Effects of melatonin exposure duration and estrous cycle phase at the initiation of estrus synchronization on reproductive performance in Awassi ewes during the breeding season

Schafe sind, wie viele andere Tiere auch, empfindlich gegenüber der Tageslänge. Ihre Körper nutzen die wechselnden Jahreszeiten als einen Kalender und schalten ihre Fortpflanzungssysteme an und aus, um sicherzustellen, dass Lämmer geboren werden, wenn das Wetter mild und das Nahrungsangebot reichlich ist. Dieser saisonale Rhythmus wird durch eine winzige Drüse im Gehirn gesteuert, die Melatonin ausschüttet, wenn es dunkel wird. In der Wildnis funktioniert dieses System perfekt, aber für Landwirte, die Schafe das ganze Jahr über halten oder eine stetige Versorgung mit Lämmern gewährleisten wollen, kann dieses natürliche Timing ein Hindernis darstellen. Um dies zu bewältigen, nutzen Wissenschaftler und Landwirte oft eine Technik namens Estrussynchronisation. Dies beinhaltet das Einsetzen eines kleinen Schwamms in das Schaf, der Hormone freisetzt, um den Fortpflanzungszyklus zu pausieren, und dessen anschließendes Entfernen, um den Zyklus neu zu starten, damit viele Auen gleichzeitig in Brunst geraten. Das Ziel ist es, die Zucht vorhersehbar und effizient zu gestalten.

Jahrelang haben Forscher sich gefragt, ob das Hinzufügen von zusätzlichem Melatonin zu diesem Prozess den Ablauf noch besser machen könnte. Da Melatonin das körpereigene Signal für Nacht und Ruhe ist, könnte die Gabe von Melatonin an Schafe deren Körper vorgaukeln, es sei die perfekte Jahreszeit für die Fortpflanzung, was potenziell zu mehr Schwangerschaften oder stärkeren Lämmern führen könnte. Die Ergebnisse früherer Experimente waren jedoch gemischt. Einige Studien deuteten darauf hin, dass es half, während andere keinerlei Nutzen feststellten. Eine entscheidende Frage blieb bestehen: Spielt es eine Rolle, wie lange die Schafe diesem zusätzlichen Melatonin ausgesetzt sind, bevor der Fortpflanzungszyklus beginnt? Wirkt eine lange Expositionsdauer besser als eine kurze? Um dies zu beantworten, entschied sich ein Forscherteam in der Türkei, verschiedene Zeitstrategien an einer spezifischen Schafrasse zu testen, die als Awassi bekannt ist, die im Nahen Osten verbreitet und für ihre Robustheit geschätzt wird.

Die Forscher sammelten 120 gesunde ausgewachsene weibliche Schafe und teilten sie in vier gleich große Gruppen auf. Sie wollten sehen, ob die Dauer der Melatonin-Gabe vor der eigentlichen Zuchtbehandlung einen Unterschied machte. Eine Gruppe erhielt einen Melatonin-Implantat zwanzig Tage vor Beginn der Zuchtbehandlung. Eine zweite Gruppe erhielt das Implantat zehn Tage vorher. Eine dritte Gruppe erhielt das Implantat am exakt selben Tag, an dem die Zuchtbehandlung begann. Die vierte Gruppe, die als Kontrollgruppe diente, erhielt gar kein Melatonin. Alle vier Gruppen erhielten anschließend die Standard-Zuchtbehandlung: Ein hormonfreisetzender Schwamm wurde für zwölf Tage in sie eingesetzt. Als die Schwämme entfernt wurden, bekamen die Schafe eine Hormonspritze, um die Ovulation auszulösen, und wurden zur Paarung mit fruchtbaren Widdern zusammengebracht. Die Forscher achteten auch genau darauf, in welcher Phase ihres natürlichen Zyklus sich jedes Schaf bei der Einsetzung des Schwamms befand, um zu prüfen, ob der Zeitpunkt ihres Zyklus das Ergebnis veränderte.

In den folgenden Wochen verfolgte das Team jedes Detail aus dem Fortpflanzungsleben der Schafe. Sie beobachteten, wann die Schafe Anzeichen zeigten, bereit zur Paarung zu sein, erfassten, wie viele erfolgreich gepaart wurden, und maßen die Hormonwerte in ihrem Blut, um die Trächtigkeit zu überprüfen. Später verwendeten sie Ultraschallgeräte, um zu bestätigen, welche Schafe trächtig waren, und zählten, wie viele Lämmer geboren wurden. Sie wogen auch die neugeborenen Lämmer, um zu sehen, ob die Behandlung deren Größe beeinflusste. Die Ergebnisse waren über alle Gruppen hinweg klar und konsistent. Die Dauer, die die Schafe mit dem Melatonin-Implantat verbrachten, änderte das Ergebnis nicht. Ob die Schafe das Implantat zwanzig Tage, zehn Tage oder nur einen Tag lang hatten, sie performten exakt genauso wie die Schafe, die gar kein Melatonin erhielten.

Der Zeitpunkt des natürlichen Zyklus der Schafe bei der Einsetzung des Schwamms verursachte zwar einen kleinen Unterschied darin, wann sie Anzeichen zeigten, bereit zur Paarung zu sein, dies führte jedoch zu keinem wirklichen Vorteil. Die Schafe, die die Behandlung zu unterschiedlichen Zeitpunkten ihres Zyklus begannen, endeten dennoch mit der gleichen Anzahl an Schwangerschaften und der gleichen Anzahl an Lämmern. Die Forscher fanden heraus, dass die Melatonin-Behandlung weder die Rate erhöhte, mit der Schafe trächtig wurden, noch die Anzahl der Embryonen reduzierte, die in der frühen Entwicklung verloren gingen. Es führte nicht dazu, dass die Schafe mehr Zwillinge oder Drillinge bekamen, und es machte die Lämmer bei der Geburt nicht schwerer. Tatsächlich war das Einzige, was für die Endergebnisse von Bedeutung zu sein schien, der natürliche Gesundheitszustand und die Kondition der Schafe, nicht die zusätzliche Hormonbehandlung.

Diese Studie legt nahe, dass bei diesen Schafen, während der Zeit, in der sie natürlich bereit zur Fortpflanzung sind, das Hinzufügen von zusätzlichem Melatonin keinen Schub bewirkt. Die Idee, dass eine längere Exposition gegenüber Melatonin den Körper besser auf bessere Ergebnisse vorbereiten würde, wurde durch die Daten nicht gestützt. Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass das Fortpflanzungssystem der Awassi-Aue während der Zuchtsaison bereits auf ihrem Höhepunkt arbeitet und das Hinzufügen von mehr des Hormons, das „Nacht“ signalisiert, den Prozess nicht verbessert. Obwohl Melatonin ein mächtiger Regulator der inneren Uhr des Körpers ist, hängt seine Fähigkeit, als Leistungssteigerer für die Fortpflanzung zu fungieren, stark von den spezifischen Bedingungen ab, wie etwa der Jahreszeit und der jeweiligen Schafsrasse. Für Landwirte, die mit diesen Schafen während ihrer natürlichen Zuchtsaison arbeiten, zeigt die Studie, dass die Standard-Synchronisationsmethode ausreichend ist und der zusätzliche Schritt der Verabreichung von Melatonin über variierende Zeiträume keinen weiteren Nutzen bietet.