Morphometrische Studien an Eiern von Hybrid- und Rassehühnern mit Versuchen zur Detektion einer Beziehung zwischen der Form von Eiern und dem Geschlecht der darin befindlichen Küken : Eine oologische und mathematische Studie

Die Vorteile einer Geschlechtsbestimmung von Bruteiern der heute verwendeten Legehybridhühner allein an Hand ihrer äußeren Form, liegen klar auf der Hand. Beispielsweise entfiele das Töten männlicher, eintägiger Küken; die Eier mit männlichen Anlagen stünden uneingeschränkt für den menschlichen Verzehr zur Verfügung; Hühnereier mit weiblichen Anlagen würden weder eröffnet noch auf andere Weise beschädigt, so dass es keine Auswirkungen auf die Brutfähigkeit und den Schlupf geben sollte. Da frühgeschichtliche Autoren Anlass zu der Vermutung geben, Eier mit weiblichen und männlichen Anlagen könnten von unterschiedlicher Form sein, hat sich diese Studie zur Aufgabe gemacht, die entsprechenden Behauptungen von Aristoteles und anderen antiken Autoren mit moderner Messtechnik und Berechnungen zu überprüfen. Die verwendeten Eier stammten von Legehybrid-Elterntieren der Firma Lohmann Tierzucht GmbH, Cuxhaven und von Hennen verschiedener genetischer Herkunft, die in der Klinik für Vögel, Reptilien, Amphibien und Fische der Justus-Liebig-Universität Gießen gehalten wurden. Die Eier dieser Hennen konnten dabei eindeutig ihrer Legerin zugeordnet werden, so dass es möglich war, die Eier von einer einzelnen Henne untereinander zu vergleichen. Für den Vergleich der Form der Eier mit weiblichen und männlichen Anlagen wurden insgesamt 1.223 Eier nach ihrer Herkunft in 12 Gruppen (Lohmann Brown, Lohmann LSL 1, Lohmann LSL 2, Tetra, Welsumer Zwerg, Maran 1, Maran 2, Maran 3, Shaver1, Shaver 2, Grünleger und Italiener) eingeteilt. Ihre maximale Länge und ihr maximaler Querdurchmesser wurden mit einem digitalen Messschieber gemessen. Außerdem erfolgten Messungen mit einem selbst konstruierten Messgerät. Dabei ist ein Messschieber so hinter einer Lochschablone montiert, dass es möglich ist, den Abstand bestimmter, durch den Radius des Messlochs festgelegter Ebenen des Eies vom spitzen und stumpfen Pol zu messen. Das Messgerät ist mit Löchern zunehmender Radien (von 2,5 mm bis 25 mm; in 2,5 mm-Schritten) versehen und ermöglicht es, den Verlauf der Eilinie in Zahlen zu bestimmen. Von den Eiern der Herkunft Lohmann LSL 2 wurden Röntgenbilder angefertigt und die abgebildeten Eier vermessen. Abgesehen von den Eiern der Herkunft Lohmann LSL 2, bei denen es sich um Eier handelt, die bis zum erwarteten Schlupftag in Brutschränken der LSL-Brüterei der Firma Lohmann Tierzucht GmbH in Schaafheim bebrütet wurden, dort aber nicht zum Schlupf gelangt sind, wurden die übrigen 954 Eier bis zum 19. Tag bebrütet und anschließend das Geschlecht der in den Eiern befindlichen Küken makroskopisch bestimmt. 50,37 % der Eier enthielten weibliche, 49,63 % männliche Küken. Außerdem wurde die Lage aller Küken im Ei beurteilt. Das geschah bei den Eiern der Herkunft Lohmann LSL 2 mit besonderem Interesse, da es sich um „Schlupfversager“ handelte. Tatsächlich enthielten diese Eier einen deutlich größeren Anteil an Küken in einer Fehllage (29,2 %) als die Eier der anderen Herkünfte (< 4 %). Zwischen der Lage der Küken im Ei, der Eiform und dem Geschlecht der Küken konnte unter Einbeziehung der Parameter maximale Länge und maximaler Querdurchmesser der Eier und dem aus diesen beiden Parametern berechneten Formindex mit einer zweifaktoriellen Varianzanalyse keine signifikante Korrelation festgestellt werden. Um einen Zusammenhang zwischen Eiform und Geschlecht der Gonaden in den Eiern zu untersuchen, wurden von allen Eiern mit weiblichen Anlagen und allen Eiern mit männlichen Anlagen unter anderem die arithmetischen Mittelwerte der maximalen Länge und des maximalen Querdurchmessers berechnet und diese miteinander verglichen. Für die Eier mit weiblichen Anlagen ergab sich ein arithmetischer Mittelwert der Eilänge von 58,10 mm bei einer Standardabweichung von 3,11 mm und des maximalen Querdurchmessers von 43,69 mm bei einer Standardabweichung von 1,96 mm. Für die Eier mit männlichen Anlagen ergaben sich Werte von 57,79 mm, Standardabweichung 2,94 mm, für die Eilänge und 43,53 mm, Standardabweichung 1,86 mm, für den maximalen Querdurchmesser. Damit sind die Eier mit weiblichen Anlagen im Mittel geringfügig länger und breiter als die Eier mit männlichen Anlagen. Für diese Unterschiede liefert der Student t-Test p > 0,05. Sie sind damit nicht signifikant. Außerdem wurden die Messwerte der Eier innerhalb ihrer jeweiligen Herkunft verglichen. Aber auch dabei konnte bei keiner der 12 Herkünfte, mittels des Student t- Tests, ein signifikanter Unterschied der arithmetischen Mittelwerte der maximalen Länge und der maximalen Querdurchmesser berechnet werden. Der arithmetische Mittelwert des aus maximaler Länge und maximalem Querdurchmesser berechneten Formindex der Eier mit weiblichen Anlagen beträgt 75,29, die Standardabweichung ist 2,80 und der