Pavan Kumar Mittal, GS Gottam, Barkha Gupta y Desh Raj Bilochi
Resumen
El cambio climático es la mayor amenaza en la actualidad, a nivel mundial. Afecta una amplia gama de componentes relacionados con la salud, la capacidad de trabajo, la producción, la reproducción y la adaptabilidad de los animales. El sector de la ganadería se ve afectado principalmente por las altas temperaturas y la alta humedad. La productividad, el desempeño reproductivo y la salud del ganado se ven afectados negativamente por el estrés climático, lo que da lugar a importantes pérdidas económicas. Además, el estrés por calor afecta el desempeño reproductivo de los animales y la productividad de los animales lecheros. Tiene un efecto directo en el comportamiento del celo en los animales lecheros. Además, produce una reducción del crecimiento y la reproducción, una mayor susceptibilidad a las enfermedades y, en última instancia, un retraso en el inicio de la lactancia en el ganado. El estrés por calor puede afectar la ingesta de alimento, lo que reduce la eficiencia reproductiva en las gallinas, la producción de huevos y la interrupción de la ovulación. Además, la calidad de los huevos debido al estrés por calor también puede verse afectada negativamente. En los últimos tiempos, prácticas como los toldos refrigerados, los rociadores y la ventilación adecuada serán adecuadas para adaptarse a los cambios climáticos futuros y minimizar el estrés térmico en los animales lecheros. Durante el estrés estival, una mejor refrigeración y una ventilación adecuada en los establos de los animales siguen siendo el método más rentable y eficaz para mejorar tanto la producción de leche como la reproducción. Existen sistemas de refrigeración eficaces, gestión del alojamiento y la alimentación y otras tecnologías más nuevas a través de las cuales se pueden reducir los impactos climáticos en el ganado.
1. Introducción
La India cuenta con vastos recursos de ganado que desempeñan un papel vital para el estatus socioeconómico y la seguridad alimentaria de la población. Las principales fuentes de ingresos de los agricultores o propietarios de ganado son la cría de animales y la agricultura, que afecta directamente las condiciones económicas de los agricultores.
El cambio climático es uno de los principales obstáculos para la estabilidad de los sistemas de producción ganadera en países tropicales como la India. El estrés por calor o temperatura ambiental elevada tiene efectos desfavorables en la función reproductiva, productiva y biológica del cuerpo de los animales lecheros".
Muchos factores climáticos, es decir, incluyen la temperatura, la humedad, la radiación y la velocidad del viento que afectan el medio ambiente del animal de manera directa o indirecta (2). Un factor importante que contribuye a reducir la fertilidad en las vacas lecheras en lactancia es la temperatura ambiente elevada (3, 4).
El estrés por calor causa una reducción del 20 al 30% en la tasa de concepción y la tasa de preñez (5, 6). La concentración de CO2 atmosférico varía de 400 a 480 ppm según las proyecciones del IPCC (Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático) en el año 2030. El cambio climático global se produce principalmente por las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) que tienen como consecuencia el calentamiento de la atmósfera (7). La contribución del sector ganadero es del 14,5% en las emisiones globales de GEI (8), y por lo tanto puede aumentar la contaminación del aire y el agua, la degradación de la tierra y la disminución de la biodiversidad (9, 10). El Quinto Informe de Evaluación del IPCC encontró que el aumento de la temperatura superficial media global para el año 2100, que se encuentra entre 0,3 LC y 4,8 LC (7).
El entorno de los animales se ve afectado directamente por numerosos factores climáticos, es decir, humedad relativa, temperatura, radiación y viento (2) La unidad de control termostático consta de un centro de pérdida de calor (hipotálamo anterior) y un centro de producción de calor (posthipotálamo) que mantienen la temperatura corporal central (11). La producción de alimentos y piensos de mala calidad, forrajes y granos son un efecto importante del cambio climático en el ganado. El diseño de un esquema para reducir los efectos negativos de la fertilidad, como el aumento de la temperatura ambiental, la mejora del enfriamiento, el cambio repentino en las raciones y los cambios en el protocolo reproductivo, mejorará la tasa de éxito de las granjas lecheras. La técnica más rentable y eficaz para mejorar tanto la producción de leche como la reproducción en el ganado durante los meses de verano es reducir la temperatura ambiental proporcionando una atmósfera refrescante.
