Bone quality and composition are influenced by egg production, layer line, and oestradiol-17ß in laying hens

Part of this work was supported by the Spanish Ministerio de Ciencia e Innovacion [grant number CGL2015-64683-P].Keel bone fractures are a serious animal welfare problem in laying hens. The aim of the current study was to assess the influence of egg production, oestradiol-17ß, and selection for high laying performance on bone quality. Hens of two layer lines differing in laying performance (WLA: 320 eggs per year, G11: 200 eggs per year) were allocated to four treatment groups. Group S received a deslorelin acetate implant that suppressed egg production. Group E received an implant with the sexual steroid oestradiol-17ß. Group SE received both implants and group C did not receive any implant. In the 63rd week of age, composition and characteristics of the tibiotarsi were assessed using histological analysis, three-point bending test, thermogravimetric analysis, infrared spectroscopy, and two-dimensional X-ray diffraction, respectively. Non-egg-laying hens showed a higher total bone area and a higher relative amount of cortical bone compared to egg-laying hens. Hens of layer line G11 showed a higher relative amount of medullary bone and a higher degree of mineralization of the cortical bone compared to hens of layer line WLA. These differences in bone composition may explain different susceptibility to keel bone fractures in non-egg-laying compared to egg-laying hens as well as in hens of layer lines differing in laying performance. The effect of exogenous oestradiol-17ß on bone parameters varied between the layer lines indicating a genetic influence on bone physiology and the way it can be modulated by hormone substitution.Instituto de Salud Carlos III Spanish Government CGL2015-64683-

The Role of Egg Production in the Etiology of Keel Bone Damage in Laying Hens

Keel bone fractures and deviations belong to the most severe animal welfare problems in laying hens and are influenced by several factors such as husbandry system and genetic background. It is likely that egg production also influences keel bone health due to the high demand of calcium for the eggshell, which is, in part, taken from the skeleton. The high estrogen plasma concentration, which is linked to the high laying performance, may also affect the keel bone as sexual steroids have been shown to influence bone health. The aim of this study was to investigate the relationship between egg production, genetically determined high laying performance, estradiol-17ß concentration, and keel bone characteristics. Two hundred hens of two layer lines differing in laying performance (WLA: high performing; G11: low performing) were divided into four treatment groups: Group S received an implant containing a GnRH agonist that suppressed egg production, group E received an implant containing the sexual steroid estradiol-17ß, group SE received both implants, and group C were kept as control hens. Between the 12th and the 62nd weeks of age, the keel bone of all hens was radiographed and estradiol-17ß plasma concentration was assessed at regular intervals. Non-egg laying hens showed a lower risk of keel bone fracture and a higher radiographic density compared to egg laying hens. Exogenous estradiol-17ß was associated with a moderately higher risk of fracture within egg laying but with a lower risk of fracture and a higher radiographic density within non-egg laying hens. The high performing layer line WLA showed a significantly higher fracture risk but also a higher radiographic density compared to the low performing layer line G11. In contrast, neither the risk nor the severity of deviations were unambiguously influenced by egg production or layer line. We assume that within a layer line, there is a strong association between egg production and keel bone fractures, and, possibly, bone mineral density, but not between egg production and deviations. Moreover, our results confirm that genetic background influences fracture prevalence and indicate that the selection for high laying performance may negatively influence keel bone health

Influence of a Sustained Release Deslorelin Acetate Implant on Reproductive Physiology and Associated Traits in Laying Hens

The aim of this study was to develop an animal model with non-laying hens which would allow for investigation of the relationship between egg production and common diseases in hens. A total of 40 Lohmann Selected Leghorn hens were kept for 20 weeks in a floor housing system in two groups: group “Adult” (21 weeks of age) and group “Juvenile” (14 weeks of age). In each group, 10 hens were administered a 4.7 mg sustained release deslorelin acetate implant subcutaneously; in group “Adult” after, in group “Juvenile” before the onset of lay. In both groups, the remaining hens served as control hens. An examination of each hen was performed weekly, including ultrasonography to check for ovarian follicles, analysis of estradiol-17ß plasma concentration, and assessment of comb size. Digital radiographs of the keel bone were taken in experimental weeks 7 and 15. No follicles were detected on the ovary of treated hens for a certain time period which varied between individuals (between 8 weeks and until the end of the experiment). Estradiol-17ß concentrations were significantly higher in control hens. The comb was significantly smaller in treated hens. A lower prevalence of keel bone damage (group “Adult”) and foot pad dermatitis (FPD) (both groups) was found in treated compared to control hens. These results show that a model with laying and non-laying hens can be achieved by administering a deslorelin acetate implant. Furthermore, they indicate a relationship between egg production and keel bone damage as well as FPD

