Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Samengewinnung am stehenden Bullen ohne Aufsprung unter besonderer Berücksichtigung des Sexualverhaltens und der Samenqualität

Lichtner, Christine

The inability of handicapped breeding bulls to mount a sexual partner or a phantom demands alternatives to conventional semen collection (CSC). In this context, semen collection using an artificial vagina (AV) but without mounting (SSC, “standing semen collection”) is an appropriate method which protects animals’ welfare. The aim of the study was to analyse the behaviour of breeding bulls before, during and after a phase of SSC and to compare the quality of ejaculates from each respective phase. Ejaculates were collected from nine young healthy bulls (one year old), four older healthy bulls (4.8 ± 2.5 years; min/max: 2/8 years) and five handicapped stud bulls (4.8 ± 3.1 years; min/max: 2/10 years) by means of an AV. After a phase of conventional semen collection with mounting (= CSC, Phase 1: 4 weeks), a phase of adjustment to semen collection without mounting took place if possible (Phase 2: 4 weeks). Subsequently, SSCs were routinely performed over a time period of 6 weeks (Phase 3). This was followed by readjustment to CSC (Phase 4: 3 weeks) and a final phase of CSC (Phase 5: 3 weeks). In each experimental phase, the behaviour of bulls was judged while entering the semen collection area, approaching and contacting the teaser bull, and during successful or attempted semen collections. Besides this, various parameters of semen quality were assessed. In addition, the intrinsic sexual behaviour in their individual stalls was analysed (once per experimental phase and bull; continous 24-hour video observation with special attention to masturbation behaviour throughout a day which followed a day of semen collection). For the CSC, a commercially available AV (Hanover Model®, Danish Model®) was used, whereas an AV with a “prolonged arm” (Georgsheil Model, VOST Georgsheil) was also developed for the SSC. This was used with anxious, less cooperative bulls. Additionally, a modified stand for “standing semen collection” (“standing stand Georgsheil Model”, VOST Georgsheil) was used to train the animals for SSC in individual cases. Seven of the nine healthy young bulls were able to adjust to the SSC largely without difficulty within a time period of approximately four weeks. In 136 (phase 1), 74 (phase 2), 120 (phase 3), 108 (phase 4), 103 (phase 5) semen collection trials, 136 (100 %, phase 1), 22 (29.7 %, phase 2), 64 (53.3 %, phase 3), 108 (100 %, phase 4) and 103 (100 %, phase 5) ejaculates were gathered. After the phases of SSC all bulls readjusted immediately to normal sexual behaviour with mounting a teaser bull. In every experimental period, the bulls produced ejaculate of good quality that met the standards of the artificial insemination station. An increase in the number of spermatozoa per ejaculate in the SSC periods was due to the aging of the bulls over the course time. A slight decrease in density during the phases without mounting might be explained by an increased volume of pre-ejaculatory fluid as a result of increased stimulation associated with SSC. Behaviour upon entering the collection area and upon introduction to the teaser bulls showed only minimal deviation over the course of the study and exhibited physiological manifestations the longer that SSC was used. Masturbation behaviour in the stall was observed in every young bull in each of the trial phases (phases 1 - 5 altogether: 3.6 ± 1.9 masturbations per day, min/max: 1/8), and was characterised by a diurnal