Formindex der Eier mit männlichen Anlagen 75,41 bei einer Standardabweichung von 2,75. Der Student t-Test hat zum Ergebnis, dass dieser minimale Unterschied nicht signifikant ist. Ebenso nicht signifikant sind die verglichenen arithmetischen Mittelwerte der Formindices der Eier mit weiblichen und männlichen Anlagen innerhalb ihrer jeweiligen Herkunft. Die Form der Eier der Herkünfte Lohmann Brown, Lohmann LSL 1, Tetra, Welsumer Zwerg, Maran 2, Maran 3 und Shaver 2 wurden darüber hinaus noch genauer analysiert. Mit Hilfe der Messwerte der Lochschablonen wurden die Konstanten der Formel des Kartesischen Ovals für jedes einzelne Ei berechnet und diese Konstanten miteinander verglichen. Die zugrunde liegende Formel lautet: x2 &#61483; y 2 &#61483; m* &#61480;e &#61485; x&#61481;2 &#61483; y2 &#61501; C Die mit dem Student t-Test durchgeführten Vergleiche der arithmetischen Mittelwerte der Konstanten C, e und m, sowie der aus allen drei Konstanten berechneten Zahl D lassen für keine der Herkünfte einen signifikanten Unterschied der Eier mit weiblichen und der Eier mit männlichen Anlagen erkennen. Der Student t-Test liefert jeweils p- Werte von größer als 0,05. Für noch genauere Analysen wurden aus den Messwerten Polynome berechnet. So wurde die aus der maximalen Länge und dem maximalen Querdurchmesser eines Eies berechnete Ellipse mit einer Deformationsfunktion addiert, um sie auf die Form des Eies anzupassen: egg(x) &#61501; Ellipse(x) &#61483; Deformation(x) Bei der anschließenden Kurvendiskussion von Differenzfunktionen aus je einem Ei mit weiblichen Anlagen und einem Ei mit männlichen Anlagen sollte ein Unterschied des Verlaufes der Eilinien herausgearbeitet werden. Die analysierten Differenzkurven der Eilinien, die aus den arithmetischen Mittelwerten aller Messwerte berechnet wurden, verlaufen allerdings so unterschiedlich, dass keine Gemeinsamkeiten erkennbar sind. Diese Studie zeigt, dass Hühnereier durchaus von unterschiedlicher Form sind. Ein signifikanter Zusammenhang dieser Formunterschiede mit dem Geschlecht der in den Eiern befindlichen Geschlechtsanlagen konnte allerdings mit keiner der angewandten Methoden nachgewiesen werden. Die Tatsache, dass Hühnereier von unterschiedlicher Form sind und die Tatsache, dass Hühner bereits mehrfach hinsichtlich Form, Zahl, Farbe, Größe ihrer Eier selektiert und gezüchtet wurden, gibt Anlass zur Hoffnung, dass eine Relation zwischen Geschlecht der Anlagen und Form des Eies zukünftig auf züchterischem Wege erzeugt werden kann. Zuchtversuche sind angesichts der Bedeutung dieser Frage sicherlich lohnend und könnten das Töten männlicher Eintagsküken vermeiden.Morphometric studies on eggs of chicken of hybrid breeds and of thoroughbred chicken attempting to find a relation between the shape of eggs and the sex of chicks inside. An oologic and mathematic study. The advantages of sexing hatching-eggs of laying hens of hybrid breeds used today only on the basis of the outer shape of the eggshell is blatantly obvious. For example killing male day-old chicks would not be necessary anymore, these genetically male eggs would be available for human consumption without any restrictions, genetically female eggs would neither be opened nor damaged otherwise, so that hatchability should not be impaired in any way. Referring to early authors such as Aristotle and other ancient authors who claimed that eggs containing either male or female chicks could be differentiated by the outer shape of the eggshell, the aim of this study is to reassess this thesis using modern measurement and calculation techniques. The eggs employed in this study derived from parent hybrid laying hens of Lohmann Tierzucht GmbH, Cuxhaven and from hens of different breeds kept in the Clinic for Birds, Reptiles, Amphibians and Fish at Justus Liebig University Giessen. The eggs of the last-mentioned hens could be assigned to its layer so that comparing one hen’s eggs among themselves was possible. For the comparison of genetically female and genetically male eggs a total of 1.223 eggs were divided into 12 groups according to their genetic origin (Lohmann Brown, Lohmann LSL 1, Lohmann LSL 2, Tetra, Welsumer Zwerg, Maran 1, Maran 2, Maran 3, Shaver1, Shaver 2, Grünleger und Italiener). Using a digital measuring slide the maximum length and the maximum diameter of these eggs were measured. Furthermore, measurements were done using a self-designed measuring tool. This tool consists of a digital measuring slide affixed to one side of a whole template. The whole template provides wholes of increasing radii (ranging from 2,5 mm to 25 mm with the radius growing 2,5 mm each). Inserting the pointed and the blunt end of an egg consecutively into each whole of the template the digital measuring slide records the respective depth of penetration. Thus it is possible to measure the distance between the blunt and the pointed end of the egg and a certain level of the egg, which is defined by the respective radius of the whole. Thereby in turn the run of the oval can be quantified. The eggs of Lohmann LSL 2 were x-rayed and the pictured eggs were measured. Except for the eggs derived from Lohmann LSL 2, which were incubated at the LSL hatchery of Lohmann Tierzucht GmbH Company in Schaafheim but did not hatch at the expected day, the remaining 954 eggs of this study were incubated for the duration of 19 days and then killed by freezing. Afterwards the sex of the chicks was macroscopically clearly identified via autopsy. 