U prvom dijelu članka prikazali smo kako toplinski stres utječe na proizvodnost i zdravlje preživača te koja su ograničenja uobičajenih mjera njegova ublažavanja. Posebnu pozornost posvetili smo genetskoj varijabilnosti, temelju za uzgoj životinja otpornijih na visoke temperature. U nastavku donosimo pregled suvremenih znanstvenih metoda kojima se otpornost na toplinski stres može prepoznati i uključiti u buduće uzgojne programe.
Kako se mjeri otpornost na toplinski stres?
Sustavni uzgoj na otpornost prema toplinskom stresu započinje obuhvatnom procjenom fenotipa. Pritom je ključno razlikovati statička od dinamičkih mjerenja. Statička mjerenja jednokratno bilježe morfološka svojstva, primjerice gustoću i boju dlake ili tjelesnu građu. Dinamička mjerenja, s druge strane, prate promjene fizioloških i proizvodnih pokazatelja životinja u vremenu.
Ona obuhvaćaju kontinuirano praćenje tjelesne temperature, frekvencije disanja i površinskog isparavanja vode s tijela životinje. Osim toga, prate se kolebanja mliječnosti, dnevnog prirasta i parametara plodnosti pod utjecajem promjena temperaturno-humidnog indeksa (THI).
Suvremeni alati za prepoznavanje otpornosti
Prije ere molekularne genetike statička i dinamička mjerenja povezivala su se s podacima iz pedigrea. Pomoću naprednih statističko-genetskih metoda, poput BLUP-a, procjenjivale su se uzgojne vrijednosti i izdvajale jedinke sa superiornom termotolerancijom.
Međutim, takvo genetsko vrednovanje provodilo se tek u malom broju uzgojnih programa i nikada nije rutinski zaživjelo u stočarskoj praksi. Zato je otpornost desetljećima ostala u sjeni utrke za visokoproizvodnim svojstvima.
Genomska selekcija i SNP markeri
Danas, uz sve češće toplinske valove, selekcija na otpornost prema toplinskom stresu ponovno dobiva na važnosti. Klasični pristup nastoji se nadograditi različitim inačicama selekcije potpomognute genetskim markerima.
Genotipizacija na desetke ili stotine tisuća polimorfizama pojedinačnih nukleotida (SNP) otkriva molekularnu podlogu otpornosti. Tako se mogu identificirati genetski markeri i uzročne varijante (geni) zaslužni za bolju termoregulaciju. Selekcija se zatim može provoditi već u najranijoj dobi životinja. Time se znatno ubrzava selekcijski napredak jer nije potrebno dugo čekati da se reakcija na toplinski stres ispolji.
Ipak, iako zvuči iznimno obećavajuće, taj je proces u praksi znatno složeniji. Naime, zahtijeva opsežnu bazu podataka, odnosno velik broj genotipiziranih i detaljno fenotipiziranih jedinki u referentnoj populaciji. Uvid u strukturu genoma danas je relativno brz i pristupačan. No genomsko vrednovanje ne može dati točne rezultate bez goleme količine pouzdanih terenskih podataka o stvarnoj reakciji životinja na toplinu.
Tehnologija koja „mjeri“ toplinski stres
Moderno fenotipiziranje više se ne oslanja samo na klasično mjerenje rektalne temperature toplomjerom i srodne invazivne postupke, koji su za životinje stresni. Umjesto toga, u istraživanjima i naprednim evaluacijama sve se više primjenjuju neinvazivne tehnologije:
- Infracrvena termografija (IRT) – brzo i beskontaktno mjeri površinsku temperaturu tijela (npr. oka, njuške ili kože). Tako daje trenutni uvid u stupanj toplinskog opterećenja.
- Automatski senzori i ogrlice – u realnom vremenu bilježe frekvenciju disanja, kretanje, preživanje i tjelesnu temperaturu. Pritom nije potrebno uznemiravati stado.
- Evaporimetri – uređaji koji precizno mjere stopu gubitka vode kroz kožu, odnosno odavanje topline isparavanjem.
Projekt SheepHeatIT: istraživanja na istarskoj i paškoj ovci
Povezivanjem preciznih fenotipskih podataka s genomskim profilima otvara se mogućnost pouzdanije procjene uzgojnih vrijednosti za otpornost na toplinski stres. Takav integrirani pristup u široj uzgojnoj praksi još se ne primjenjuje, nego se tek intenzivno razvija. Ipak, jasno pokazuje kamo se kreće suvremena selekcija.
Izvrstan primjer takvih inicijativa jest međunarodni HORIZON projekt SheepHeatIT (Harnessing Information Technologies for Heat Resilient Sheep Breeding). Financira ga Europska unija, a okuplja 16 institucija iz 9 zemalja, uključujući Hrvatsku.
Domaći partneri su Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet, Hrvatska agencija za poljoprivredu i hranu te Hrvatski savez uzgajivača ovaca i koza. Oni će provesti opsežna terenska i laboratorijska istraživanja na našim izvornim pasminama – istarskoj i paškoj ovci. Podaci iz Hrvatske ući će u jedinstvenu međunarodnu bazu. Ona će poslužiti za otkrivanje ključnih regija genoma odgovornih za otpornost na toplinska opterećenja te za razvoj primjenjive selekcijske metode.
Tijekom projekta sustavno će se analizirati kako promjene THI-ja utječu na fiziološke odgovore životinja: tjelesnu temperaturu, frekvenciju disanja i odavanje topline isparavanjem. Također će se pratiti ključni pokazatelji proizvodnje (mliječnost i prirast) te plodnost. Rezultati i razvijena metodologija trebali bi uzgajivačima omogućiti da za rasplod odabiru grla koja dokazano lakše podnose ljetne ekstreme. Tako će stada biti otpornija, a proizvodni rezultati postojaniji.
Trajno i ekološki prihvatljivo rješenje
Selekcija i uzgoj preživača otpornih na toplinski stres trajno su i ekološki prihvatljivo rješenje za sve izraženije klimatske izazove. Takav pristup donosi višestruke koristi:
- Za uzgajivače: znatno se smanjuju financijski gubici zbog ljetnog pada mliječnosti i prirasta. Plodnost stada se optimizira, a troškovi veterinarskih intervencija i liječenja smanjuju.
- Za dobrobit životinja: grla s boljom prirodnom termoregulacijom trpe znatno manje fiziološkog stresa, metaboličkih poremećaja i bolesti tijekom toplinskih valova.
- Za okoliš i društvo: smanjuje se potrošnja vode i električne energije za hlađenje objekata. Stočarska proizvodnja time postaje održivija i otpornija na klimatske nepogode.
Ulaganje u istraživanje genoma, pronalaženje autohtonih izvora otpornosti te postupni razvoj genomske selekcije stoga nisu samo znanstveni izazov. Riječ je o strateškom prioritetu za prehrambenu neovisnost i dugoročnu stabilnost stočarske proizvodnje u desetljećima koja dolaze.
Naslovna foto: Shutterstock
