Dr inż. Ryszard Gilewski
Prof. dr hab. Stanisław Wężyk

Co roku światowa branża jajczarska produkuje około 15 miliardów piskląt kurzych kierunku nieśnego, z czego połowę stanowią kurki, z których po ok. 20 tygodniach wyrastają nioski, znoszące jaja. Pozostałe jednak 7,5 miliarda piskląt – to kogutki, niewiele znaczące w produkcji jaj i mięsa drobiowego. Natomiast w Unii Europejskiej w 2019 r. liczba wylęgniętych piskląt kurzych, z linii nieśnych wyniosła około 731,8 mln, z czego połowę stanowią kurki (365,9 mln), które są wykorzystywane do dalszej produkcji nieśnej.

Szacuje się, że w Polsce w 2020 r. zakłady wylęgu drobiu wyprodukowały łącznie ok. 44,5 mln piskląt kurek przeznaczonych do intensywnej produkcji jaj i kurek ogólnoużytkowych, a zatem należy sądzić, że taką samą ilość zabito również świeżo wylęgniętych kogutków. Na przykład tylko w samych Niemczech, w 2019 roku ubito ponad 40 milionów kogutków zaraz po wykluciu. Chociaż nie ma oficjalnych danych – liczbę tę można jednak oszacować na podstawie wyklutych kurek, których ilość w 2019 r. we wszystkich systemach utrzymania wynosiła 54,5 mln sztuk (UE, luty, 2021). W styczniu 2019 r. Centralne Stowarzyszenie Przemysłu Drobiarskiego (ZDG) ogłosiło, że do końca 2019 roku, zaczną pracować pierwsze urządzenia określające płeć kurczęcia w jajku. Niestety między innymi, przewidywany kalendarz wydarzeń został poważnie naruszony przez wybuch w Europie pandemii koronawirusa, która zakłóciła wdrożenie wielu ciekawych i ważnych wyników badań.
Zaproponowana przez Niemców metoda oparta jest na technice prześwietlania i tzw. spektroskopowym ustalaniu płci jaj wylęgowych. Metoda spektroskopowa zaczyna się od zbadania specyficznego profilu hemoglobiny u piskląt płci męskiej i żeńskiej, jajo inkubowane przez trzy do pięciu dni jest napromieniowywane światłem o określonej długości fali. Następnie rejestruje się widmo promieni, które pada na skorupę jaja i się je analizuje. Po wyeliminowaniu wszystkich zakłócających wpływów można wykryć płeć na podstawie danych hemoglobiny. Opracowana metoda nie uszkadza trwale skorupy jaja, a proponowany do zastosowania sposób zmiany płci piskląt – jest szybki i niedrogi. Badania wymagają jednak wywiercenia w skorupie długiego na 10 mm otworu i potem zaklejenia go, co nie zawsze chroni treść jaja przed zakażeniem. Od 2008 r. niemieckie Ministerstwo Rolnictwa przeznaczyło na badania płci w kurzych jajach kwotę około 5 mln €, a Rząd Federalny też wspiera finansowo projekty dotyczące tzw. kurcząt o podwójnym przeznaczeniu (mięso i jaja), eliminujące zabijanie piskląt – kogutków.
Izraelskie przedsiębiorstwo innowacyjne SOOS zajmujące się techniką sztucznych lęgów drobiu opracowało metodę zmiany płci zarodka kogutka na kurkę w zakładzie wylęgowym i zajęło się związanym z tą techniką procesem inkubacji. Technologia ta wpływając na rozwój płci w zarodku drobiu, zamienia genetyczne kogutki – w funkcjonalne pisklęta – kurki, które (kogutki) zaraz po wykluciu są na razie ubijane, co jest obecnie powodem nie tylko poważnych problemów etycznych i związanych z dobrostanem drobiu, ale także przyczynia się do utraty dochodów. Ponieważ coraz więcej krajów wprowadza zakaz uboju świeżo wylęgniętych piskląt płci męskiej, a równocześnie rośnie ogólnoświatowa produkcja jaj, znalezienie rozwiązania, które pozwoliłoby zakończyć tę budzącą coraz więcej zastrzeżeń etycznych praktykę, staje się coraz bardziej drażliwym tematem w branży drobiarskiej.