50, 37 % of the eggs contained female and 49, 63 % contained male chicks. Furthermore, the position of every chick inside its egg was evaluated. Thereby the eggs derived from Lohmann LSL 2 were of special interest because they failed to hatch. In fact, those eggs showed a clearly increased incidence of malposition (29,2 %), compared to the eggs of other origins (< 4 %). Taking into account the maximum length, the maximum diameter of the eggs and the shape-index calculated from these two parameters aforesaid, using univariate analysis of variance there was no significant correlation evident between the position of the chicks in the egg, the outer shape of the eggshell and the sex of the chicks. Investigating a possible connection between the outer shape of the eggshell and the sex of the contained chick the arithmetic mean of maximum length and maximum diameter were calculated for every single egg and subsequently compared with each other. The arithmetical mean of the maximum length amounts to 58,10 mm ( standard deviation: 3,11 mm) and of the maximum diameter to 43,69 mm ( standard deviation: 1,96 mm) for female eggs. The average length of male eggs comes up to 57,79 mm ( standard deviation: 2,94 mm) and the average maximum diameter up to 43,53 mm ( standard deviation: 1,86 mm). According to these results eggs with female chicks are marginally longer and broader than eggs with male chicks. For these small differences the student ttest gives a level of significance of p > 5 %, which is not significant. In addition, the data of the eggs were compared within their respective group of origin. But even doing so, the student t-test did not reveal any significant differences for none of the 12 groups neither regarding the arithmetic mean of the maximum length nor regarding the arithmetic mean of the maximum diameter. The arithmetical mean of the shape-index, calculated from maximum length and maximum diameter results in 75,29 ( standard deviation:2,80) for eggs with female and in 75,41 ( standard deviation: 2,75) for eggs with male chicks. Using the student t-test on these data, the result is not significant ( p> 5%). The results are the same comparing the arithmetic means of shape-indices of male and female eggs within one group. Beyond that, the shape of eggs of the groups Lohmann Brown, Lohmann LSL 1, Tetra, Welsumer Zwerg, Maran 2, Maran 3 und Shaver 2 were analysed more detailed. With the aid of the data collected from the whole template measurements the constants of the Cartesian oval’s formula were calculated for each single egg and compared with each other. The underlying formula is as follows: x2 &#61483; y 2 &#61483; m* &#61480;e &#61485; x&#61481;2 &#61483; y2 &#61501; C The arithmetic mean of the constants C, e and m, as well as the figure D, which is calculated from these three constants, were compared using the student t-test. But for none of the origins this test revealed any significant difference between eggs containing male or female chicks. The student t-test provides levels of significance of p > 5 % in each case. For further analysis, the eggs’ depths of penetration, measured by using the whole template and the radii of the provided wholes were used to compose coordinates. From these in turn polynomial functions were calculated. Thus one egg’s ellipse, calculated based on the length and maximum diameter was added to a deformation function in order to adapt it to the real egg shape: egg(x) &#61501; Ellipse(x) &#61483; Deformation(x) Adjacent curve sketching of difference functions of one female and one male egg at a time was meant to show the differences of the runs of the ovals. The difference curves of the ovals, calculated from arithmetic means of all data show very differing runs. Thus there is no evidence of any similarity. This study shows that eggshells of hen’s eggs do differ in their outer shape. Unfortunately, it was not possible to reveal any correlation between an egg’s outer shape and the sex of the chick developing in an egg with the used methods. The fact that hen’s eggs do differ in their outer shape and the fact that selective breeding concerning the shape, number, colour and weight of eggs was done in the past for several times give reason for the hope that a correlation between the outer shape of an egg and the contained male or female chick could henceforth be induced by means of breeding. Breeding attempts would definitely be worthwhile and could avoid the killing of male day-old chicks