Population genetics and reproduction biology of Populus euphratica Oliv. (Salicaceae) at the Tarim River, Xinjiang Province, NW China

To uncover the genetic structure of Populus euphratica forests along the Tarim River in Xinjiang, China, a PCR set of eight microsatellite markers was established. 18 primer pairs originally developed for P. tremuloides and P. trichocarpa were screened for amplification in P. euphratica. The eight most variable loci were selected for further genotyping experiments. Subsequently, two multiplex PCR assays, each containing four loci, were set up and optimized. Three populations containing altogether 436 trees were used to characterize the selected loci. The set was found to be moderately polymorphic (mean expected heterozygosity = 0.57). The resolution was sufficient to discriminate even siblings with high confidence (PID = 1.81x10-5). Cumulative exclusion probabilities were 0.89 (single parent), 0.98 (paternity), and 1.00 (parent pair) and proved the set’s suitability for parentage analysis. Practical and theoretical analysis of consequences of genotyping errors in this semi-clonal plant showed that the vast majority of errors (62.1%) lead to division of identical genotypes. Merging of different genotypes was found to be a very rare case (0.4%). This always leads to an overestimation of genotypes. A similarity threshold of one allele difference between two genotypes to be regarded as being identical lead to an underestimation of clonal richness and genotype number of one per cent compared to an overestimation of more than 20 per cent without such a threshold. Allowing a certain amount of variation is therefore expected to reflect the clonal structure better than an analysis that considers exact matches only. Using a combination of morphological and molecular analyses, a first study demonstrated that root suckers are clearly distinguished from seedlings in their root architecture. Root suckering starts when trees are 10–15 years old and bridges distances of up to 40 m at a time. Root suckers depend on their parent tree for at least five years and are expected to have a higher mortality than generatively grown trees. Molecular analysis of old growth stands revealed a highly variable proportion of clonal growth between different stands. In the study area, the proportion of clonality decreases with distance to the main river bed (R = 0.31 at the site closest to the main river, R = 0.97 at the site farthest away from the river). An analysis of the history of river movements at different sites indicates a dependency of clonal growth on the frequency of ground water replenishment by the yearly floods. Genetic differentiation among the stands in the study area is low (FST = 0.055), and isolation by distance was not detectable (P = 0.058). Also, the river does not function as a vector for directed gene flow in downstream direction (P > 0.11). The forests are therefore considered to be one large panmictic metapopulation with unrestricted gene flow. Clonal growth does not lead to higher final stand densities (P = 0.99) and is obviously not of crucial importance for stand survival. Furthermore, analysis of vitality measures and size differences indicate that root suckers are in disadvantage both in vitality and in survival rate compared to seedlings. In this light, a possible function of clonal growth as a luxury strategy to enhance a genetic individual’s reproduction success under good site conditions can be discussed. The genetic structure of the (meta)population bears direct implications for management and conversation of the Tugai forest in Xinjiang. Due to the low degree of differentiation and the unhindered gene flow even small, fragmented, or isolated populations have conservational value, thereby clearly answering the SLOSS question (a single large or several small protected areas) in the latter sense. More than that, non-clonal stands with the highest amount of genotypic diversity can be easily identified on satellite and aerial images. Selection of such stands for conservation is therefore possible without expensive and time-consuming molecular analyses.Um die genetische Struktur der Populus euphratica-Wälder entlang des Tarim in Xinjiang, China zu untersuchen wurde ein PCR-Primersatz aus acht Mikrosatellitenloci etabliert. 