Australijska walka z upałem

Chociaż w czerwcu lato nas zdecydowanie nie rozpieszczało, to lada chwila – przynajmniej według prognoz – nad nasz kraj ma nadciągnąć fala prawdziwie tropikalnych upałów. Co to oznacza dla hodowanych w gospodarstwach krów i zapewnianej przez nie produkcji mlecznej? Na pewno trudny czas. Wszyscy doskonale wiedzą, że krowy bardzo kiepsko znoszą gorące dni, a ilość udojonego mleka może spaść na łeb na szyję. Problemowi temu uważnie się przyjrzeli naukowcy z Australii, gdzie okresy upałów stanowią jeden z największych problemów w hodowli bydła.

tekst: Mateusz Uciński na podstawie The University Of Melbourne i Psych.org

Nie rozpieszcza nas 2020 r. Najpierw epidemia koronawirusa, potem chłodna wiosna, a przed nami perspektywa naprawdę suchego, burzowego i upalnego lata, jeszcze cieplejszego niż zeszłoroczne. Tak przynajmniej wieszczą międzynarodowe prognozy pogody. Czy się sprawdzą? Trudno to w tej chwili ocenić. Jeśli tak się stanie, czeka nas skwar, a utrzymywane zwierzęta na pewno doświadczą stresu cieplnego. Zjawisko to jest doskonale znane hodowcom z antypodów, przede wszystkim z Australii i Nowej Zelandii, gdzie temperatury w okresie letnim od kilku lat zdecydowanie przekraczają wszystkie normy, czego przykładem był ubiegłoroczny megapożar na tym kontynencie. Od kilku lat trwają tam intensywne prace badawcze nad sposobami radzenia sobie z konsekwencjami wysokich temperatur, między innymi z ich wpływem na stan zdrowotny i produkcyjny krów.

Jak upał wpływa na krowy
Stres cieplny jest kluczową kwestią dla przemysłu mleczarskiego. Niektóre strategie mogą pomóc zmniejszyć jego negatywny wpływ na krowy mleczne i zwiększyć ich odporność, tym samym zapewnić zrównoważony rozwój branży – tak uważają dr Surinder Chauhan, profesor Frank Dunshea i profesor Brian Leury z University of Melbourne oraz dr Richard Osei-Amponsah z University of Ghana, którzy od kilku lat zajmują się badaniami nad tym groźnym zjawiskiem.

Zwracają oni uwagę na fakt, że globalne ocieplenie i gwałtowne wzrosty temperatury w lecie stanowią szereg wyzwań dla przemysłu mleczarskiego i dobrostanu krów w cieplejszych częściach świata. Jednak, chociaż osiągnięto znaczny postęp w fizycznej modyfikacji środowiska krowy, co miało na celu zmniejszenie bezpośredniego narażenia na ciepło i promieniowanie słoneczne oraz zahamowanie utraty ciepła przez zacienienie i chłodzenie, to jednak stres cieplny pozostaje jednym z największych wyzwań w krajach o klimacie umiarkowanym i tropikalnym. Wysoka temperatura otoczenia i wilgotność ograniczają zdolność zwierzęcia do utraty lub rozproszenia ciepła, które w miarę gromadzenia się, ostatecznie prowadzi do stresu cieplnego. Australijscy naukowcy przypominają, że krowy mleczne – podobnie jak inne domowe zwierzęta utrzymujące stałą temperaturę ciała – mają strefy temperaturowe, które pozwalają im na optymalną produkcję. Dzieje się tak wtedy, kiedy zwierzęta te bytują bez wysiłku i utraty energii, ukierunkowanych na utrzymanie normalnej temperatury ich ciała, oraz przy maksymalizacji składników odżywczych wspomagających produkcję mleka bez negatywnego wpływu na dobrostan krowy. Jednak gdy krowa jest wystawiona na działanie temperatury otoczenia poza tą strefą, potrzebne są dodatkowy wysiłek i energia, aby utrzymać normalną temperaturę ciała, co może wpłynąć na zachowanie krowy i zagrozić produkcji. U bydła mlecznego ciepłota ciała zaczyna rosnąć, gdy temperatura otoczenia przekracza 25–26°C, i właśnie wtedy uruchamiane są mechanizmy termoregulacyjne.

Podczas upałów krowy nadal są w stanie utrzymać stabilną temperaturę ciała, ale dzieje się to kosztem pewnej ilości energii i zmian w normalnym zachowaniu, takich jak zmniejszone spożycie paszy, niechęć do chodzenia i wypasu, zwiększone spożycie wody, przyspieszone oddychanie i dyszenie, nadmierne wydzielanie śliny i, co oczywiste, mniejsza produkcja mleka w celu zmniejszenia metabolicznego wytwarzania ciepła.

Nauka kontra upały
Dr Chauhan, prof. Dunshea, prof. Leury oraz dr Osei-Amponsah postanowili empirycznie zmierzyć się z tym problemem. Latem 2018/2019 (pamiętajmy, że na antypodach lato trwa w okresie europejskiej zimy) przeprowadzili badania na Robotic Dairy University of Melbourne, w kampusie Dookie w północno-wschodniej Wiktorii, którymi objęli 120 krów mlecznych w okresie laktacji.