clustering (peak activity between 6 a.m. and 9 a.m. as well as between 1 p.m. and 5 p.m.). The semen collection method did not have any influence on the frequency of masturbation. The bulls masturbated most often after rising, stretching, defecation, making contact with neighbouring bulls and walking around within the box. The four healthy, older bulls, did not adjust to the SSC procedure. They had already been used for breeding for a while and had adapted to the CSC method. Due to their size and physical strength, they could not be restrained from mounting. In phase 3, it was only possible to collect two ejaculates from a single bull by means of SSC. In the phases of CSC high quality ejaculates were gathered. The two ejaculates collected from one bull by means of SSC met the station standards, but did not derive the usual quality. In the phases of SSC, negative manifestations of behavioural parameters were noticed which might be explained by the lacking ability of older, healthy bulls to adapt to this semen collection method. Masturbation behaviour in the stall was observed in every bull regardless of the experimental phase (phases 1 - 5 altogether: 0.8 ± 0.8 masturbations per day, min/max: 0/2), a clustering of the behaviour was observed between 6 a.m. and 8 a.m. The bulls masturbated most often after rising, making contact with neighbouring bulls, autogrooming behaviour, walking around within the box as well as in association with defecation. Successful SSC method was predominantly accomplished without difficulty in the five handicapped bulls. Bull No. 17, for whom the behavioural parameters were ascertained, produced a total of 15 ejaculates from 38 semen collection trials. The other four bulls produced 113 first, 47 second and 2 third ejaculates at 121 semen collection days. All bulls with healed up handicap readjusted immediately to normal sexual behaviour with mounting a teaser bull. The ejaculates were of high quality. An increase in volume, density and sperm cell count per ejaculate from Bull No. 17 over the course of the study was due to his increase in age and the continual recovery from the handicap. Over the course of the study, Bull No. 17’s behaviour did not change significantly upon entering the collection area, introduction to and contact with the teaser bull or during the semen collection trial. Masturbation behaviour in the stall was observed in Bull No. 17 in every experimental phase (phases 2 - 5 altogether: 2.5 ± 1 masturbations per day, min/max: 1/3). A diurnal clustering of the behaviour was observed with a peak activity between 6 a.m. and 8 a.m. as well as 1 p.m. and 5 p.m. Masturbation behaviour could mostly be observed after rising, making contact with neighbouring bulls, autogrooming, walking around while sniffing the ground and defecation. The SCS procedure was not observed to have any influence on the frequency of masturbation. SSC is suitable for young bulls and older, physically disabled breeding bulls. While enabling the collection of high quality ejaculates the method does not result in enduring changes in sexual behaviour. Masturbation behaviour is not altered. Therefore, SSC is a valuable alternative which permits semen collection in physically disabled bulls in accordance with animal welfare.