18 ursprünglich für P. tremuloides und P. trichocarpa entwickelte Primerpaare wurden auf Amplifikation bei P. euphratica getestet. Die acht variabelsten Loci wurden für die folgenden Genotypisierungen ausgewählt. Zwei jeweils vier Primerpaare enthaltende Multiplex PCRs wurden anschließend etabliert und optimiert. Die ausgewählten Loci wurden anhand dreier Populationen mit insgesamt 436 Bäumen charakterisiert. Der Primersatz zeigt mittlere Polymorphiewerte (mittlere erwartete Heterozygosität = 0,57). Die Auflösung ist ausreichend für die Unterscheidung von Geschwistern (PID = 1,81x10-5). Die kumulativen Ausschlusswahrscheinlichkeiten liegen bei 0,89 (single parent), 0,98 (paternity) und 1,00 (parent pair) und belegen damit die Eignung des Primersatzes für Elternschaftsanalysen. Praktische und theoretische Analysen der Auswirkungen von Genotypisierungsfehlern bei dieser semiklonalen Art ergaben, dass der weitaus überwiegende Anteil der Fehler (62,1%) zur Aufspaltung identischer Genotypen führt. Die Nichtauflösung real unterschiedlicher Genotypen ist ein sehr seltener Fall (0,4%) und unterstreicht die hohe Trennschärfe der Methode. Diese Eigenheiten führen immer zu einer Überschätzung der tatsächlichen Genotypenzahl. Zur Lösung dieses Problems wurde ein Schwellenwert eingeführt, der Abweichungen zwischen zwei Proben desselben Genotyps zulässt. Die Toleranz der maximalen Abweichung in einem Allel zwischen zwei als identisch gewerteten Genotypen ergab eine Unterschätzung der genetischen Vielfalt und der Genotypenzahl von einem Prozent im Vergleich zu einer Überschätzung von mehr als 20 Prozent ohne Schwellenwert. Wir erwarten daher, dass ein solcher Schwellenwert die klonale Struktur besser reflektiert, als die ausschließliche Beachtung vollständiger Übereinstimmung zwischen Genotypen. Unter Verwendung morphologischer und molekularer Methoden konnte im Zuge einer ersten Studie nachgewiesen werden, dass sich Wurzelsprosser in ihrer Wurzelarchitektur klar von Sämlingen unterscheiden. Vermehrung über Wurzelsprosser setzt ein, wenn die Bäume 10–15 Jahre alt sind und kann Entfernung von bis zu 40 m überbrücken. Wurzelsprosser sind über einen Zeitraum von wenigstens fünf Jahren abhängig von ihren Elternbäumen. Insbesondere unter Wasserstress wird erwartet, dass die Mortalität von Wurzelsprossern höher ist als von Sämlingen. Molekulare Analysen alter Bestände ergaben, dass die relative Klonalität zwischen verschiedenen Beständen stark schwankt. In unserem Untersuchungsgebiet nimmt die Klonalität mit der Entfernung zum Hauptfluss ab (R = 0,31 in den flussnahen Beständen, R = 0,97 im am weitesten entfernten Bestand). Eine Analyse der Flussbewegungen seit 1903 deutet eine Abhängigkeit der Stärke klonalen Wachstums von der Regelmäßigkeit der Grundwasserauffrischung durch das jährliche Hochwasser an. Die genetische Differenzierung der von uns untersuchten Bestände ist gering (FST = 0,055). Eine Abhängigkeit genetischer Ähnlichkeit von räumlicher Entfernung konnte nicht nachgewiesen werden (P = 0,058). Eine Funktion des Flusses als Vektor flussabwärts gerichteten Genflusses wurde ebenfalls nicht nachgewiesen (P > 0,11). Die Wälder des Untersuchungsgebietes werden daher als panmiktische Metapopulation mit ungehindertem Genfluss aufgefasst. Klonales Wachstum führt nicht zu höheren Bestandsdichten (P = 0,99) und ist für das langfristige Überleben eines Bestandes offensichtlich nicht von ausschlaggebender Bedeutung. Die Analyse von Vitalitätswerten und Größenunterschieden weist weiterhin auf eine Benachteiligung von Wurzelsprossern, sowohl in ihrer Vitalität als auch in ihrer Überlebensrate im Vergleich zu Sämlingen hin. Im Licht dieser Ergebnisse lässt sich klonales Wachstum als Luxusstrategie zur Erhöhung des Reproduktionserfolges eines genetischen Individuums unter guten Standortbedingungen diskutieren. Die Erkenntnisse zur genetischen Struktur der Wälder tragen direkte Implikationen für Verwaltung und Schutz der Tugay-Wälder in Xinjiang. Aufgrund der geringen genetischen Differenzierung und des ungehinderten Genflusses besitzen auch kleine, fragmentierte oder isolierte Populationen Schutzwert. Die SLOSS-Frage nach der größeren Schutzwürdigkeit einer einzelnen großen oder mehrerer kleiner Flächen kann für diesen Fall klar im letzteren Sinn beantwortet werden. Darüber hinaus zeigte sich, dass nichtklonale Bestände mit dem größten Anteil genotypischer Vielfalt auf Satelliten- oder Luftaufnahmen leicht identifiziert werden können. Die Auswahl besonders schutzwürdiger Bestände ist somit auch ohne aufwendige und teure Laboruntersuchungen möglich

Der Einfluss von Legetätigkeit, Genetik, Alter und Haltungssystem auf die Entstehung von Brustbeinschäden bei Legehennen

