Embryonale Entwicklung und Schlupf bei Vögeln

Die Entwicklung des Vogeleis: Von der Befruchtung bis zum Schlupf

Nach dem Eisprung verlässt die Eizelle den Eierstock und gelangt in den Eileiter, wo die Befruchtung stattfindet. Während der Passage durch den Eileiter, die etwa 16 bis 20 Stunden dauert, wird das Ei mit verschiedenen Schichten umgeben.

Drüsen in den Wänden des Eileiters sondern Eiweißstoffe ab, die das klare Ei oder Albumin bilden und stabilisieren. Der Eileiter weist eine gewundene Konfiguration mit spiralförmigen Falten auf, wodurch sich das Ei dreht und das Albumin gleichmäßig um die Keimscheibe verteilt wird.

Während dieser Reise werden auch die sogenannten Schalenmembranen (innere und äußere) gebildet, die schließlich die äußere Hülle oder Kalkschicht (Eierschale) um das Ei bilden. Am Ende des Eileiters fällt das fertig geformte Ei in die Kloake, von wo es ausgestoßen wird.

Segmentierung (Furchung)

Die Segmentierung des Vogeleis ist meroblastisch, da die große Masse des Dotters eine vollständige Durchfurchung verhindert. Die Furchung beginnt im Eileiter nach der Befruchtung und ist auf einen winzigen Bereich am animalen Pol beschränkt, der als Keimscheibe (Blastodermscheibe) bezeichnet wird.

Die Segmentierung beginnt mit der Bildung einer vertikalen Furchungsfurche in der Keimscheibe. Eine zweite Furche kreuzt die erste senkrecht. Anschließend entstehen weitere Furchungslinien, die auf den Bereich der Keimscheibe beschränkt bleiben, da der Dotter unteilbar ist. Nach Abschluss der Segmentierung werden viele Zellen gebildet, wodurch das Blastulastadium erreicht und das Blastozöl (Furchungshöhle) gebildet wird.

Die Blastula

In den frühen Phasen der Zellteilung bleiben die Blastomeren eng aneinander und lassen das Ei wie eine Maulbeere aussehen – dies ist das Morula-Stadium. Bald darauf ordnen sich die Blastomeren um einen zentralen Hohlraum, das Blastozöl, wodurch das Blastulastadium erreicht wird. Bis zu diesem Zeitpunkt hat sich die Gesamtgröße des Embryos nicht wesentlich verändert, aber es sind mehr, wenn auch kleinere, Zellen vorhanden. Die Zunahme der Zellzahl erfordert eine Vervielfältigung des genetischen Materials.

Primäre Blastula

Im Stadium von etwa 32 bis 64 Blastomeren beginnt eine neue Art der Teilung. Tiefe Zytoplasmaspalten bestimmen eine untere Grenze für bestimmte Blastomeren, die durch eine virtuelle gleichmäßige Teilung vom Dotter getrennt werden. Bei den nachfolgenden Teilungen wächst die Masse der zentralen Blastomeren über der entstehenden Dotterspalte. Horizontale Teilungen trennen die oberen marginalen Zellen von den Zellen ohne klare Grenzen zum darunter liegenden Dotter. Die Spalte wächst und bildet das zentrale primäre Blastozöl.

Sobald die Furchungshöhle erscheint, weist das Blastoderm zwei äußere Regionen auf:

• Area Pellucida (Heller Bereich): Der zentrale Teil des Blastoderms, der über dem Blastozöl liegt und heller erscheint.
• Area Opaca (Undurchsichtiger Bereich): Entspricht den peripheren Schichten des Blastoderms und umfasst:
  • Periphere Blastomeren, die die Beschichtungszone bilden und sich aktiv teilen, ohne sich mit dem Dotter zu verbinden.
  • Einen Bereich verbundener Blastomeren ohne bestimmte Grenzen zum Dotter.
  • Eine innere Übergangszone zwischen der Area opaca und der Area pellucida.

Sekundäre Blastula (Blastula eines Vogels)

Das Blastoderm in der Area pellucida wandelt sich in eine diploblastische Keimscheibe um. Die oberflächliche Zellschicht bildet das Ektophyl, während die tiefste Schicht als Entophyl bezeichnet wird. Die Entophyl-Schicht entsteht möglicherweise durch Delamination aus der Area pellucida.