Das Unvermögen von Zuchtbullen einen Aufsprung auszuführen, wie es beispielsweise bei Beeinträchtigungen des Bewegungsapparates zu beobachten ist, erfordert Alternativen zur konventionellen Ejakulatgewinnung. Eine Samengewinnung mittels künstlicher Scheide ohne Aufsprung (SOA, „Stehendabsamung“) ist in dieser Hinsicht als tierschutzgerechte Methode zu nennen. Ziel der vorliegenden Studie war es, das Verhalten von Zuchtbullen vor, während und nach einer Periode der SOA zu analysieren und die Qualität der in den jeweiligen Perioden gewonnenen Ejakulate zu vergleichen. Neun gesunde Jungbullen (1 Jahr), vier gesunde, ältere (4,8 ± 2,5 Jahre; Min/Max: 2/8 Jahre) und fünf gehandicapte, ältere Zuchtbullen (4,8 ± 3,1 Jahre; Min/Max: 2/10 Jahre) wurden zur Ejakulatgewinnung mittels künstlicher Vagina herangezogen. Wo möglich erfolgte nach einer Phase der konventionellen Samengewinnung mit Aufsprung (= KS, Phase 1: 4 Wochen) die Adaptation der Tiere an die SOA (Phase 2: 4 Wochen). Anschließend wurden routinemäßige SOA über eine Zeitperiode von 6 Wochen ausgeführt (Phase 3). Es schlossen sich die Rückgewöhnung an die KS (Phase 4: 3 Wochen) und eine abschließende Phase der KS an (Phase 5: 3 Wochen). In jeder Phase wurde neben dem Verhalten beim Betreten der Deckhalle, das Verhalten beim Heranführen und der Kontaktaufnahme mit dem Sprungpartner („Standbullen“) beurteilt. Außerdem erfolgte die Bewertung verschiedener Samenqualitätsparameter. Zusätzlich wurde das spezifische Sexualverhalten im Stall (einmal pro Versuchsphase und Bulle; kontinuierliche 24-stündige Videoüberwachung an einem Tag, der auf einen Samengewinnungstag folgte; besonderes Augenmerk: Masturbationsverhalten) analysiert. Im Rahmen der KS kamen handelsübliche künstliche Vaginen (Modell Hannover®, Dänisches Modell®) zum Einsatz, während für die SOA ergänzend eine „KV mit verlängertem Arm“ (Modell Georgsheil, VOST Georgsheil) entwickelt wurde. Sie kam bei unruhigen, weniger kooperativen Bullen zur Anwendung. Weiterhin wurde zum Training in Einzelfällen ein „modifizierter Stand für die SOA“ (Modell Stehendstand Georgsheil, VOST Georgsheil) genutzt. Sieben von neun gesunden Jungbullen waren überwiegend problemlos innerhalb eines Zeitraumes von ca. vier Wochen an die SOA zu gewöhnen. Es konnten bei 136 (Phase 1), 74 (Phase 2), 120 (Phase 3), 108 (Phase 4) und 103 (Phase 5) Samengewinnungsversuchen 136 (100 %, Phase 1), 22 (29,7 %, Phase 2), 64 (53,3 %, Phase 3), 108 (100 %, Phase 4) bzw. 103 (100 %, Phase 5) Ejakulate gewonnen werden. Nach den Phasen der SOA wurde das normale Samengewinnungsverhalten mit Aufsprung sofort von allen Bullen wieder aufgenommen. In allen Versuchsphasen lieferten die Bullen Ejakulate guter Qualität, die dem Stationsstandard entsprachen. Eine Steigerung der Anzahl der Samenzellen pro Ejakulat in den Phasen der SOA war durch das zunehmende Alter der Bullen im Phasenverlauf bedingt. Eine geringgradig abnehmende Dichte in den Phasen der SOA war auf zunehmende Vorsekretbeimengungen infolge verstärkter Stimulation im Rahmen dieser Methode zurückzuführen. Das Verhalten beim Betreten der Sprunghalle und das Heranführen an den Sprungpartner zeigten im Phasenverlauf lediglich geringfügige Veränderungen und waren Ausdruck der notwendigen Gewöhnung aller Bullen an die neue Methode. Alle Verhaltensparameter nahmen im Versuchsablauf mit zunehmender Anwendungsdauer der Samengewinnung ohne Aufsprung physiologische Ausprägungen an. Masturbationsverhalten im Stall konnte bei allen neun Jungbullen in sämtlichen Versuchsphasen beobachtet werden (Gesamt Phasen 1 - 5: 3,6 ± 1,9 Masturbationen pro Tag, Min/Max: 1/8), wobei eine diurnale Häufung des Verhaltens zu verzeichnen war (Aktivitätsspitzen zwischen 6 und 9 Uhr sowie zwischen 13 und 17 Uhr). Die Samengewinnungsmethode beeinflusste die Masturbationshäufigkeit nicht. Die Bullen masturbierten meist nach dem Aufstehen, Recken oder Kotabsetzen, der Kontaktaufnahme mit dem Nachbarbullen und dem Umherlaufen in der Box. In