The keel bone is the prominent ventral part of the sternum in birds where the flight muscles attach. It is fractured or deviated, i.e., deformed, in up to 97 % or 83 % of laying hens within one flock, respectively. Both symptoms are often summarized to the term “keel bone damage” (KBD). Keel bone fractures and possibly also deviations are likely to cause pain and impair the mobility of affected hens. For these reasons, KBD is considered to be one of the most severe animal welfare problems in the egg production industry. The etiology of KBD is not yet fully understood but it is widely defined as a multifactorial disorder. There are external factors such as housing system and nutrition as well as internal factors such as genetic background and age influencing the prevalence of KBD. However, there is no agreement about the direction of these effects and knowledge about the extent to which each of these factors contributes to the etiology of fractures and deviations is lacking. Another internal factor that may influence the keel bone is egg production. There is a high demand of calcium for the eggshell. To meet this demand, female birds possess a special kind of woven bone which is located in the medullary cavity of some bones. It is suggested that once the hen comes into lay, osteoblasts change their function from forming structural bone to forming medullary bone which leads to a decrease in the amount of structural bone and, thus, in bone strength. It is further suggested that these mechanisms are mediated by estrogens. However, the role of egg production and estrogens in KBD has never been investigated into detail. The aim of the present work was to get a better insight into the etiology of KBD. A special focus was put on comparing the external factor housing system with the internal factors genetic background, age, egg production, and estradiol-17β. To that aim, three studies were carried out. In the first study, a method to assess keel bone fractures and deviations in living hens was established using radiography. Furthermore, hens of five layer strains differing in phylogenetic background (brown versus white layer lines) as well as laying performance (high versus low performing) were kept in two different housing systems (single cages versus floor housing) and repeatedly radiographed. Brown layer lines showed more keel bone fractures while the severity of keel bone deviations tended to be higher in white layer lines. Within the brown layers, the high performing layer line showed more keel bone fractures and deviations compared to the low performing layer line. More fractures were found in the floor housing system whereas keel bone deviations were more severe in cages within some of the layer lines. Fracture prevalence increased with age. The presented radiographic examination of the keel bone allowed to clearly differentiate between fractures and deviations and to assess the severity of the latter. It was further shown to be a suitable and quick method for longitudinal studies on KBD. The aim of the second study was to establish an animal model with non-egg laying hens which could further be used to assess the influence of egg production on different traits in laying hens. 40 hens were kept in a floor housing system. Ten hens received a sustained release implant containing the gonadotropin releasing hormone (GnRH) agonist deslorelin acetate before and ten hens after the onset of lay. The remaining 20 hens were kept as control hens. The implant inhibited egg laying activity in all hens that were treated after the onset of lay and protracted the onset of lay in all hens that were treated before. However, duration of effectiveness was relatively short and showed that a new implant should be administered after approximately twelve weeks in order to constantly inhibit egg laying activity. Furthermore, estradiol-17β plasma concentration was decreased in treated hens. All hens of this study were also radiographed twice. Egg laying control hens showed significantly more keel bone fractures and more severe keel bone deviations compared to non-egg laying hens within the group that was treated after the onset of lay. Furthermore, severity of keel bone deviations increased with age in this group. The results of the first two studies were used for the third study whose aim was to assess the influence of egg production and estradiol-17β on KBD. A total of 200 laying hens of two strains differing in laying performance were kept in a floor housing system. Half of each layer line was administered a deslorelin acetate implant every 90 days and, thus, did not lay eggs. Part of these hens as well as of the egg laying hens was further given an implant with estradiol-17β. All hens were repeatedly radiographed and fracture prevalence as well as prevalence and severity of deviations were compared between the four treatment groups and both layer lines. Furthermore, radiographic density of the keel bone was assessed. The risk of keel bone fracture was much lower in non-egg laying compared to egg laying hens while no effect of egg laying activity on keel bone deviations was found. Radiographic density of the keel bone was higher in aged non-egg laying hens compared to aged egg laying hens. Treatment with exogenous estradiol only showed a relatively small effect on keel bone fracture risk within egg laying hens and no effect on deviations or