Klimatske promjene i stočarstvo: genetska otpornost kao trajno rješenje

Klimatske promjene više nisu teorijski očekivani scenarij za budućnost, već jedan od vodećih operativnih izazova modernog stočarstva. Globalni porast prosječnih temperatura, koji je rezultat sve učestalijih i duljih valova ekstremnih vrućina te visoka relativna vlažnost zraka, stvaraju uvjete pod kojima preživači (goveda, ovce i koze) sve teže održavaju svoju tjelesnu ravnotežu.

Kad kombinacija vanjske temperature i vlažnosti zraka prijeđe kritične granice, životinje ulaze u stanje toplinskog stresa. U takvim uvjetima njihov termoregulacijski sustav biva preopterećen. Kako bi preživjeli i izbjegli opasno pregrijavanje organizma, životinje aktiviraju niz obrambenih mehanizama: preusmjeravaju krvotok prema periferiji tijela, ubrzavaju disanje, intenzivno dašću i drastično smanjuju tjelesnu aktivnost.

Također, u uvjetima toplinskog stresa preživači drastično smanjuju unos hrane jer mikrobna razgradnja i fermentacija u buragu oslobađaju znatnu količinu topline. Posljedice smanjenog unosa hrane i preusmjeravanja energije na hlađenje organizma izravno se odražavaju na proizvodnost i zdravlje. Bilježi se nagli pad prinosa i kvalitete mlijeka, usporen ili potpuno zaustavljen prirast tjelesne mase kod tovnih grla, drastičan pad plodnosti (kako kod mužjaka, tako i kod ženki zbog rane embrionalne smrtnosti, smanjenog libida itd.) te slabljenje imuniteta. Dugotrajna izloženost nepovoljnim okolišnim uvjetima dovodi do nastanka oksidativnog stresa, narušavanja staničnih struktura i povećane stope obolijevanja i uginuća.

Mjere ublažavanja toplinskog stresa

Najčešći i za mnoge uzgajivače gotovo jedini pristup borbi protiv toplinskog stresa je modificiranje okoliša u kojem životinje borave, promjena hranidbenog režima te pravovremena primjena nekih zootehničkih zahvata. Modifikacija ili prilagodba okoliša obuhvaća širok raspon mjera poput: osiguravanja prirodne i umjetne hladovine na pašnjacima, izgradnje objekata s dobro dimenzioniranim otvorima za pasivno provjetravanje, ugradnje visokokapacitetnih ventilatora i sustava za aktivno provjetravanje, primjene sofisticiranih sustava za raspršivanje fine vodene maglice (engl. fogging), tuširanja i slično.

Promjena režima hranidbe podrazumijeva pomicanja vremena hranjenja na hladniji dio dana (rano ujutro i kasno navečer) ili obogaćivanja obroka lakše probavljivim krmivima i dodacima. Glede zootehničkih zahvata, kod vrsta kao što su ovce, pravovremena striža (prije nastupa velikih vrućina) je značajna mjera u prevenciji toplotnog stresa.

Iako su ove mjere iznimno važne i učinkovite za ublažavanje akutnih udara vrućine, u mnogim slučajevima i uzgojima preživača imaju njihova ozbiljna i nepremostiva ograničenja.

U glavne prepreke se ubrajaju:

1. Visoki troškovi — ugradnja, održavanje i stalni rad sustava za hlađenje i provjetravanje zahtijevaju velika kapitalna ulaganja i kontinuiranu potrošnju električne energije i vode. Uz rastuće cijene energenata, ovakvi sustavi postaju dugoročno ekonomski neisplativi za mnoge uzgajivače.
2. Problematičnost provedbe u ekstenzivnim sustavima uzgoja — značajan dio svjetske i domaće proizvodnje preživača temelji se na ispaši i držanju na otvorenom. Na prostranim pašnjacima, kršu i lokalitetima udaljenim od staje izgradnja dostatne infrastrukture za osiguravanje potrebne hladovine ili aktivno hlađenje tehnički je praktički neizvediva (osobito problematično kod pregonskih sustava napasivanja i tradicionalnih oblika nomadskog stočarstva).
3. Povećani ekološki otisak — sustavi koji troše velike količine vode i energije dodaju dodatni pritisak na već iscrpljene prirodne resurse, što je u suprotnosti s načelima održive poljoprivrede.

Modifikacija okoliša i ostale navedene mjere mijenjaju samo životne uvjete životinja, ali ne i biološku osjetljivost istih. Ako sustav zataji ili životinja iziđe iz zaštićenog prostora, rizik od toplinskog stresa ostaje jednako visok. Stoga, svjesni da su spomenute mjere ublaživači toplinskog stresa, ali ne i trajno rješenje u borbi protiv njega, znanstvena zajednica naglašava potrebu za trajnim, samoodrživim rješenjem koje ne ovisi o vanjskoj infrastrukturi, a to rješenje leži u genetici samih životinja, odnosno pronalasku onih koje imaju veću mogućnost da se odupru negativnim učincima toplinskog stresa.