2. Entorno ganadero y estrés ambiental
La disminución de la producción de leche en los animales se ve afectada directa o indirectamente por muchos factores ambientales. El estrés por calor en los animales provocará varios cambios, que incluyen frecuencias respiratorias (> 70-80/minuto), aumento de la temperatura corporal (> 102,5 °F) y del flujo sanguíneo (2). No se produjeron cambios significativos en las actividades fisiológicas dentro del rango de 5-25 °C 3. En condiciones de estrés por calor, el requerimiento de energía de mantenimiento de los animales puede aumentar en un 20-30%. La dieta baja en energía tiene un efecto perjudicial sobre la reproducción (14).
Esto reduce la baja ingesta de energía para funciones productivas como la producción de leche en los animales.
2.1 Las causas del estrés por calor son:
Incapacidad de los animales para disipar suficiente calor para mantener la homeostasis.
Energía radiante alta.
Aumento de la temperatura del aire.
Disminución de la tasa de concepción.
Tasa de muerte del embrión (2).
Altera la función lútea (15).
Altera las secreciones de gonadotropina y ostradiol (16).
Desarrollo de quistes ováricos.
3. Índice de temperatura y humedad (THI) y evaluación del estrés animal
El estrés por calor está relacionado con el índice de temperatura y humedad (THI) como factor ambiental primario. Cuando la temperatura corporal supera los 45-47 °C es letal en la mayoría de los animales.
Una serie de cambios en las funciones biológicas del cuerpo del animal que incluyen la disminución de la eficiencia y la utilización de la ingesta de alimento, alteraciones en el metabolismo de proteínas, agua, energía y equilibrios minerales, reacciones enzimáticas, secreciones hormonales y metabolitos sanguíneos debido a la exposición a condiciones climáticas cálidas.
El índice THI se utiliza ampliamente para conocer el efecto del estrés por calor en las vacas lecheras en las áreas climáticas cálidas del mundo. El THI es muy importante para las vacas lecheras para la estimación del estrés por calor 117. El THI se calcula mediante la siguiente ecuación según el NRC (Consejo Nacional de Investigación) (18).
THI = 0,72 (Tdb + Twb) + 40,6
Donde, Tdb es la temperatura de bulbo seco en °C, Twb es la temperatura de bulbo húmedo en °C. Cuando el THI supera los 72, provocará estrés térmico en el animal (19). La producción de leche de las vacas se correlacionará negativamente con el THI [20].
4. Efectos del cambio climático en la productividad ganadera
Los terneros de vacas enfriadas tuvieron mayor peso corporal que los terneros de vacas estresadas por calor al nacer (42,5 vs. 36,5 kg) (21).
Las vacas enfriadas tuvieron mayor producción de leche (28,9 vs. 33,9 kg/día), menor concentración de proteína en la leche (3,01 vs. 2,87 %) y tendieron a tener menor puntaje de células somáticas (3,35 vs. 2,94) a través de 280 días en leche que los terneros de vacas estresadas por calor 22. También demostraron que los terneros nacidos de vacas (mantenidas a bajas temperaturas) tenían mayor proteína total, inmunoglobulinas G séricas totales y absorción aparentemente eficiente que los terneros de vacas estresadas por calor.
Una posible explicación de esta diferencia podría ser el efecto directo del peso corporal sobre la fertilidad o las diferencias en el desarrollo de las glándulas mamarias y la eficiencia metabólica alterada 231.
El estrés térmico elevado provoca una baja producción de leche en vacas lecheras y búfalas (24). La temporada de invierno es la más favorable para la producción de leche de los animales lactantes (25). Los componentes de la leche se ven notablemente afectados por el estrés térmico durante el verano. Las fracciones proteicas mostraron una disminución en los porcentajes de lactoalbúmina, caseína, IgG e IgA.
La condición corporal de los animales se ve afectada directamente por el estrés térmico, lo que resulta en una reducción de la ingesta de materia seca y de la eficiencia de conversión alimenticia, lo que da como resultado una baja producción de leche 116!. La composición del calostro se modifica en gran medida por las altas temperaturas durante el final del embarazo y el período posparto temprano.
Las vacas Holstein Friesian mantenidas a menos de 38 °C exhibieron promedios más bajos de sólidos totales, proteínas, grasas, cenizas y rendimientos de lactosa que cuando los mismos animales se mantuvieron en temperaturas ambientales termoneutrales.
En la temporada de verano, los valores promedio de magnesio y fósforo también fueron menores.