Naturalna zmiana płci kurcząt

U kurcząt może się zdarzać czasami naturalna zmiana płci. Kurki mają tylko jeden funkcjonalny jajnik po lewej stronie i chociaż podczas embrionalnych stadiów rozwojowych wszystkich ptaków, obecne są u jednego osobnika dwa narządy płciowe, to po uruchomieniu hormonów żeńskich kury – rozwija się zwykle tylko lewy jajnik. Prawa gonada, która nie została jeszcze fizjologicznie ustalona jako jajnik, jądra lub jedno i drugie, zwykle pozostaje w stanie uśpienia. Niektóre schorzenia mogą powodować rozwojowe cofanie się lewego jajnika kury i w tym przypadku, uśpiony prawy narząd płciowy może zacząć rosnąć i wydzielać androgeny . Kura nie zmienia się jednak całkowicie w koguta, a ogranicza się do stworzenia fenotypowego osobnika (koguta), nazywanego czasami w gwarze ludowej „kurzajem”. Stan ten może być również spowodowany mikotoksynami, rozwijającymi się w źle przechowywanej paszy i które mają takie samo działanie jak syntetyczne hormony. Gdy około 10% zapłodnionych jaj, jest przez 3 dni po zniesieniu – schładzanych, będzie w nich rosła względna aktywność żeńskich hormonów płciowych, sprzyjających rozwojowi żeńskich cech. Chromosomy płciowe kodują enzymy, wpływające na rozwój zarodka w jaju, a następnie podczas jego życia. Proces schłodzenie wytworzy kurczę o w pełni funkcjonującym i reprodukcyjnym typie kury, mimo że jest on genetycznym kogutem.

Historia innowacji

Początek odkryć w przedsiębiorstwie SOOS nastał, gdy Yael Alter i Hashat Hai Mohamed spotkali się na wystawie rolniczej i wdali się w dyskusję nt. innowacji w branży drobiarskiej. Rozumiejąc zastrzeżenia, które wywołuje ubój świeżo wylęgniętych kogutków, Mohamed wpadł na pomysł wykorzystania wibracji dźwiękowej w zakładach wylęgu drobiu, w celu produkowania większej liczby kurek niż kogutków. Kiedy w przeprowadzonym doświadczeniu z zastosowaniem małego aparatu wylęgowego udało się uzyskać wyższy niż średni udział (%) wylęgniętych kurek stwierdzono, że warto się zająć wyjaśnieniem i praktycznym wykorzystaniem tego wyniku. Pierwsze fundusze zebrano na początku 2017 roku i przystąpiono do założenia własnej firmy, w której jak okazało się – trudno jest prowadzić badania szczególnie laboratoryjne, które powinny być weryfikowane przez branżę, szczególnie w trakcie sprawdzania swego badawczego pomysłu.