radiographic density. The high performing layer line showed a higher risk of keel bone fracture than the low performing layer line but layer lines did not differ in terms of keel bone deviations. Taken together, a method to assess keel bone fractures, deviations and radiographic density in a longitudinal study as well as a model with non-egg laying hens have been established and can be used in further studies. Different risk factors have been found for keel bone fractures and deviations indicating that these are two different and independent phenomena and that it is very important to clearly differentiate between them. Both external and internal factors have been found to contribute to the etiology of keel bone fractures and deviations. Part of the keel bone fractures seem to be caused by collisions with housing equipment. However, the very large difference in risk of keel bone fracture between egg laying and non-egg laying hens clearly indicates that there is a fundamental weakness of the keel bone in laying hens caused by egg production which makes it very susceptible to fractures. Findings about the higher prevalence of keel bone fractures in high compared to low performing layer lines support this assumption. It is, thus, necessary to figure out which are the differences in bone structure and composition between egg laying and non-egg laying hens in order to find solutions against this huge animal welfare problem.Der Begriff „Brustbeinschäden“ umfasst Frakturen und Deformationen der Carina sterni, die bei flugfähigen Vögeln sehr ausgeprägt ist und als Ansatzfläche für die Flugmuskulatur dient. Brustbeinschäden kommen bei Legehennen sehr häufig vor: Bis zu 97 % der Hennen einer Herde können von Frakturen und bis zu 83 % der Hennen von Deformationen betroffen sein. Da Brustbeinfrakturen und möglicherweise auch -deformationen mit hoher Wahrscheinlichkeit schmerzhaft sind und die Bewegungsfähigkeit der betroffenen Tiere beeinträchtigen, werden Brustbeinschäden als eines der größten Tierschutzprobleme in der Legehennenhaltung betrachtet. Die Ursachen von Brustbeinfrakturen und -deformationen sind noch nicht ausreichend geklärt. Es wird davon ausgegangen, dass es sich um ein multifaktorielles Krankheitsbild handelt, auf dessen Entstehung sowohl exogene Faktoren wie das Haltungssystem und die Fütterung als auch endogene Faktoren wie die Genetik und das Alter der Hennen Einfluss haben. Jedoch widersprechen sich die vorhandenen Studien teilweise bezüglich der Richtung der Effekte und auch das Ausmaß, in welchem die einzelnen Faktoren jeweils Einfluss auf die Entstehung von Brustbeinschäden nehmen, ist unbekannt. Ein weiterer endogener Faktor, der eine Rolle in der Entwicklung von Brustbeinschäden spielen könnte, ist die Legetätigkeit. Legehennen haben durch die Eischalenbildung einen sehr hohen Calciumbedarf. Dieser Bedarf wird teilweise durch Bereitstellung von Calcium aus dem Skelett, v.a. dem medullären Knochen, gedeckt. Dies ist ein spezielles geflechtartiges Knochengewebe, das bei weiblichen Vögeln in der Markhöhle einiger Knochen zu finden ist. Es besteht die Theorie, dass die Osteoblasten mit Legebeginn der Henne nur noch medullären und keinen kortikalen sowie trabekulären Knochen mehr bilden, was zu einer Abnahme der Knochenstabilität führt. Es wird weiterhin vermutet, dass diese Mechanismen durch Östrogene gesteuert werden. Jedoch gibt es bis heute keine Studien, die den Einfluss der Legetätigkeit und von Östrogenen auf die Brustbeingesundheit untersucht haben. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, einen tieferen Einblick in die Ätiologie von Brustbeinschäden zu gewinnen. Hierbei wurden insbesondere der exogene Faktor Haltungssystem und die endogenen Faktoren Genetik, Alter, Legetätigkeit und 17β-Östradiol untersucht. Zu diesem Zweck wurden drei verschiedene Studien durchgeführt. Das Ziel der ersten Studie war es, eine Röntgenmethode zu entwickeln, die eine Verlaufsuntersuchung von Brustbeinfrakturen und -deformationen sowie eine zuverlässige Unterscheidung dieser beiden Symptome und eine Vermessung von Deformationen erlaubt. Des Weiteren wurden fünf Legelinien und zwei Haltungssysteme miteinander verglichen. Die Legelinien unterschieden sich in ihrer phylogenetischen Herkunft (Braun- und Weißleger) sowie in ihrer Legeleistung (Hoch- und Minderleistung). Von jeder Legelinie wurde jeweils die Hälfte der Tiere in Bodenhaltung bzw. in Einzelkäfigen gehalten. Das Brustbein von allen Tieren wurde regelmäßig geröntgt. Die beiden braunlegenden Legelinien hatten mehr Brustbeinfrakturen als die drei weißlegenden Linien, während die Deformationen bei den Weißlegern tendenziell größer waren. Innerhalb der Braunleger zeigte die Hochleistungslinie mehr Frakturen und Deformationen als die Minderleistungslinie. Die Prävalenz von Frakturen war in der Bodenhaltung höher als in Einzelkäfigen, während innerhalb einiger Legelinien die Deformationen im Käfig größer waren als in der Bodenhaltung. Die Frakturprävalenz nahm mit dem Alter der Hennen zu. Die vorgestellte Röntgenmethode, die