In-Ovo-Geschlechtsbestimmung: Technik, Gesetze und Zukunftsperspektiven

Auf einer Veranstaltung des Landesbetriebes Landwirtschaft Hessen (LLH) „Aktuelle Entwicklungen in der Legehennenhaltung: Braunleger oder Weißleger? Geschlechtsbestimmung oder Bruderhahnaufzucht?“ gab Prof. Dr. Rudolf Preisinger, Senior Group Advisor Biotechnology, EW Group GmbH, Visbek, einen Überblick über die aktuelle Entwicklung bei der Geschlechtsbestimmung und Bruderhahnaufzucht in Deutschland und Europa. 

Von der Forschung zur Praxis: Wie alles begann

Laut Prof. Rudolf Preisinger begann die Forschung zur Geschlechtsbestimmung im Brutei in Hessen. Grund dafür sei die dort ansässige, damals größte Brüterei Deutschlands in Dieburg bei Darmstadt gewesen und die Forderung des damaligen hessischen Landwirtschaftsministers, nach Alternativen zum Kükentöten zu suchen. Daraufhin seien staatliche Gelder in die Erforschung der In-ovo-Geschlechtsbestimmung investiert worden. Damals habe die Bundesregierung drei Forschungsprojekte finanziert mit dem Ziel, das Geschlecht im Ei noch vor der Einlage in den Brutschrank zu bestimmen. Allerdings sei diese Vorstellung nicht umsetzbar gewesen.

Gesetzliche Vorgaben: Ein Flickenteppich in Europa

Doch das Kükentöten selbst sei in Deutschland mittlerweile verboten und die Geschlechtsbestimmung im Brutei gesetzlich vorgeschrieben. „Ganz bis zu Ende gedacht hat man das Gesetz wohl nicht“, erklärte Prof. Preisinger, denn es sei weiterhin erlaubt, Junghennen oder Küken nach Deutschland einzuführen, bei denen der Bruder im Ausland getötet worden sei.

Und während in Deutschland alle falsch identifizierten Küken aufgezogen werden müssten, hätten sich andere europäische Länder wie Frankreich und Österreich so manches Hintertürchen offengelassen. So dürfe man in Frankreich beispielsweise noch heute falsch bestimmte Küken in der Brüterei töten. Und in Österreich produziere man weiterhin Futterküken. Auch Italien spreche vom Ausstieg aus dem Kükentöten, aber wann dies dort geschehe, stehe heute noch in den Sternen.

Fakt sei jedoch: Ein Ausstieg aus dem Kükentöten wird EU-weit kommen. Die Frage sei nur, wann und wie sie diese Lösung aus? Grundsätzlich seien die Bemühungen der Europäischen Union als löblich zu bewerten, weil man damit eine Wettbewerbsverzerrung vermeiden möchte. Die große Frage bleibt aber, wie man mit den Fehlsortierungen umgehe und wie lange die Übergangsfristen gestaltet werden. „Wie können davon ausgehen, des es sicherlich keine Eins-zu-eins-Lösung zur deutschen Variante geben wird“, erläuterte Prof. Preisinger.

Sachstandsbericht der Bundesregierung

„Die Bundesregierung hat bereits vor Jahren einen Sachstandsbericht erstellt, der aufzeigte, dass verschiedene praxisreife Verfahren der Geschlechtsbestimmung im Brutei existieren und dass Brütereien neben der Aufzucht von Bruderhähnen weitere Optionen haben“, sagte der Fachmann.

Offen sei jedoch lange die Frage gewesen, ab wann ein Embryo Schmerzen empfindet. Eine Studie sei inzwischen zu dem Ergebnis gekommen, dass dies vor dem 13. Bebrütungstag nicht der Fall ist. Daraufhin habe man das Gesetz entsprechend angepasst, sodass Verfahren zur Geschlechtsbestimmung im Brutei bis zum 13. Tag angewendet werden dürfen.

In Europa kommerziell verfügbare Techniken der Geschlechtsbestimmung

*1 Modul, es können aber bis zu 8 kombiniert werden

Technische Lösungen: Invasiv oder nichtinvasiv?

Im Weiteren ging Prof. Preisinger auf die Verfahren der In-ovo-Geschlechtsbestimmung ein. Man könne zwei Hauptgruppen von Verfahren unterscheiden, zum einen flüssigkeitsbasierte, invasive Methoden, bei denen eine Probe entnommen und mittels PCR oder Massenspektrometrie analysiert werde. Die zweite Hauptgruppe arbeite nicht invasiv und verwende spektroskopische Verfahren. Hierbei würden Lichtsignale genutzt, um das Geschlecht zu bestimmen.

Die europaweit derzeit am häufigsten genutzte Methode in Europa ist „Genus Focus“, bei der mittels MRT-Technik und unterstützt von Künstlicher Intelligenz das Geschlecht im Ei bestimmt wird.

Zukunftsmusik: Geschlechtsbestimmung per Lichtscan im Brutschrank

In München arbeitet ein engagiertes Team des Startups Omegga an einer Innovation: Es entwickelt einen speziellen Messarm, der zwischen dem dritten und sechsten Bruttag alle fünf Stunden durch den Brutschrank fährt. Dabei scannt er jedes Ei mit Lichtsignalen und erfasst die Reflexion. Mithilfe künstlicher Intelligenz wird daraus das Geschlecht des Embryos bestimmt und direkt auf das Ei als „männlich“ oder „weiblich“ gedruckt. „Dies ist ein denkbar einfaches, aber hochpräzises Verfahren“, so Prof. Preisinger.