El contenido de ácido cítrico y calcio disminuyó durante la lactancia temprana, mientras que el potasio disminuyó en todas las etapas de la lactancia a altas temperaturas ambientales (26), Si la temperatura ambiental excede los 22-23 °C y el THI excede los 70, se produce una disminución en la producción de leche. La temperatura ambiental alta causa una reducción del 35% en la producción de leche en vacas en la mitad de la lactancia y una reducción del 14% en vacas lecheras en la primera etapa de la lactancia. La exposición de ovejas en lactancia a altas temperaturas ambientales disminuye la producción de leche al 20%. Las búfalas de agua tienen una menor producción de leche en la temporada de verano.
El estrés por calor es una de las principales causas de la disminución de la producción en la industria lechera y de la carne de vacuno, lo que resulta en pérdidas económicas significativas (27). Las vacas lecheras de alta producción generan más calor metabólico y son más sensibles al estrés por calor que las vacas lecheras de baja producción. En consecuencia, cuando la producción de calor metabólico aumenta junto con el estrés por calor, la producción de leche disminuye (28, 29). El estrés por calor también afecta la producción de leche de búfalas, ovejas y cabras (27), Generalmente, las ovejas son más sensibles al efecto combinado de la temperatura y la humedad relativa. Las altas temperaturas ambientales también reducen la producción de leche en los búfalos porque afectan las funciones fisiológicas del animal, como el pulso, la frecuencia respiratoria y la temperatura rectal (30).
El ganado vacuno de carne con pesos elevados, pelaje grueso y colores más oscuros es más peligroso para el calentamiento en el caso de la producción de carne (27). El calentamiento global puede reducir el tamaño corporal, el peso de la carcasa y el espesor de la grasa en los rumiantes (31, 32). En estudios similares, los cerdos más grandes tendrán un mayor agotamiento en el crecimiento, el peso de la carcasa y el consumo de alimento (27). Las altas temperaturas superiores a 25 LC reducen el consumo de alimento de las cerdas durante los períodos de lactancia, lo que reduce la producción de leche de la cerda y puede reducir la capacidad de supervivencia de los lechones (33).
El estrés por calor reducirá la ganancia de peso corporal, el consumo de alimento y el peso de la carcasa, y el componente de calorías proteicas y musculares en las aves (34). El estrés por calor reducirá la eficiencia reproductiva en las gallinas y, en consecuencia, la producción de huevos debido a la reducción del consumo de alimento y la interrupción de la ovulación (27, 35). En condiciones de alta temperatura, la calidad del huevo también puede verse negativamente afectado (36). La humedad relativa afecta tanto la pérdida de agua del huevo como la mortalidad embrionaria y la alta humedad relativa pareció tener un efecto perjudicial en el desarrollo embrionario durante la incubación (37). Los cerdos muestran una menor ingesta de alimento en ambientes cálidos y húmedos (38) y mayores tasas de sacrificio de cerdas (39). En otros estudios, el ganado lechero produce leche con un menor porcentaje de grasa y proteína de la leche (40)., La producción de leche aumentó al aumentar la frecuencia de enfriamiento, cuando las vacas lecheras están expuestas a un clima cálido y húmedo (41), El índice de temperatura y humedad (THI) se usa ampliamente para proporcionar una evaluación precisa de los efectos del estrés por calor en las aves de corral y el ganado (42, 43), El estrés por calor provoca un aumento de las enfermedades parasitarias, las concentraciones de radicales libres y las especies reactivas de oxígeno, provoca daños en las macromoléculas y la alteración del metabolismo y la fisiología normales y cambios en la función inmune que resultan en la muerte del ganado.
5. Efectos del cambio climático en el rendimiento reproductivo del ganado
El rendimiento reproductivo es el factor clave que afecta notablemente la rentabilidad en muchos sistemas de producción ganadera.
El estrés térmico puede afectar el rendimiento reproductivo de ambos sexos del ganado. Afecta el crecimiento y la calidad de los ovocitos en vacas y cerdos (45, 46), el desarrollo embrionario y la tasa de preñez 47, 481. La fertilidad de las vacas puede verse afectada por el estrés térmico 13, 4. También afecta a la concentración y calidad de los espermatozoides en toros, cerdos y aves de corral (50, 51). El estrés térmico tiene un efecto perjudicial en la reproducción del ganado vacuno y los búfalos (52). El estrés térmico provoca la liberación de ACTH de la pituitaria anterior, lo que desencadena la liberación de cortisol y otros glucocorticoides de la corteza suprarrenal. La secreción de glucocorticoides inhibe la hormona luteinizante.