Wyniki ich prac wykazały, że grudzień 2018 i styczeń 2019 były bardzo stresujące dla bydła mlecznego, czego dowodem są wskazania THI (wskaźnik wilgotności i temperatury, uwzględniający łączny wpływ temperatury otoczenia i wilgotności względnej, który jest użytecznym i łatwym sposobem oceny ryzyka stresu cieplnego). Parametr ten dla wielu krów w trakcie laktacji w tym gorącym okresie wynosił 72–84 (THI powyżej 68 u laktacyjnych krów uważa się za bardzo stresujące). Badane zwierzęta doświadczyły znacznego wzrostu średniej temperatury ciała (11%), częstości oddychania (67%) i dyszenia (64%). W upalny dzień, gdy temperatura otoczenia przekraczała 32°C, średnio 95% krów szukało cienia i niechętnie chodziło na wybieg.

Podczas badań zdiagnozowano, że stres cieplny jest wynikiem całkowitego obciążenia cieplnego zwierzęcia z powodu ciepła otoczenia i ciepła metabolicznego wytwarzanego w ciele. Wysokowydajne bydło mleczne jest zwykle bardziej wrażliwe na stres cieplny, ze względu na zwiększone metaboliczne wytwarzanie ciepła (generowane przez samą krowę w celu wspierania funkcji ciała), powodowane wyższymi wymaganiami żywieniowymi, niezbędnymi do utrzymania wysokiej ilości udojonego surowca. Ponadto ciągła selekcja genetyczna krów mlecznych w celu lepszego spożycia paszy i wyższej wydajności mleka również może wpływać na ich tolerancję cieplną. Dzieje się tak ze względu na pewne negatywne powiązania między termotolerancją a cechami produkcyjnymi.

Niestety, coraz więcej dowodów wskazuje, że globalne ocieplenie i zmiany klimatu jeszcze bardziej zaostrzą problem stresu cieplnego, co będzie miało znaczące i na ogół negatywne implikacje dla produkcji bydła mlecznego.

W Australii przewiduje się szereg wyzwań dla przemysłu hodowlanego, na które będą miały wpływ przede wszystkim zmiany temperatury otoczenia. Biuro Meteorologii oświadczyło, że 2018 był trzecim najcieplejszym rokiem w Australii, a lato 2018/2019 było najcieplejsze w całej historii tego kraju.

Zaobserwowano również, że fale upałów (czyli trzy lub więcej dni wysokich temperatur maksymalnych i minimalnych) stają się coraz cieplejsze, dłuższe i częstsze. W latach 2013–2017 liczba upalnych dni, z temperaturą powyżej 35°C, wzrosła o ponad 27%. Analiza danych klimatycznych z umiarkowanych regionów mleczarskich w południowej Australii wykazała wzrost całkowitej liczby dni stresu cieplnego (THI z 75–82) w okresie 1960–2008.

W regionie mleczarskim Murray średnia liczba kolejnych dni sprzyjających wystąpieniu stresu cieplnego wzrosła z dwóch w latach 1960–1999 do czterech w latach 2000–2008 i stale rośnie, więc można się spodziewać sporego jej powiększenia w przyszłości.

Uczeni z Melbourne przypominają, że wiele czynników może wpłynąć na zmniejszenie negatywnego wpływu tego zjawiska na krowy mleczne i zwiększenie odporności, a także zapewnić zrównoważony rozwój branży przetwórczej w dynamicznie zmieniającym się klimacie.

Naukowcy zidentyfikowali zmienność genetyczną krów mlecznych pod kątem tolerancji termicznej i zdolności chłodzenia, co sugeruje, że w przyszłości można wybrać krowy bardziej odporne na ciepło. Zwiększenie dostępności osłon, schronień i zbiorników wodnych zmniejszy bezpośrednią ekspozycję krowy na promieniowanie słoneczne i zmaksymalizuje odprowadzanie ciepła z ciała, umożliwiając krowie ochłodzenie. Do tego dochodzą strategie żywieniowe – takie jak odżywka betaina, suplementacja przeciwutleniaczy lub zmiana tempa fermentacji skrobi – które mogą być stosowane w celu zmniejszenia metabolicznego wytwarzania ciepła u krów i normalizacji zmian metabolicznych spowodowanych gorącymi warunkami. Uczeni zapewniają, że w gorących regionach strategie te, a także selekcja genetyczna w hodowli pod kątem tolerancji termicznej, pomogą krowom pokonać upał.

Należy wspomnieć, że to nie pierwsze działanie, które mieszkańcy antypodów podejmują w walce ze stresem cieplnym. Już w 2013 r. opracowano program oceny DRAP, czyli przyjazny dla użytkownika pakiet oprogramowania, zaprojektowany, aby wspomóc w przewidywaniu obciążeń cieplnych w stadach krów mlecznych. Pakiet ten był opracowywany przez trzy australijskie lata przy wykorzystaniu danych klimatycznych (temperatura, wilgotność, energia słoneczna, promieniowanie i prędkość wiatru), informacji dotyczących produkcji krów (wydajność i jakość mleka) oraz uwarunkowań fizjologicznych (częstość oddychania i temperatura ciała). Dane te wykorzystano do opracowania algorytmów matematycznych, umiejących przewidywać reakcję zwierząt na zmienne warunki klimatyczne. Pakiet użytkowany jest przez przemysł mleczarski w celu lepszego zarządzania krowami w okresach podwyższonego wzrostu temperatury.

Na razie w naszym kraju nie mamy aż tak uciążliwych upałów, ale obserwujemy zmianę warunków klimatycznych, więc kto wie, czy za jakiś czas działania australijskich naukowców nie okażą się cenną lekcją również dla nas. Oby nie!