Генетика может помочь коровам справиться с жарой из-за изменения климата
Исторически фермеры отбирали коров с генетикой, обеспечивающей высокие надои и качество молока. Однако из-за роста глобальных температур всё более желательными становятся коровы, способные переносить жару.
«Животные с высокой молочной продуктивностью, как правило, хуже справляются с тепловым стрессом», — говорит Брено Фрагомени, доцент кафедры зоотехнии. — «Нам нужно начать отбирать животных также и на устойчивость к жаре, иначе селекция на высокую продуктивность не сработает».
Фрагомени использует передовые геномные исследования, чтобы определить, как сделать молочный скот более адаптированным к тепловому стрессу.
Последствия теплового стресса
Один из первых наблюдаемых эффектов теплового стресса у коров — снижение надоев. Это связано с тем, что при стрессе животные меньше едят, а процесс пищеварения сам по себе генерирует много тепла.
Исследования Фрагомени на Kellogg Dairy Center показали, что на каждый градус выше 65 по индексу температуры и влажности (THI) производство молока снижается на 0,2 фунта (≈90 г) на корову. В очень жаркий день это может привести к общей потере 500 фунтов (≈227 кг) молока на ферме.
«Когда вы говорите о тепловом стрессе, люди обычно представляют животных, умирающих от жары. Но на молочных фермах животные испытывают умеренный стресс... Они всё ещё производят молоко, просто немного меньше», — поясняет Фрагомени.
Снижение продуктивности летом на 5% может обернуться для фермеров убытками вместо прибыли из-за очень узкой маржи. Молочная отрасль ежегодно теряет из-за теплового стресса около $1,2 млрд.
Кроме того, в летнюю жару коровы не хотят беременеть, откладывая зачатие до осени. В результате телята рождаются в летнюю жару, создавая порочный круг, когда корова испытывает максимальный стресс от родов, высокой лактации и высокой температуры одновременно.
Генетическое решение
Устойчивость к тепловому стрессу — очень сложный признак, в котором задействованы сотни, если не тысячи генов. Поэтому селекция по одному или нескольким маркерам неэффективна.
Фрагомени и его команда используют сложную статистическую модель, связывающую надои с температурой, на основе национальной базы данных генетики быков. Модель оценивает, сколько молока корова, вероятно, потеряет по сравнению со средним показателем по стране, в зависимости от генетики её отца.
Без использования геномики на определение, подходит ли бык генетически для жаркого климата, ушло бы около пяти лет — время, необходимое для получения полных записей о лактации многочисленных дочерей.
Передача этой информации фермерам помогает им выбирать быков-производителей, чье потомство будет лучше переносить жару, сохраняя высокую молочную продуктивность.
Практичность и устойчивость
Хотя на некоторых фермах есть системы охлаждения в коровниках, для многих установка дорогих систем кондиционирования невозможна, что делает генетические решения более устойчивыми.
«Мы собираемся распространить генетику, устойчивую к жаре, по всей популяции, и, надеюсь, в долгосрочной перспективе у нас будут более приспособленные для этого животные», — говорит Фрагомени.
Новые исследования
- Микробиом: Фрагомени изучает, меняет ли тепловой стресс микробиом животных (через образцы молока и фекалий), чтобы разработать неинвазивные методы его измерения. Текущие точные методы (анализ крови, частота дыхания, вагинальная температура) сложно масштабировать и они дополнительно стрессируют животных.
- Региональные различия: Исследование сравнивает скот в Висконсине и Техасе — штатах с радикально разным климатом и системами управления. В Коннектикуте животные испытывают в среднем 100 дней теплового стресса в году, а на юге эта цифра может достигать 250 дней. Гипотеза: животные в более прохладных регионах могут быть генетически более чувствительны к жаре, чем в жарких.
Долгосрочная цель этой работы — определить лучшую генетику для коров в каждом климатическом регионе США, обеспечивая устойчивость, которая должна быть экономической, экологической и социальной — чтобы люди могли позволить себе продукты питания.