El estrés térmico causa hiperprolactinemia que inhibe la secreción tanto de FSH como de LH a nivel hipofisario (53). El estrés térmico produce una baja fertilidad en el ganado porque el embrión pierde su capacidad de alterar la síntesis de prostaglandinas de una manera que favorece el mantenimiento del cuerpo lúteo.
El estrés térmico tiene efectos más pronunciados sobre la reproducción que los observados con otros factores estresantes (54). El período seco es muy importante en el ganado para la involución de la glándula mamaria y su posterior desarrollo, la inducción de la lactancia y el rápido crecimiento fetal. La temperatura ambiente alta o el estrés térmico pueden afectar el sistema endocrino durante el período seco, lo que puede provocar un acortamiento de la duración de la gestación, abortos fetales, menor peso al nacer de los terneros y una reducción de la maduración de los folículos y los ovocitos. El estrés térmico preparto puede reducir los niveles de estrógeno placentario y de hormonas tiroideas, al tiempo que eleva las concentraciones de ácidos grasos no esterificados en sangre; todos estos factores alteran el crecimiento de la ubre y la placenta, el crecimiento del ternero no nacido y la futura producción de leche.
El estrés térmico posparto afecta la capacidad de la vaca lechera para aumentar la producción. Las vacas lecheras en la última etapa de la gestación durante el estrés térmico tuvieron terneros con menor peso al nacer y produjeron menos leche en comparación con las vacas enfriadas (55). El aumento de la temperatura ambiente de 12,5 °C a 35 °C fue seguido por una disminución de la tasa de concepción en el ganado del 40 al 31% (56). La calidad de los ovocitos se deteriora debido a la exposición continua de los animales al estrés térmico (57) y al nivel elevado de GH y ácidos grasos no esterificados (58). La infertilidad es el efecto significativo del estrés térmico en las vacas lecheras (59). Todas las variables climáticas mostraron efectos positivos y no significativos en el período entre partos y el período seco 60).
En el ganado macho, la circunferencia, el tamaño y el peso escrotal disminuyen en temperaturas ambientales altas debido a la degeneración del epitelio germinal (61). Las temperaturas ambientales altas afectan negativamente el mecanismo termorregulador de los testículos, el deseo sexual, el volumen de eyaculación, el porcentaje de espermatozoides vivos, la concentración de espermatozoides, la viabilidad y la motilidad (62).
6. Efectos del cambio climático en el desempeño sanitario del ganado
Varios problemas de salud del ganado asociados con el cambio climático (27). Además, mayores deficiencias energéticas afectan la aptitud física y la longevidad de las vacas (49). La temperatura ambiente alta también puede afectar el estado endocrino (19), la tasa metabólica 631, el estado oxidativo (64), el metabolismo de la glucosa, las proteínas y los lípidos, la funcionalidad del hígado (colesterol y albúmina reducidos) 65, 661, los ácidos grasos no esterificados (NEFA) 661, la producción de saliva y el contenido de HCO-3 salival.
7. Conclusión
El cambio climático, como la temperatura ambiente elevada, la humedad relativa, etc., podría afectar la productividad, la reproducción y la salud de los animales. En los últimos tiempos, pocas prácticas para minimizar el estrés por calor en las vacas lecheras, como sombras refrigeradas, aspersores y ventilación adecuada, serán adecuadas para adaptarse a los cambios climáticos futuros.
La refrigeración mejorada y la ventilación adecuada en sus galpones siguen siendo el método más rentable y eficaz para mejorar tanto la producción de leche como la reproducción durante el estrés estival.
En el caso de los búfalos, permitir que se revuelquen y rociar agua son medidas exitosas para reducir el estrés por calor, principalmente durante la temporada de verano.
En nuestra opinión, es importante que dichas estrategias de mitigación se centren en el estudio y uso de los recursos genéticos locales que exhiban una alta adaptación al problema más significativo para esa región específica, ya sea el clima o las enfermedades. Dichos marcadores serían de gran importancia y uso en la definición de estrategias y objetivos de selección para mejorar la productividad del ganado y el rendimiento reproductivo, con especial referencia a los países en desarrollo.
Las prácticas de selección serán útiles para la mejora genética del ganado para rasgos importantes de tolerancia al calor.
La implementación de estrategias nuevas y científicas para minimizar los efectos negativos del calor, como un sistema de enfriamiento adecuado, ajustes en la ración de la dieta y cambios en el protocolo reproductivo, reducción del estrés, etc., mejorarán las condiciones económicas de las granjas lecheras.
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