Zmiana płci piskląt w jaju w trakcie procesu wylęgania

Większość firm, które zajmują się problemem uboju świeżo wylęgniętych kogutków, wykorzystując tzw. sekserów – określa płeć piskląt. Z punktu widzenia dobrostanu zwierząt należałoby rozbić jajo do siódmego dnia od zniesienia, jednak określenie takiego wieku jaja, jest bardzo trudnym zadaniem. Zamiast wykrywać, czy w jaju jest zarodek męski, czy żeński, stosując technologię SOOS, przekształca się genetyczne kogutki – w funkcjonujące kurki, a tym samym nie tylko następuje rozwiązanie problemów związanych z dobrostanem drobiu, ale także zapobiega się utraceniu możliwości przemysłu jajczarskiego, ponieważ określanie płci wylęgniętych piskląt, nadal skutkuje ich unicestwieniem 50% wylęgniętych piskląt – kogutków.
Niektóre inne innowacje wykorzystują genetyczną modyfikację stada rodzicielskiego, która nie jest akceptowana w wielu krajach na świecie. W Izraelu nie używa się żadnego rodzaju chemikaliów, które mogą wpływać na jaja, a zamiast tego kształtuje się zarodek dźwiękowymi wibracjami i zmienia się warunki środowiskowe w inkubatorze. Powszechnie wiadomo, że dźwięk wpływa na komórki i technologie, te wykorzystuje się również w medycynie, a nawet w leczeniu raka. Przedsiębiorstwo SOOS właśnie tak działa, wpływając na komórki, a tym samym zmienia płeć zarodków. Jak dotąd firma SOOS osiągnęła 60% wylęganych kurek i ma nadzieję, że w nadchodzących latach zwiększy ten wskaźnik się do 80%.
Chociaż badana jest nowa technologia, zmiana płci spowodowana podobnymi modyfikacjami warunków środowiskowych jest od lat dobrze znana w świecie zwierząt, przy czym takie gatunki jak krokodyle, żółwie, jaszczurki, a nawet niektóre gatunki ryb wykazują tę samą zdolność. Doświadczenia przeprowadzone na zarodkach żółwi wykazały, że żywe zarodki przemieszczały się w kierunku źródła ciepła, kiedy skorupka jaja miała od 29o do 30oC. Kiedy jednak ciepłota nadal rosła, żółwie oddalały się. Martwe embriony nie poruszały się wcale, co wskazuje na to, że żywe „kręcą się” celowo w obrębie jaja. Zdaniem badaczy wyniki są interesujące, zwłaszcza że płeć żółwi determinowana jest temperaturą, w jakiej rozwijają się zarodki. Do tej pory uważano, że to matka, zakładając gniazdo, decyduje o temperaturze, jednak wyniki doświadczenia wskazują, że małe żółwie mogą „wybrać” sobie płeć, przemieszczając się w obrębie jaja.
By udowodnić całą naukową koncepcję i wyjaśnić zastosowane metody badawcze, przeprowadzono testy DNA, które wykazały istnienie kurek z męskimi chromosomami ZZ. Wg pani Alter jednym z zadań firmy SOOS na 2021 r. jest przeprowadzenie dalszych doświadczeń we współpracy z kilkoma akademickimi partnerami. Firma SOOS chce zbadać, jak wibracje dźwiękowe wpływają na strukturę komórek, a nie mogą tego zrobić ze względu na techniczne wyposażenie naszego ośrodka. Niezbędna jest więc ich współpraca z dobrze wyposażoną i przygotowaną pod takim względem jednostką naukowo – badawczą.

Plany na przyszłość

Z powodu epidemii wirusa Covid-19, wyjazdy specjalistów z Izraela zostały ograniczone, ale należy sądzić, że w najbliższej przyszłości ponownie udadzą się do Europy i Stanów Zjednoczonych. Głównym celem młodego przedsiębiorstwa SOOS w najbliższej przyszłości jest zdobywanie wiedzy, koniecznej do doskonalenia technologii sztucznych lęgów drobiu. Opanowanie metody zmiany płci drobiu w jaju – winno też zmienić drobiarski świat.
Pani Yael Alter ma nadzieję, że po opanowaniu pandemii Covida-19, ludzie będą mogli ponownie się spotykać. Pani Alter podsumowując dyskusję, mówi że: „obecnie produkcja drobiarska to dziedzina zdominowana przez mężczyzn. Chciałabym widzieć więcej kobiet na stanowisku prowadzących przedsiębiorstwa w sektorze gospodarczym. Ich miejsce nie jest za plecami mężczyzn, ale winny stać obok nich, ramię w ramię – na tym samym poziomie, ponosząc tę sama odpowiedzialność za sukcesy i za niepowodzenie”.