Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Det är sedan länge känt att om höns hålls i naturlig belysning varierar äggläggningen med årstiderna. Lägst antal ägg läggs när dagarna är som kortast och ljusstimuleringen är som lägst. Eftersom hönan reagerar även på artificiellt ljus kan ljusprogram användas för att styra antalet ljusa respektive mörka timmar per dygn för att därigenom undvika årstidsvariation. Syftet med denna litteraturstudie är att ta reda på hur ljuset styr hönans könsmognad och ägg-läggning.
Ljus registreras av fotoreceptorceller i retina, hypotalamus och epifysen vilka omvandlar energin i fotonerna till en biologisk signal. Vid ljusstimulering stimuleras gonadotropinfrisät-tande hormon (GnRH) vilket ökar frisläppningen av gonadotropinerna follikelstimulerande hormon (FSH) och luteiniserande hormon (LH). Ljusstimulering aktiverar även inhibitoriska neuropeptider i hypotalamus som minskar GnRH-frisläppningen. Så länge ljusstimuleringen sker kommer ökningen av GnRH-frisläppning att radera effekten av de inhibitoriska neuro-peptiderna, men när stimuleringen minskar tar den inhibitoriska effekten över och reproduk-tionsförmågan minskar.
Hönans reproduktionsorgan består av äggstock och äggledare. Äggstockens funktion styrs av hypofysen, hypotalamus, epifysen och äggstockens egna hormonproducerande celler. Gonad-utveckling stimuleras av GnRH. Endast den vänstra äggstocken utvecklas till ett funktionellt organ. Den könsmogna äggstocken innehåller en hierarki av folliklar i olika utvecklings-stadier. Folliklarna tillväxer kraftigt under den mognadsprocess som sker när de utvecklas och upptar ägguleprotein. I äggstocken omges äggcellen av två cellager, thecaceller respektive granulosaceller. Thecaceller producerar androstenedion, som granulosacellerna konverterar till östrogen. Östrogen stimulerar inlagringen av ägguleprotein från levern. Granulosacellerna producerar även progesteron, det hormon som initierar den kraftiga ökning av LH som föregår ovuleringen.
Ljus påverkar både könsmognad och den fortsatta äggläggningen. Rätt ljus är viktigt under hela äggläggningsperioden. För att en ökad ljusstimulering ska ske vid en höjning av antalet ljustimmar måste antalet timmar överstiga en undre kritisk gräns. Det finns även en övre mättnadsgräns där en ytterligare höjning av antalet ljustimmar inte ger ytterligare stimulering. Höns har relativ ljusutmattning vilket innebär att deras känslighet för ljusstimuli minskar över tid.
I litteraturstudien beskrivs hönans reproduktionsorgan, vilka hormoner som inverkar och hur ljusstimuli kan användas för att påverka könsmognad och äggproduktion. Min slutsats är att ljus har en stor inverkan på hönans äggläggning. Både antal ljustimmar per dygn, förändringar i ljusmönster över tid, ljusintensitet och ljusets våglängd har visat sig påverka äggläggningen. Även om det bedrivits intensiv forskning under lång tid på olika aspekter av hur ljuset påver-kar hönans äggläggning finns det ett behov av ytterligare forskning, exempelvis på hur låg-energibelysning bör vara utformad för att efterlikna dagsljuset på bästa möjliga sätt.

It is general knowledge that if poultry is kept in natural light the egg-laying rate will vary throughout the year. Egg production will be at its lowest point during the seasons with short days, when the stimulation of light is low. Artificial light can be used to manipulate this varia-tion. The aim of this paper is to find out how light regulates sexual maturity and egg-laying in the hen.
Light is perceived through photoreceptor cells in retina, hypothalamus and the pineal gland. The photoreceptors transduce energy from photons to a biological signal. The stimulation of light induces production and release of gonadotropin releasing hormone (GnRH), which en-hances the release of the gonadotropins, follicle-stimulating hormone (FSH) and luteinizing hormone (LH). Light will also increase the inhibitory neuropeptides in hypothalamus that will decrease the release of GnRH. As long as light stimulation continues, the inhibitory neuro-peptides will be overruled by the effect of stimulatory peptides, but once the stimulation of light disappears the impact of the inhibitory neuropeptides increases and reproduction ceases.
The reproduction system consists of the left ovary and the oviduct. Ovarian function in the hen is controlled by neuroendocrine information from pituitary gland, hypothalamus, pineal gland and from hormone producing cells in the ovarian tissue. GnRH stimulates the gonadal development. In the mature hen the ovary consists of a hierarchy of follicles in different states of development. During follicular maturation assembly of the yolk, development and the ab-ility to produce hormones increases. In the ovarian tissue the egg cell is surrounded by theca and granulosa cells. Theca cells produce androstenedione, which is converted to oestrogen by granulosa cells. Oestrogen stimulates assembly of yolk proteins from the liver. Granulosa cells also produce progesterone. Progesterone stimulates the increased level of plasma LH which initiates the ovulation.
The duration of light exposure controls GnRH release, which affects both maturation and the egg-laying process. Appropriate light management is therefore important during the whole laying period. Two factors that are important to consider when designing a stimulatory photo schedule are critical and saturation day length. The critical day length must be reached to give a higher rate of gonadotropin secretion. The saturation limit occurs when maximum stimula-tion is reached and increasing day length over this limit does not further stimulate the endo-crine system. Photorefractoriness is the process when transduction of photon energy into a physiological stimulus is reduced over time.
This literature study includes a description of the avian reproduction system, the hormones that have an effect on egg-laying and sexual maturity and how light management can be used to increase the egg production. The conclusion of this paper is that appropriate light has a strong effect on the hen reproduction system. Both the number of light hours per day, light intensity and wavelength affects the egg-laying process. More research on light and its effects is still needed for example on how new low energy light systems should be designed to imi-tate natural daylight.