Nie ma rozrodu bez inseminacji

Ocena genomowa, transfer zarodków, superowulacja, MOET, regulacja płci potomstwa. Wszystko to na wyciągnięcie ręki – nie tylko w laboratoriach czy ośrodkach hodowli zarodowej, ale i dla przeciętnego polskiego hodowcy.

tekst: dr mira wieczorek, zdjęcia: archiwum „HiChB”

• Pierwsza inseminacja już w średniowieczu
• Początki inseminacji kolejne próby
• Sztuczne zapłodnienie szansą na odnowienie pogłowia po wojnie
• Rozwój i prace nad inseminacją w Polsce

Ostatnie lata to krok milowy w hodowli. A nie byłoby go, gdyby nie inseminacja – metoda, która na skalę praktyczną w Polsce została wprowadzona dopiero po II wojnie światowej. W tym roku mija (już albo dopiero) 80 lat od pamiętnych dwóch kursów poświęconych inseminacji i organizacji inseminacji bydła. Zorganizowano je w 1946 r. w Pawłowicach koło Leszna.

Już od wieków ludzie wiedzieli – a raczej przeczuwali – że samiec odgrywa kluczową rolę w rozmnażaniu. Zauważono, że podczas kopulacji wydziela on mleczno-wodnisty płyn, bez którego zapłodnienie samicy nie jest możliwe. Choć nie znano mechanizmów tego procesu, przypuszczano, że substancja ta powstaje w jądrach, a ich usunięcie prowadzi do bezpłodności i zaniku popędu płciowego. Te obserwacje dały podstawę do stosowania kastracji. Zabieg ten sprawiał, że zwierzęta stawały się spokojniejsze, łatwiejsze w użytkowaniu i bezpieczniejsze dla otoczenia. Dzięki temu wałachy i woły lepiej nadawały się do pracy, przewyższając pod tym względem ogiery i buhaje o silnym temperamencie.

Pierwsza inseminacja – wieki temu

Ta intuicyjna wiedza wystarczyła, by już w VII wieku przeprowadzić zabieg, który dziś nazwalibyśmy sztucznym unasienianiem. Arabskie kroniki opisują historię hodowcy koni z Darfuru, który – chcąc uzyskać potomstwo po znakomitym ogierze należącym do zwaśnionego sąsiada – posłużył się sprytnym fortelem. Podczas krycia umieścił w pochwie klaczy kawałek materiału, na którym po kopulacji zgromadziło się nasienie. Następnie wprowadził je do pochwy własnej klaczy będącej w rui. Zabieg zakończył się sukcesem – klacz zaszła w ciążę. Opowieść tę uznaje się za pierwszy znany przypadek praktycznego zastosowania sztucznego unasieniania w praktyce hodowlanej.

Początki nauki o rozrodzie

Prawdziwy przełom przyszedł jednak później. Za pioniera andrologii oraz badań nad inseminacją uważa się Holendra Antoniego van Leeuwenhoeka – konstruktora pierwszego mikroskopu. Dzięki niemu po raz pierwszy opisano m.in. erytrocyty, bakterie, struktury tkanek oraz… plemniki. Obserwując mleczną wydzielinę z prącia samca, Leeuwenhoek zauważył ruchliwe komórki, które nazwał animaculos. Tę wiedzę wykorzystał włoski przyrodnik i fizjolog Lazzaro Spallanzani. W 1780 r. pobrał wydzielinę z prącia psa i z powodzeniem unasienił sukę, udowadniając, że bezpośredni udział samca w akcie zapłodnienia nie jest konieczny.

Od eksperymentów do przełomu

Do początku XX wieku inseminacja miała jednak charakter głównie eksperymentalny. Próbowano jej u psów, klaczy i krów, ale wiedza o funkcjonowaniu gamet była wciąż ograniczona. Dopiero okres międzywojenny przyniósł intensyfikację badań: udoskonalono techniki unasieniania koni, bydła, owiec i świń oraz opracowano pierwsze skuteczne rozcieńczalniki nasienia.

Prawdziwy „boom” inseminacyjny nastąpił po II wojnie światowej. Sztuczne unasienianie dostosowano do potrzeb intensywnej gospodarki rolnej – powstały stacje inseminacyjne o dużym zasięgu, wprowadzono nowe zasady oceny rozpłodników na podstawie wydajności ich potomstwa, a także rozpoczęto konserwację nasienia w niskich temperaturach.

Mleko pilnie potrzebne

Prace nad wdrożeniem inseminacji do szerokiej praktyki przerwał wybuch II wojny światowej. Gdy tylko działania wojenne ustały, w 1945 r. powrócono do tej idei. Pierwsze próby, mające jeszcze bardziej charakter doświadczalny niż praktyczny, podjęto w Zakładzie Doświadczalnym Mydliki, należącym do Uniwersytetu Jagiellońskiego, gdzie unasieniono 52 klacze. W Puławach natomiast, w Państwowym Instytucie Gospodarstwa Wiejskiego, temu samemu procesowi poddano 102 kozy.