auch im Stall eingesetzt werden kann, erwies sich als eine zuverlässige und schnell durchzuführende Methode, um Brustbeinfrakturen und -deformationen wiederholt an denselben Tieren zu diagnostizieren und zu vermessen. Das Ziel der zweiten Studie war es, ein Tiermodell mit nicht-legenden Hennen zu entwickeln, welches die detaillierte Untersuchung des Einflusses der Legetätigkeit auf unterschiedliche Erkrankungen bei Hennen, u.a. Brustbeinschäden, erlaubt. Hierfür wurde jeweils zehn Hennen kurz nach sowie zehn Hennen vor Legebeginn ein subkutanes Implantat mit dem Gonadotropin-Releasing-Hormon (GnRH)-Agonisten Deslorelinazetat subkutan appliziert. Jeweils zehn weitere Hennen wurden als Kontrolltiere für beide Gruppen (nach / vor Legebeginn) gehalten. Das Implantat unterband die Legetätigkeit bei allen Hennen, die nach Legebeginn behandelt wurden, und zögerte den Legebeginn bei allen Hennen, die es davor erhalten hatten, hinaus. Die Wirkungsdauer war jedoch relativ kurz und es zeigte sich, dass die Gabe des Implantates im Abstand von ca. zwölf Wochen wiederholt werden sollte, um eine durchgängige Unterdrückung der Legetätigkeit zu erreichen. Des Weiteren zeigte sich ein niedrigerer 17β-Östradiol-Plasmaspiegel bei behandelten im Vergleich zu Kontrolltieren. Die Hennen dieses Versuches wurden ebenfalls zweimal während des Versuchszeitraums geröntgt. Innerhalb der Gruppe, die das Implantat nach Legebeginn erhielt, zeigten die legenden Hennen (Kontrolltiere) signifikant mehr Brustbeinfrakturen und größere Deformationen als die nicht-legenden Hennen. Die Größe der Deformationen nahm in dieser Gruppe insgesamt mit zunehmendem Alter der Hennen zu. Die Ergebnisse aus diesen beiden Studien wurden für die dritte Studie genutzt, deren Ziel es war, den Einfluss der Legetätigkeit sowie von 17β-Östradiol auf die Entstehung von Brustbeinschäden zu untersuchen. Es wurden jeweils 100 Hennen einer Hochleistungs- und 100 Hennen einer Minderleistungslinie in Bodenhaltung gehalten. Bei jeweils der Hälfte der Tiere beider Legelinien wurde die Legetätigkeit durch wiederholte Gabe eines Deslorelinazetat-Implantates unterbunden. Ein Teil dieser sowie der legenden Hennen bekam zusätzlich ein Implantat mit dem Steroidhormon 17β-Östradiol. Das Auftreten und die Schwere von Brusbeinfrakturen und -deformationen wurden durch wiederholte Röntgenuntersuchungen beurteilt. Des Weiteren wurde die Röntgendichte des Brustbeins ermittelt. Die Wahrscheinlichkeit, innerhalb des Versuchszeitraumes eine Fraktur zu erleiden, war bei den nicht-legenden Hennen sehr viel niedriger als bei den legenden Hennen, während kein Effekt der Legetätigkeit auf Brustbeindeformationen festgestellt werden konnte. Die Röntgendichte des Brustbeins war am Ende des Versuchszeitraums bei den nicht-legenden Hennen höher als bei den legenden. Die Gabe von exogenem Östradiol führte nur innerhalb der legenden Hennen zu einem moderat erhöhten Frakturrisiko und hatte keinen Effekt auf das Auftreten von Brustbeindeformationen sowie auf die Röntgendichte. Die hochleistende Legelinie wies eine höhere Wahrscheinlichkeit für Brustbeinfrakturen auf als die minderleistende Legelinie, während sich die beiden Linien in Bezug auf Deformationen nicht unterschieden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass in der vorliegenden Arbeit sowohl eine Methode zur Beurteilung der Brustbeingesundheit in Verlaufsstudien als auch ein Tiermodell zur Untersuchung des Zusammenhangs der Legetätigkeit sowie des frühen Legebeginns und verschiedenen Erkrankungen bei Legehennen erfolgreich etabliert und präsentiert wurden. Des Weiteren wurden unterschiedliche Risikofaktoren für das Auftreten von Brustbeinfrakturen einerseits und -deformationen andererseits gefunden. Dies zeigt, dass es sich hierbei um zwei voneinander unabhängige Symptome zu handeln scheint, weshalb eine klare Abgrenzung zwischen den beiden immens wichtig ist. Es wurde gezeigt, dass sowohl der untersuchte exogene Faktor als auch die untersuchten endogenen Faktoren einen Einfluss auf die Entstehung von Brustbeinschäden haben. Ein Teil der Frakturen scheint durch Kollisionen mit Einrichtungsgegenständen zu entstehen. Der enorme Unterschied zwischen legenden und nicht-legenden Hennen in Bezug auf die Wahrscheinlichkeit, eine Fraktur zu erleiden, zeigt jedoch sehr deutlich, dass eine durch die Legetätigkeit verursachte Schwäche des Brustbeins besteht, die diesen Knochen sehr anfällig für Frakturen macht. Der festgestellte Unterschied zwischen Hoch- und Minderleistungslinien untermauert diese Schlussfolgerung. Es erscheint daher notwendig, das Brustbein in weiteren Studien genauer zu untersuchen, um Unterschiede in der Knochenstruktur und -zusammensetzung zwischen legenden und nichtlegenden Hennen zu finden, welche die unterschiedliche Frakturanfälligkeit bedingen. Basierend auf diesen Ergebnissen könnten neue Ansatzpunkte zur Vermeidung dieses gravierenden Tierschutzproblems entwickelt werden

Small‐scale genetic structure and mating patterns in an extensive sessile oak forest (Quercus petraea (Matt.) Liebl.)

