Männliche Küken noch vor dem Schlüpfen mit Licht erkennen
Jahr für Jahr werden in der EU schätzungsweise 330 Millionen(öffnet in neuem Fenster) männliche Küken getötet, weil sie weder Eier legen noch genügend Fleisch liefern, um rentabel zu sein. Diese Praxis wirft nicht nur ethische Bedenken auf, sondern lässt auch erhebliche Mengen an verschwendeten Ressourcen im Geflügelsektor entstehen. Mehrere Mitgliedstaaten haben ein EU-weites Verbot dieser Verfahrensweise gefordert, die in Deutschland und Frankreich bereits verboten ist. Die gegenwärtig üblichen Methoden zur Geschlechtsbestimmung bei Küken sind jedoch invasiv, ineffizient und kostspielig. Das Team des EIC-finanzierten Projekts Omegga(öffnet in neuem Fenster) stellt sich dieser Herausforderung mit der Entwicklung einer auf maschinellem Lernen basierenden Spektroskopietechnologie(öffnet in neuem Fenster), mit der das Geschlecht eines Hühnerembryos im Ei zu erkennen ist. Dank dieses Wissens können die Brütereien die männlichen Eier aus den Brutkästen entfernen, sodass nur weibliche Küken schlüpfen.
Lichtbasierte, nicht-invasive Technologie
Das System kann das Geschlecht eines Embryos bereits am sechsten Tag der Inkubation bestimmen, während er sich noch im Ei befindet – somit lange, bevor sich ein Schmerzempfinden entwickelt. Dadurch können männliche und nicht lebensfähige Eier frühzeitig aussortiert und für Zwecke wie die Impfstoffherstellung und als Tierfutter wiederverwendet werden, wodurch die Notwendigkeit des Kükentötens vollständig umgangen wird. „Die Eier werden mit Licht durchleuchtet und das emittierte Spektrum gemessen“, erklärt Katharina Hesseler, Geschäftsführerin von Omegga. „Diese Messungen werden über mehrere Tage wiederholt und mithilfe von KI analysiert, um subtile geschlechtsspezifische Veränderungen im Ei einschließlich geschlechtsspezifischer Entwicklungen des Embryos zu erkennen.“ Die Technologie ist als Plug-and-Play-Modul konzipiert, das bei handelsüblichen industriellen Inkubatoren nachgerüstet werden kann. Dadurch können Brütereien jeder Größe das System anwenden, ohne dass die vorhandene Infrastruktur umgebaut werden muss. Durch direkte Integration in die existierende Brütereiinfrastruktur gewährleistet die Technologie minimale Störungen, womit sie eine kosteneffektive, skalierbare und verordnungskonforme Lösung darstellt.
Human und nachhaltig
Im Gegensatz zu anderen Methoden, bei denen die Eierschale punktiert werden muss, funktioniert der Omegga-Ansatz rein optisch, wodurch die Schlupffähigkeitsraten erhalten bleiben und Kontaminationsrisiken reduziert werden. Eine nicht-invasive Klassifizierung ist wichtig, da durch sie die Embryonalentwicklung nicht beeinträchtigt wird, sie besser skalierbar ist und weniger menschliches Eingreifen erfordert. Hesseler dazu: „Nichts ist billiger als Licht, das erschwinglich, schnell und präzise ist. Zudem ist das Verfahren nicht-invasiv und rein optisch, das heißt, es werden weder Chemikalien noch Nadeln benötigt und es ist auch kein zusätzliches Personal erforderlich.“ Die zu erwartenden Auswirkungen des Projekts sind erheblich: „Unser Ziel ist es, die Tötung von bis zu 100 Millionen männlichen Küken jährlich zu beenden“, betont Hesseler. „Dies steht im Einklang mit den strategischen Zielen der EU, das Tierwohl zu verbessern, nachhaltige landwirtschaftliche Innovationen zu fördern und eine Kreislaufwirtschaft in der Nahrungsmittelerzeugung zu unterstützen. Unser oberstes Ziel lautet, eine Eierproduktion ohne Kükentötung zum globalen Standard werden zu lassen.“
Vielfältige Anwendungsmöglichkeiten in verschiedenen Industriezweigen
Die größte wissenschaftliche Herausforderung für die Forschungsgruppe bestand darin, ein zuverlässiges Signal durch eine intakte Schale hindurch zu erhalten, und das insbesondere in den ersten Tagen der Embryonalentwicklung. Ungeachtet natürlicher Schwankungen in Größe, Form, Farbe und Schalendicke der Eier wurde dieses Ziel erreicht. „Mit unserem Zeitreihenansatz haben wir dieses Problem gelöst“, erklärt Hesseler. „Wie vergleichen jedes Ei mit seinen eigenen früheren Messungen und können somit das biologische Rauschen reduzieren und das geschlechtsspezifische Signal verstärken.“ Die Technologie ist äußerst vielseitig und kann an viele industrielle Sektoren angepasst werden, in denen eine schnelle, automatisierte Inline-Analyse von Vorteil ist. „Dieser Ansatz lässt sich über die Geflügelwirtschaft hinaus ausdehnen und kann in der Landwirtschaft, der Nahrungsmittelerzeugung und der industriellen Qualitätskontrolle zum Einsatz kommen. Da wir auf derselben Kernplattform aufbauen, können wir im Lauf der Zeit in neue Märkte expandieren und auf diese Weise ein skalierbares Unternehmen mit erheblichem langfristigem Wachstumspotenzial erschaffen“, schließt Hesseler.