Równocześnie w Państwowym Instytucie Weterynarii w Bydgoszczy zrodziła się koncepcja rozpoczęcia w kraju inseminacji bydła na szeroką skalę. Odradzające się po wojnie państwo pilnie potrzebowało mleka i mięsa, a sztuczne unasienianie dawało realną szansę na szybkie zwiększenie produkcji.

Idei upowszechnienia inseminacji przyświecały wówczas dwa zasadnicze cele. Pierwszy – hodowlany – zakładał możliwie szybkie odtworzenie zniszczonego działaniami wojennymi pogłowia zwierząt, przy jednoczesnym podnoszeniu jego potencjału genetycznego. Drugi – sanitarny – dotyczył zdecydowanego zwalczania chorób przenoszonych drogą krycia, które były poważnym problemem powojennego rolnictwa. Wystarczy wspomnieć, że w niektórych regionach kraju nawet 20–30% buhajów było zakażonych rzęsistkowicą (Trichomoniasis bovis). Skuteczna likwidacja tej choroby była możliwa jedynie dzięki wprowadzeniu inseminacji oraz objęciu buhajów wykorzystywanych w stacjach unasieniania ścisłym nadzorem weterynaryjnym.

Kursy z UNRRA

Jak zorganizować przedsięwzięcie tej skali niemal od zera w kraju wyniszczonym wojną? Odpowiedzi postanowiono szukać na Zachodzie. Inicjatywę sztucznego unasieniania podjęło Polskie Towarzystwo Zootechniczne, które w maju 1946 r. – za pośrednictwem ówczesnego Ministerstwa Rolnictwa i Reform Rolnych – zwróciło się do przedstawiciela UNRRA (Administracja Narodów Zjednoczonych do spraw Pomocy i Odbudowy) w Warszawie z prośbą o oddelegowanie prof. Eduarda Sørensena.

Celem było przeprowadzenie dwóch kursów organizowanych przez PTZ w Zakładzie Szkolenia Fachowego w Pawłowicach koło Leszna, a także stworzenie podstaw do budowy ogólnokrajowej sieci inseminacyjnej. Plany były ambitne: zakładano utworzenie około 110 ośrodków sztucznego unasieniania oraz zakup 110 buhajów rasy fryzyjskiej z Fryzji Wschodniej.

Wybór prof. Sørensena nie był przypadkowy. Ten wybitny uczony z Akademii Rolniczo-Weterynaryjnej w Kopenhadze był inicjatorem i prekursorem sztucznego unasieniania w Danii w latach 1936–1945, a jego doświadczenie miało kluczowe znaczenie dla powodzenia całego przedsięwzięcia.
Profesor przyjął zaproszenie. Wykłady prowadzone były w języku niemieckim, natomiast ćwiczenia praktyczne odbywały się w zaadaptowanych laboratoriach ośrodka szkoleniowego oraz w rzeźni w Lesznie. Do dyspozycji uczestników oddano sześć buhajów, a niezbędne instrumentarium oraz filmy szkoleniowe dotyczące inseminacji prof. Sørensen przywiózł ze sobą.

Pierwsi organizatorzy i pierwsi inseminatorzy

W pierwszym kursie wzięły udział 32 osoby. Program zakładał, że będą to przyszli kierownicy i organizatorzy inseminacji w Polsce. Wśród uczestników znalazł się m.in. prof. Lech Jaśkowski, późniejszy pierwszy kierownik stacji naukowo-doświadczalnej w Trzęsaczu koło Bydgoszczy oraz wieloletni autor artykułów z zakresu inseminacji i fizjologii rozrodu publikowanych w prototypie naszego miesięcznika, ukazującego się wówczas pod tytułem „Mleko, jaja, drób”.

Drugi kurs zgromadził 26 uczestników i był przeznaczony dla przyszłych techników inseminacji – dziś powiedzielibyśmy po prostu: inseminatorów. Choć koncentrował się na unasienianiu bydła, zaprezentowano również techniki pobierania nasienia od ogierów i tryków. Kurs ten także prowadził prof. Sørensen, lecz tym razem asystowało mu już czterech absolwentów pierwszej edycji, co symbolicznie zapowiadało narodziny polskiej kadry inseminacyjnej.

Dla dużych i małych

Do roku 1958 inseminacja bydła w Polsce rozwijała się równolegle w dwóch strukturach.

Duże stacje unasieniania liczące po kilkadziesiąt (30) buhajów, organizowane na wzór skandynawski, działały w ramach Ministerstwa i były nastawione na obsługę dużych obiektów (Państwowe Gospodarstwa Rolne). Małe stacje (6–9 buhajów), wzorowane na rozwiązaniach radzieckich, były organizowane przy lecznicach weterynaryjnych i świadczyły usługi inseminacyjne w małych gospodarstwach indywidualnych.

Połączenie obu struktur w Państwowe Zakłady Unasieniania nastąpiło w roku 1958 (w tym czasie inseminacją objęte było 20% krów w Polsce).