Abstract Oaks (Quercus) are major components of temperate forest ecosystems in the Northern Hemisphere where they form intermediate or climax communities. Sessile oak (Quercus petraea) forests represent the climax vegetation in eastern Germany and western Poland. Here, sessile oak forms pure stands or occurs intermixed with Scots Pine (Pinus sylvestris). A large body of research is available on gene flow, reproduction dynamics, and genetic structure in fragmented landscapes and mixed populations. At the same time, our knowledge regarding large, contiguous, and monospecific populations is considerably less well developed. Our study is an attempt to further develop our understanding of the reproduction ecology of sessile oak as an ecologically and economically important forest tree by analyzing mating patterns and genetic structure within adult trees and seedlings originating from one or two reproduction events in an extensive, naturally regenerating sessile oak forest. We detected positive spatial genetic structure up to 30 meters between adult trees and up to 40 meters between seedlings. Seed dispersal distances averaged 8.4 meters. Pollen dispersal distances averaged 22.6 meters. In both cases, the largest proportion of the dispersal occurred over short distances. Dispersal over longer distances was more common for pollen but also appeared regularly for seeds. The reproductive success of individual trees was highly skewed. Only 41 percent of all adult trees produced any offspring while the majority did not participate in reproduction. Among those trees that contributed to the analyzed seedling sample, 80 percent contributed 1–3 gametes. Only 20 percent of all parent trees contributed four or more gametes. However, these relatively few most fertile trees contributed 51 percent of all gametes within the seedling sample. Vitality and growth differed significantly between reproducing and nonreproducing adult trees with reproducing trees being more vital and vigorous than nonreproducing individuals. Our study demonstrates that extensive, apparently homogenous oak forests are far from uniform on the genetic level. On the contrary, they form highly complex mosaics of remarkably small local neighborhoods. This counterbalances the levelling effect of long‐distance dispersal and may increase the species’ adaptive potential. Incorporating these dynamics in the management, conservation, and restoration of oak forests can support the conservation of forest genetic diversity and assist those forests in coping with environmental change

Heteropoda schwendingeri Jager 2005

Heteropoda schwendingeri Jäger 2005 Figs 1–11 H. schwendingeri Jäger 2005: 99, figs 50–58 (description of ♂; ♂ holotype in MHNG, examined) Material examined: 2 ♂♂ (PJ 2437–2438), 3 ΨΨ (PJ 2436, 2439– 2440), Thailand: Chumphon Prov., Than Lod Yai Cave, 10 ° 12 ' 58.1 '' N, 98 ° 56 ' 21.1 '' E, 100m altitude, inside limestone cave, aphotic zone, P. Schwendinger leg. (PJ 2436–2437 are deposited in the Research Institute Senckenberg, Frankfurt, SMF, PJ 2438–2440 in Muséum d'histoire naturelle, Genève, MHNG). Material examined for comparison: Some 90 specimens of Heteropoda tetrica Thorell 1897 and related species (Eusemann, unpubl.) from Myanmar, Thailand, Laos, China, Vietnam, Malaysia, and Indonesia. Extended diagnosis: Large spider with legspan of up to 230 mm in males and 170 mm in females. Males are very similar to those of Heteropoda tetrica notably in the palpal morphology. A trait additional to those listed in Jäger (2005) for distinguishing H. schwendingeri from H. tetrica is the relatively smaller dorsal RTA when compared to the pronounced ventral RTA (Fig. 9). Females can be distinguished from those of H. tetrica by shape and structure of epigyne and course of internal duct system (Figs 1, 3, 5): anterior part of the median septum exhibits a distinct longitudinal keel extending anteriorly (such a keel is absent in