der Gruppe der vier gesunden, älteren Bullen gelang keine Gewöhnung an die SOA. Die Bullen waren bereits längere Zeit im Zuchteinsatz und an das konventionelle Samengewinnungsvorgehen adaptiert. Aufgrund ihrer Größe und physischen Stärke konnten sie nicht am Aufsprung gehindert werden. In Phase 3 gelang nur die Gewinnung zweier Ejakulate von einem Bullen. In den Phasen der KS konnten qualitativ hochwertige Ejakulate gewonnen werden. Die beiden von einem Bullen in Phase 3 ohne Aufsprung gewonnenen Ejakulate entsprachen dem Stationsstandard, erreichten aber nicht die gewohnte Qualität. In den Phasen der SOA wurden negative Ausprägungen von Verhaltensparametern beobachtet, die durch die mangelnde Adaptationsfähigkeit der älteren, gesunden Bullen an diese Samengewinnungsmethode zu erklären sind. Masturbationsverhalten im Stall konnte unabhängig von der Versuchsphase bei allen vier älteren Bullen beobachtet werden (Gesamt Phasen 1 - 5: 0,8 ± 0,8 Masturbationen pro Tag, Min/Max: 0/2), wobei eine Häufung des Verhaltens am Morgen zu verzeichnen war (Aktivitätsspitze zwischen 6 und 8 Uhr). Die Bullen masturbierten meist nach dem Aufstehen, einer Kontaktaufnahme mit dem Nachbarbullen, dem Körperpflegeverhalten („Autogrooming“) oder Umherlaufen in der Box sowie im Zusammenhang mit dem Kotabsatz. Die Anwendung der SOA erfolgte bei den fünf gehandicapten Bullen überwiegend problemlos: Bulle Nr. 17, für den auch die Verhaltensparameter erhoben werden konnten, produzierte insgesamt 15 Ejakulate bei 38 Samengewinnungsversuchen. Von den anderen Bullen wurden an 121 Samengewinnungstagen 113 erste, 47 zweite und 2 dritte Ejakulate gewonnen. Das normale Samengewinnungsverhalten mit Aufsprung wurde von allen Bullen mit ausgeheiltem Handicap sofort wieder aufgenommen. Die Ejakulate wiesen gute Qualitäten auf. Eine Zunahme des Volumens, der Dichte und der Anzahl der Samenzellen pro Ejakulat war bei Bulle Nr. 17 auf sein zunehmendes Alter und die Verbesserung seines Handicaps im Phasenverlauf zurückzuführen. Beim Betreten der Sprunghalle, dem Heranführen und der Kontaktaufnahme mit dem Sprungpartner, sowie dem Verhalten beim Samengewinnungsversuch zeigte Bulle Nr. 17 im Phasenverlauf keine stark abweichenden Veränderungen vom physiologischen Verhalten. Auch bei ihm konnte Masturbationsverhalten im Stall in allen durchgeführten Phasen beobachtet werden (Gesamt Phasen 2 - 5: 2,5 ± 1 Masturbationen pro Tag, Min/Max: 1/3). Es trat eine diurnale Häufung des Verhaltens mit Aktivitätsspitzen zwischen 6 und 8 Uhr sowie 13 und 17 Uhr auf. Masturbationsverhalten konnte meist nach dem Aufstehen, der Kontaktaufnahme mit dem Nachbarbullen, dem „Autogrooming“, dem Umherlaufen in der Box mit Beriechen des Bodens und Kotabsetzen beobachtet werden. Ein Einfluss der Samengewinnung ohne Aufsprung auf die Masturbationshäufigkeit war nicht zu erkennen. Die Anwendung der SOA („Stehendabsamung“) ist bei Jungbullen und älteren, körperlich beeinträchtigten Zuchtbullen überwiegend problemlos möglich. Sie resultiert nicht in einer dauerhaften Veränderung des Sexualverhaltens und führt zur Gewinnung qualitativ hochwertiger Ejakulate. Eine Beeinflussung des Masturbationsverhaltens erfolgt nicht. Die SOA steht deshalb als alternative, tierschutzgerechte Samengewinnungsmethode für physisch beeinträchtigte Zuchtbullen zur Verfügung.

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Lichtner, Christine: Samengewinnung am stehenden Bullen ohne Aufsprung unter besonderer Berücksichtigung des Sexualverhaltens und der Samenqualität. Hannover 2010. Tierärztliche Hochschule.

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