Krowy zamiast byków

Nowa metoda rozrodu, choć znana od lat przedstawicielom świata nauki i weterynarii, dla hodowców, często jeszcze niepiśmiennych, okazała się rewolucją. Ale rewolucją przyjętą całkiem dobrze, bo wiązały się z nią korzyści finansowe – wprawdzie inseminatorowi trzeba było zapłacić, ale w końcu usługa w punkcie kopulacyjnym też nie była darmowa. Wartością dodaną były wysokie (oczywiście jak na owe czasy) wartości hodowlane buhajów używanych w inseminacji i obietnica wyższej wydajności u ich córek.

W artykule z maja 1959 r. w miesięczniku „Mleko, jaja, drób” Włodzimierz Jeske pisał „Jedną z głównych zalet unasieniania jest lepsze wyzyskanie dobrego buhaja. Dobry buhaj to taki, który poprawia wartość hodowlaną i użytkową pogłowia bydła, którego potomstwo uzyskane od wielu samic cechuje wyższa wydajność mleka i zawartego w nim tłuszczu niż wydajność uzyskiwana od matek w odpowiednich okresach. Dobry buhaj powinien przekazywać nie tylko cechę wyższej wydajności, ale i inne cechy, jak cechę dobrego zdrowia, budowy, długowieczności, żywotności itp.”. Lata minęły, a słowa propagatora inseminacji są wciąż aktualne.

Autor podkreślał też stronę ekonomiczną przedsięwzięcia – „wprowadzając unasienianie w całym kraju, można znacznie ograniczyć ilość buhajów, których wychów jest bardzo kosztowny. Jeśli w kraju jest np. 50 tys. buhajów przeznaczonych do krycia naturalnego, to przy sztucznym unasienianiu ilość tę można ograniczyć do 5 tys. Gdy zamiast 45 tys. zlikwidowanych buhajów będziemy hodować 45 tys. krów, które dadzą po około 3 tys. litrów mleka, to dodatkowo możemy otrzymać 135 mln litrów mleka”. I dalsze wyliczenia: „Przypuśćmy, że matka średnio dawała 3 tys. kg mleka o zawartości 3,5% tłuszczu. Od matki uzyskaliśmy rocznie 90 kg tłuszczu, od córki uzyskujemy 126 kg, czyli o 36 kg tłuszczu więcej, korzyść dla właściciela jest zupełnie wyraźna. Jeśli taki buhaj znajduje się w zakładzie unasieniania i da rocznie około 500 cieliczek, a użytkowany w zakładzie jest 8 lat, to można po nim odchować 4 tys. cieliczek, od których, gdy dorosną uzyskamy po 36 kg więcej tłuszczu. W sumie dzięki takiemu buhajowi od przychowanych po nim 4 tys. krów otrzymujemy rocznie 144 tony tłuszczu więcej. Ten sam buhaj, gdyby był na punkcie kopulacyjnym dałby nam tylko 50 cieliczek rocznie, użytkowany byłby prawdopodobnie 3 lata, w sumie pozostałoby po nim 150 wartościowych krów i końcowy wynik byłby o wiele skromniejszy (5,4 tony tłuszczu)”. Wyliczenia uproszczone, ale trzeba przyznać – przemawiające do wyobraźni.

Metoda coraz bardziej doskonała

Od roku 1965 rozpoczął się okres unowocześniania metod konserwacji i przechowywania nasienia buhajów; od nasienia płynnego przechowywanego w temperaturze topniejącego lodu (od 0^o do +4^oC), poprzez dwufazowe mrożenie w kulkach (pierwsza faza: zamrażanie na zestalonym dwutlenku węgla [CO₂ o temperaturze −79^oC] i druga faza: przechowywanie w ciekłym azocie N₂ o temperaturze −196^oC), aż po konfekcjonowanie w słomkach metodą Cassou i magazynowanie nasienia w ciekłym azocie (N₂). Mrożenie otwiera nową erę w inseminacji – każda słomka jest oznakowana (nic się nie może pomylić), hermetycznie zamknięta (nasienie nie ma ze sobą kontaktu), już nie trzeba nasienia wysyłać w teren co drugi dzień (lub codziennie latem). Nic się nie marnuje, bo głębokie mrożenie pozwala na niczym nieograniczone przechowywanie.

Francuski patent na konfekcjonowanie nasienia w słomkach wprowadzony do Polski w 1978 r. funkcjonuje w laboratoriach do dziś. Nasienie jest tzw. metodą francuską (prawie wyłącznie) w minisłomkach o objętości 0,25 ml, choć nowoczesne linie technologiczne są również przystosowane do napełniania słomek midi o objętości 0,5 ml.

Opanowanie kriokonserwacji nasienia nie bez powodu uznaje się za prawdziwy kamień milowy w rozwoju inseminacji. Dzięki tej technologii czas i odległość przestały mieć jakiekolwiek znaczenie, a dostęp do najlepszego materiału genetycznego stał się powszechny i niemal nieograniczony. Zasięg oraz znaczenie sztucznego unasieniania gwałtownie wzrosły – do tego stopnia, że dziś trudno wyobrazić sobie nowoczesną hodowlę bez udziału inseminatora. 