H. tetrica); the anterior margins of the lateral lobes run distinctly laterad (running anteriorad in H. tetrica); the anterior bands of the epigynal field are longer and more slender (shorter and stouter in H. tetrica); and the slit sense organs are relatively more distinctly separated from epigynal field, i.e., 3–8 times its length (0–4 times in H. tetrica, but most are 0–2 times or with slit sense organs inside the field). Extended description and variation of males (for original description see Jäger 2005). PL 11.3, PW 9.7–10.3, PH 2.9 –3.0, OL 8.1–10.7, OW 4.8–6.3. Eye diametres: AME 0.49–0.51, ALE 0.82–0.85, PME 0.67–0.68, PLE 0.75–0.86; eye interdistances: AME –AME 0.21, AME–ALE 0.04–0.06, PME–PME 0.34–0.35, PME–PLE 0.58–0.60, AME –PME 0.30–0.41, ALE–PLE 0.41–0.51, CH AME 1.23–1.27, CH ALE 0.93–0.95. Leg formula: 2143. Spination: PP 131, 101, 212 (0) 1, FE I–III 323, IV 331, PA I–IV 101, TI I–II 2226, III 2226, IV 22 (1) 26, MT I–II 1014, III 2014, IV 3036. Total length of palps and legs: PP 19.7 –20.0, I 79.3–85.9, II 88.1 –93.0, III 64.7–71.5, IV 75.6–79.1. Large teeth of prolateral tarsal claw of leg II (in prolateral view): 3–5. Cheliceral furrow with 3 anterior and 4 posterior teeth. Only small variation in palp: retrolateral margin of conductor slightly more concave than in holotype and its tip thinner and more pointed. Colour: As in holotype (see Jäger 2005). Female. PL 12.9–13.4, PW 10.8–11.7, PH 2.5–3.5, OL 11.2–17.2, OW 6.7–12.3. Eye diametres: AME 0.55–0.57, ALE 0.85–0.94, PME 0.73–0.76, PLE 0.94–0.97; eye interdistances: AME–AME 0.26–0.30, AME–ALE 0.06–0.12, PME–PME 0.32–0.42, PME–PLE 0.70–0.79, AME–PME 0.50–0.57, ALE–PLE 0.54–0.77, CH AME 1.36–1.57, CH ALE 1.06–1.22. Leg formula: 2143. Spination: PP 131, 101, 2121, 1014, FE I–III 323, IV 331, PA I 1 (0)01, II–IV 101, TI I–II 2226, III 21 (0) 26, IV 2126, MT I–II 1014, III 2014, IV 3036. Measurements of palps and legs: PP 20.4–22.2 (6.3–6.6, 3.1–3.2, 4.2–4.8, 6.7–7.6), I 66.6–71.5 (18.1–19.3, 6.8–7.6, 19.2–20.2, 18.6–20.3, 3.9–4.3), II 71.2–78.8 (19.6–21.6, 7.1–7.6, 21.1–24.7, 19.3–21.6, 4.1–4.5), III 58.8–63.6 (17.5–18.7, 5.8–6.5, 17.2–18.1, 14.8–16.7, 3.5–3.7), IV 65.7–69.6 (18.3–19.8, 5.6–6.2, 18.5–19.7, 19.2–20.7, 4.1–4.2). Large teeth of prolateral tarsal claw of leg II (in prolateral view): 3–4. Cheliceral furrow with 3 anterior and 4 posterior teeth. Palpal claw with 7–8 teeth. Epigyne: lateral lobes and median keel are strongly pronounced bulges, regions close to copulatory openings strongly depressed. Epigynal field roughly quadrangular, but with rounded anterior edges. Anterior bands always distinct. Lateral lobes cover median septum. Septal pocket 2.1–2.6 times longer than wide, in two cases reaching region of turning point of internal duct system. Course of internal duct system as shown in Figures 2 –4, 6– 8. Posterior part of internal duct system extending laterally beyond anterior part. Variation in the epigyne restricted to length of anterior bands and shape of epigyneal field. Keel between copulatory openings differently pronounced resulting in different profile shapes (rounded or sharp ridge). Vulva varying in size and shape of posterior part of duct system and size of septal pocket. Colour: Reddish brown with darker markings. Chelicerae uniformly dark brown, almost black. Colour of ventral side and patterns of dorsal shield of prosoma and opisthosoma and legs as in male. No distinct colour dimorphism between sexes (cf. H. tetrica with males having strongly contrasted patterns on the dorsal shield of prosoma, whereas H. tetrica females exhibit a more uniform dark brown dorsal shield; Eusemann, unpubl.).Published as part of Eusemann, Pascal & Jäger, Peter, 2006, Heteropoda schwendingeri Jäger 2005 (Araneae: Sparassidae) — first description of female with notes on intraspecific variation and evidences supporting species status, pp. 327-334 in Zootaxa 1325 on pages 328-332, DOI: 10.5281/zenodo.17401