Diese nicht invasive Methode erfolgt direkt im Brutschrank, der dafür technisch leicht angepasst werden muss. Die junge Firma steht nun vor der Herausforderung, das System zu kalibrieren. Ziel ist es, eine zuverlässige Geschlechtsbestimmung bereits vor dem siebten Bruttag zu ermöglichen. Dafür benötigt das Team eine enorme Menge an Trainingsdaten – zehntausende bis hunderttausende Embryonen müssen analysiert werden, um die künstliche Intelligenz zu optimieren und belastbare, validierte Ergebnisse für den Einsatz in Brütereien zu erzielen.

Die Datenerfassung in den Brutschränken ist eine gewaltige Aufgabe, doch wenn alles nach Plan verläuft, könnte die Technologie bereits 2026 marktreif sein, schätzt Prof. Preisinger.

Innovative Technik: Küken-Geschlecht per Laserfluoreszenz erkennen

An einem weiteren Verfahren, das mittels zeitaufgelöster laserinduzierter Fluoreszenz arbeitet, forscht man an der Technischen Hochschule Ostwestfalen-Lippe (Prof. Dörksen). Bei diesem Verfahren wird am Äquator des Eies ein Loch gebohrt (ca. 1mm), die Membran des Eies wird nicht durchtrennt. Gemessen wird das Abklingverhalten der laserinduzierten Fluoreszenz. „Es ist also einiges in der Entwicklung, so Preisinger.

Gentechnik als Ausweg? Chancen und ethische Bedenken

Ein Verfahren, dass eine vielversprechende Lösung für das Kükentöten darstellen könnte, aber ethische Fragen aufwirft, hat eine israelische Forschungsgruppe entwickelt. Hierbei entwickeln sich männliche Küken erst gar nicht. Dies wird durch ein sogenanntes Letalgen ermöglicht – ein Gen, das die Entwicklung männlicher Embryonen gezielt unterbindet. Dazu wird ein fremdes Gen in das Erbgut der Hühner eingebracht, sodass in den Elterntierställen transgene Tiere gehalten werden.

Die Forscher integrierten einen optischen Schalter ins Erbgut, mit dem das Letalgen gezielt aktiviert werden kann. Vor dem Ausbrüten werden die Eier für einige Stunden in einen Kühlschrank gelegt und mit UV-Licht bestrahlt. Durch diese Bestrahlung wird der Schalter aktiviert, sodass alle männlichen Embryonen spätestens bis zum dritten Tag absterben. In umfangreichen Versuchen mit mehreren tausend Embryonen sei bisher kein einziges männliches Küken geschlüpft, erklärte Prof Preisinger.

Die israelische Forschungsgruppe hat dieses Verfahren weiterentwickelt und bereits belastbare wissenschaftliche Daten dazu veröffentlicht. Das System wurde im vergangenen Jahr der Öffentlichkeit vorgestellt.

Ein bemerkenswerter Vorteil dieser Methode: Wird der optische Schalter nicht aktiviert, entwickeln sich männliche Küken ganz normal. Zudem bleibt die genetische Modifikation auf die männlichen Nachkommen beschränkt – die weiblichen Küken sind nicht betroffen. Dadurch könnten die so erzeugten Hennen laut wissenschaftlicher Definition sogar als Biohennen gelten.

Doch die entscheidende Frage bleibt: Wollen wir in Deutschland eine solche Technologie überhaupt einsetzen?

Vielversprechende Hyperspektralanalyse?

Seit kurzem gibt es eine neue Entwicklung: Eine Firma in der Nähe von Toronto, MatrixSpec, hat ein Verfahren namens HyperEye entwickelt. Dabei handelt es sich um eine Hyperspektralanalyse, mit der – nach eigenen Angaben – bereits am vierten Tag das Geschlecht der Embryonen bestimmt werden kann, ganz ohne genetische Manipulation. Nun gilt es herauszufinden, wie diese Technologie genau funktioniert und wie zuverlässig sie ist. Finanziert wird das Projekt von der kanadischen Eierindustrie, die damit aktiv die Forschung in diesem Bereich unterstützt.

Wovon hängt die weitere Verbreitung des In-Ovo-Sexings ab?

Die zukünftige Verbreitung des In-Ovo-Sexings hängt nach Ansicht von Prof. Preisinger von mehreren Faktoren ab. Ein entscheidender Punkt ist die Unversehrtheit der Eierschale – viele Akteure fordern Methoden, die ohne direkte Manipulation der Schale auskommen. Zudem müssen die Verfahren für jede genetische Herkunft der Hühner geeignet sein.

Ein weiterer Schlüsselaspekt ist die Qualität der Daten. Hochauflösende Analysen kombiniert mit leistungsstarker Künstlicher Intelligenz werden maßgeblich darüber entscheiden, wie effizient und zuverlässig das In-Ovo-Sexing in der Praxis funktioniert. Gleichzeitig bleibt offen, welche neuen oder zukünftigen Technologien von der Bio-Branche akzeptiert werden.

Laut Preisinger liegt die Zukunft vor allem in der präzisen Datenerfassung und in KI-gestützten Analysen. Die Idee der Zweinutzungshühner – also Rassen, bei denen sowohl die Hennen Eier legen als auch die Hähne für die Mast genutzt werden – hält er dagegen eher für eine Nischenlösung, die sich nicht großflächig durchsetzen wird.