Die Entophyl-Schicht trennt das primäre Blastozöl in zwei Hohlräume:

1. Die Subgerminalhöhle (oder Dottersackdarm) direkt über dem Dotter.
2. Das sekundäre Blastozöl zwischen Ektophyl und Entophyl.

Gastrulation und Neurulation

Die Gastrulation beginnt in den frühen Stunden der Inkubation. Durch ständige Zellteilungen besteht das Blastoderm aus mehreren Zellschichten. Der Teil, der über dem Dotter liegt, wird als Area pellucida bezeichnet; der dunklere, periphere Teil als Area opaca.

Im hinteren Teil der Area pellucida bildet sich eine Verdickung, die sich zur Mitte hin ausdehnt: der Primitivstreifen. Die Bildung des Primitivstreifens dauert etwa 10 bis 12 Stunden.

Die Keimscheibe dehnt sich aus und differenziert die drei Keimblätter: Ektoderm, Mesoderm und Entoderm. Zwischen 18 und 20 Stunden Inkubation ist die Gastrulation abgeschlossen und die Neurulation beginnt.

Die Neurulation beginnt mit einer Verdickung des Hensenschen Knotens, der sogenannten Cephalica-Erweiterung. Es bilden sich die Neuralfalten, die Neuralplatte und der Neuralstrang. Die Somiten differenzieren sich und bilden die Grundlage für die Organe des Körpers.

Die Geburt der Vögel

Inkubation und Brutverhalten

Viele Vogelarten beginnen erst nach der Ablage des letzten Eies mit dem Brüten, während andere bereits nach der Ablage des ersten Eies beginnen, sodass die Küken nacheinander schlüpfen.

In vielen Familien brütet nur das Weibchen; seltener wird diese Aufgabe von beiden Partnern geteilt. Es gibt auch seltene Fälle, in denen die Inkubation ausschließlich vom Männchen übernommen wird. Einige Vögel brüten ihre Eier nicht selbst aus, indem sie diese entweder in fremde Nester legen (Brutparasitismus) oder sie im heißen Sand vergraben.

Kükenentwicklung und Inkubationsdauer

Die Küken unterscheiden sich bei der Geburt stark von Art zu Art. Die Dauer der Inkubationszeit hängt in erster Linie von der Größe der Vögel ab.

Manche Küken sind Nestflüchter (nidifug), wie Enten, Hühner, Truthühner oder Rebhühner. Sie haben bereits Federn und sind in der Lage zu gehen oder sogar zu schwimmen (z. B. Talegallos). Sie benötigen lediglich den Schutz ihrer Eltern, die sie füttern.

Das Küken durchbricht die Eischale mithilfe einer kleinen, hornigen Struktur, dem sogenannten Eizahn, der aus dem Oberkiefer ragt. Es benutzt ihn, um eine kleine Ecke der Schale aufzureißen. Dieser Eizahn verschwindet bald nach dem Schlüpfen.

Der Schlüpfprozess in sieben Schritten

1. Vorbereitung: Die ersten Anzeichen des Schlüpfens sind oft unsichtbar. Das Küken positioniert sich in der Schale so, dass der Schnabel zur abgerundeten Seite (zur Luftkammer) zeigt. Dann bohrt es mit einem scharfen Stoß die Luftkammer an.
2. Bruch der Schale (Pipping): Das eigentliche Schlüpfen beginnt, wenn das Küken nach mehreren Versuchen die Schale durchbricht. Dabei helfen zwei grundlegende Elemente: der Eizahn, ein kleines Organ am Oberkiefer, das bald nach der Geburt abfällt, und ein kräftiger Schlüpfmuskel im Nacken, der die Kraft des Eizahns verstärkt.
3. Der Riss entsteht: Nachdem die Schale an einem Punkt durchbrochen wurde, beginnt das Küken, den Riss zu verlängern. Nach jedem Picken hält es inne, dreht sich langsam und stößt sich mit den Füßen ab, um den Riss zu vergrößern. Dieser Prozess des Drehens und Pickens erzeugt einen Riss an der Basis des Eies.
4. Rissbildung um das Ei: Der Riss wird allmählich um das gesamte Ei herum verlängert.
5. Sicherung der Position: Das Küken krallt sich am Rand der Schale fest. Nachdem es seine Position gesichert hat, drückt es sich mit Beinen und Schultern ab.
6. Der eigentliche Schlupf: Das Küken drückt sich erneut mit den Füßen ab. Die abgerundete Seite der Schale bleibt wie eine Kappe auf dem Kopf zurück.
7. Das Leben in der Außenwelt.