucosal folds. Each section of the oviduct showed a typical morphology of the pleating of the tunica mucosa. The number of the primary folds per 1000 µm in the cross-section was significantly larger in the Infundibulum, where it amounted to 8,81 ± 3,02, than in any other section of the oviduct. It was above all in the magnum and in the uterus, where the number of the primary folds significantly descended during the laying period below those of the other periods of the reproductive cycle. The changes in these sections were obviously connected with the peripheral concentrations of estradiol-17beta and progesterone. They probably resulted from the number and activity of the glands of the lamina propria. All sections of the oviduct except the vagina showed a single-layer till pseudostratified columnar epithelium, consisting of goblet cells and ciliated cells. Its average thickness was between 19,29 ± 4,93 µm in the Infundibulum and 20,90 ± 7,91 µm in the magnum. Going further into the uterus, the mean thickness of the epithelium significantly increased up to 30,46 ± 4,16 µm. Inside the vagina, there was a multi-layer columnar epithelium, which was - measuring 53,16 ± 10,12 µm – significantly thicker than in any other section 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 showed morphological changes during the respective cycle periods. Inside the lamina propria of the proximal vagina, invaginations of the epithelium are situated, which serve to store spermatozoa and are called sperm-storage-tubules (SST). They could be histologically presented in nine animals. Up to the time after the ducks laid their sixth egg, spermatozoa could be found in the SST. This fact proves, that spermatozoa can be stored in the SST of muscovies for at least five days. In none of the animals, could spermatozoa be found in the lumen of the oviduct. As all organ samples were taken at the same time of the day, these findings suggest a discontinuous release of the sperms from the SST. The present study results are intend to be a basis for the enhancement of the efficiency of the production of muscovies and a starting point for further studies to establishing biotechnical methods to influence the reproductive cycle in this species