Genetska varijabilnost kao temelj za uzgoj otpornih grla

Kad se promatra otpornost preživača na toplinski stres, prvo valja istaknuti razlike koje postoje na razini samih pasmina. Lokalne autohtone pasmine najčešće su u povoljnijem položaju u usporedbi s komercijalnim, visokoproizvodnim pasminama, budući da su se stotinama godina razvijale pod utjecajem prirodne selekcije u specifičnim, često surovim klimatskim uvjetima. Kroz generacije su razvile posebne morfološke, fiziološke i metaboličke adaptacije, među kojima se ističu:

1. Svojstva kože i dlake/vune — svijetla obojenost, kraća i oštrija dlaka ili specifična struktura vune, koja omogućuje lakše strujanje zraka, bolju prokrvljenost te razvijenije mehanizme odavanja topline isparavanjem.
2. Metabolička fleksibilnost — sposobnost održavanja osnovnih životnih i proizvodnih funkcija uz manju proizvodnju unutarnje metaboličke topline i učinkovitije iskorištavanje nutrijenata.

Razumijevanje ovih međupasminskih razlika potaknulo je davno primjenu križanja kao izravnog odgovora na izazove toplinskog stresa u govedarstvu. Stvaranjem kompozitnih pasmina uzgajivači su uspjeli spojiti iznimnu otpornost, prilagodljivost i toplinsku toleranciju tropskih goveda (Bos indicus) s vrhunskim proizvodnim svojstvima i kvalitetom europskih pasmina (Bos taurus). Ciljanom kombinacijom genotipova i iskorištavanjem fenomena heterozisa (hibridne snage) dobivene su tako jedinke koje izvrsno podnose visoke temperature i vlagu, a pritom zadržavaju visoku razinu proizvodnje.

Ključ uspjeha ovih pasmina leži u stabilizaciji genetskog omjera na otprilike 3/8 Bos indicus i 5/8 Bos taurus, što se pokazalo kao optimalna točka ravnoteže između tropske otpornosti i gospodarske produktivnosti:

• Tropske pasmine (Bos indicus) nose ključnu otpornost na toplinu i parazite. Američki Brahman (nastao križanjem indijskih pasmina Gyr, Kankrej i Guzerat) unosi veću gustoću znojnih žlijezda, svjetliju dlaku koja reflektira sunčevu svjetlost te specifičnu građu kože za učinkovitije hlađenje. S druge strane, izvorni indijski Gyr (Gir) osigurava otpornost na vlagu, visoke temperature i parazite, uz zadržavanje snažnog genetskog potencijala za proizvodnju mlijeka.
• Europske pasmine (Bos taurus) jamče visoku proizvodnost i kvalitetu finalnih proizvoda. Aberdeen Angus donosi ranozrelost te vrhunsku mekoću i mramoriranost mesa; Hereford daje miran temperament, čvrstu konstituciju i odlično iskorištavanje pašnjaka; dok Holstein-frizijska pasmina osigurava maksimalan kapacitet vimena i vrhunski dnevni prinos mlijeka.

Spajanjem ovih pasmina stvorene su tri vodeće sintetičke pasmine s točno definiranim proizvodnim usmjerenjima:

1. Brangus (okvirno 3/8 Brahman + 5/8 Angus) — namijenjen je intenzivnom uzgoju mesa visoke kvalitete u vrućim i sušnim područjima.
2. Braford (okvirno 3/8 Brahman + 5/8 Hereford) — primarno se koristi u ekstenzivnom uzgoju mesa po sustavu krava-tele, zahvaljujući izuzetnoj prilagodljivosti skromnijim pašnjacima, dugovječnosti i otpornosti na bolesti očiju.
3. Girolando (okvirno 3/8 Gyr + 5/8 Holstein) — predstavlja standard za mliječnu proizvodnju u tropskim uvjetima, spajajući visok mliječni potencijal s otpornošću na mastitis i visoke temperature.

Ove sintetičke pasmine uspješno održavaju stabilnu tjelesnu temperaturu i frekvenciju disanja te čuvaju plodnost čak i pri visokom indeksu temperature i vlažnosti (THI). To uzgajivačima omogućuje ekonomski održivu i profitabilnu proizvodnju mesa i mlijeka u toplim regijama, bez potrebe za skupim sustavima za rashlađivanje objekata.

Međutim, pored spomenutih međupasminskih razlika, za samu provedbu uzgojnih programa ključne su razlike koje se uočavaju unutar iste pasmine ili populacije. Sustavna selekcija na otpornost prema toplinskom stresu temelji se upravo na prirodnoj genetskoj varijabilnosti među jedinkama unutar stada. Čak i pri boravku u potpuno identičnim okolišnim uvjetima, pojedina grla pokazuju znatno veću sposobnost termoregulacije od drugih. Dok jedno grlo pri visokim temperaturama izrazito teško diše, gubi apetit i bilježi drastičan pad mliječnosti, drugo grlo, unutar iste populacije, uspijeva održati stabilnu tjelesnu temperaturu te nastavlja s normalnom konzumacijom hrane i proizvodnjom.

Upravo ta unutarpasminska varijabilnost omogućuje uzgajivačima da identifikacijom i odabirom superiornih grla postupno izgrade stada otporna na klimatske izazove, a da pritom ne izgube željena proizvodna svojstva. Znanstveni izazov leži u tome kako tu prirodnu genetsku otpornost precizno identificirati, kvantificirati i ugraditi u moderne uzgojne programe, a da se pritom ne naruše proizvodna svojstva.

nastavlja se