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猪怕热!高温降低猪的肉产量和繁殖能力,还会代际遗传!猪冻精!

2019-07-08

当密苏里州的冬天直接过度到夏天,几乎不过春天时,Brent Sandidge开始担心他的猪。

“然后可能感觉五月像是六月,而六月像是在七月,“Sandidge说,他是一位养猪户,在莫斯科马歇尔拥有一个3000头母猪的农场。比正常天气更暖和意味着像他这样的农民将不得不出售体重较轻的猪,因为热量会减慢动物的肌肉生长。 高温会降低许多牲畜的肉类产量,而猪更是特别容易受到影响,因为它们的汗腺效率非常低。

猪冻精

金穗华老师在贵州纳雍县指导猪冻精生产和输精

长期以来,养猪户观察到炎热的天气会使他们的猪变得又贪睡又瘦,但是支持这一观点的基础科学直到近十年才开始出现。越来越多的研究表明,温度超过25摄氏度会导致猪开始储存更少的蛋白质。高温也会降低动物的繁殖能力,而且这种影响并不局限于一代——与在低温环境下饲养的母猪相比,如果怀孕的母猪承受着高温的压力,那么母猪产下的仔猪会更少,仔猪的生长速度会变慢,储存的蛋白质也会减少。

农牧科学家说,在一个环境更温暖、更潮湿的情况下,猪肉可能会变得更贵,因为养猪需要更多的食物、能源、水和劳动力,以满足不断增长的人口对蛋白质的需求。全球变暖对猪肉产业的影响在美国主要是一个经济问题,它可以通过投资高端冷却技术和饲养更多的猪来应对。但在猪肉是肉类主要来源的越南和菲律宾等贫穷的热带国家却缺乏这些技术。爱荷华州立大学(Iowa State University)的动物科学教授Lance Baumgard说,这些国家的猪肉产量下降可能威胁到粮食安全。研究已经表明,气候变暖会降低农作物的营养价值,因此动物蛋白的减少是一个令人担忧的原因。

随着气候变暖,炎热的天气只会越来越普遍。去年发表在《自然》杂志的一项研究估计,在非洲大部分地区,中南美洲和东南亚地区,温度升高1°C可以使每季高温天气增加30天,而在美国则增加15天。 美国75%的养猪场所在的中西部地区将受到特别严重打击。科学家们还没有量化温度上升1°C将如何影响全球猪肉生产。美国农业部科学家Jay Johnson说:“做这些研究相当困难,因为有太多的变量取决于品种、生命周期阶段、高温强度和时间长度,以及饲养猪的设施。”

由于担心高温对猪的影响,美国国家猪肉委员会(National Pork Board)于2013年在爱荷华州召开了一次猪肉生产商、美国农业部代表和科学家的会议,讨论一些惊人的行业趋势。猪肉委员会动物科学主任Chris Hostetler表示:“不管我们研究的是哪组数据,每年都有大约10%的猪肉产量因高温压力而下降。”这可能威胁到美国的猪肉产业,目前美国猪肉产业的价值约为200亿美元。美国农业部多年来一直在资助这项研究,而在2013年的会议之后,猪肉委员会投入了更多的资金。

气候变暖对猪造成的影响

直到2010年左右,科学家为猪农们关于为什么他们的猪在夏季体重增加得更少提供的释是,高温压力使猪吃得更少,以减少新陈代谢产生的热量。但根据Baumgard和其他科学家的说法,这只是部分原因。他们的研究首先在牛身上进行,然后在猪身上进行。在过去的几年里,他们发现免疫系统也起了作用。高温压力会刺激猪的免疫系统,使激素胰岛素过度分泌。胰岛素获得了大量的氨基酸(蛋白质构建块)—否则这些氨基酸会产生肌肉,并利用它们为免疫系统提供能量。Baumgard说:“处于高温压力下的猪优先考虑的是免疫系统,而不是肌肉。”

更糟糕的是,猪肉行业多年来一直在选择生长得更瘦(生产更少的脂肪和更多的蛋白质)和更快的猪。但与80年代饲养的猪相比,这些猪产生的热量多了50%。约翰逊说,现代猪就像健美运动员,只不过猪几乎不出汗,所以不能有效地给自己降温。

在2015年的一项研究中,Johnson和他的同事发现,与在舒适的温度下饲养的猪相比,在高温下饲养的猪储存的蛋白质要少23%。高温下饲养的猪也吃得更少。但是,当其他研究中的科学家给两组猪喂食同样数量的卡路里以控制食物摄入的影响时,他们仍然发现,与非高温压力下的猪相比,在体重每增加1磅时,高温压力下的猪将更少的能量转化为蛋白质。他的实验还显示,与那些在常温下长大的母猪所产的小猪相比,那些在高温环境下母猪所产的小猪,在成长过程中储存的蛋白质要少16%。

在过去的几年里,科学家们还开始注意到过多的热量会使猪及其后代的生育能力降低。Sandidge观察到,在夏季,他养的猪的生育能力下降了5%至10%。根据密苏里大学哥伦比亚分校动物科学教授Tim Safranski领导的一项研究,高温压力下的母猪比非高温压力下母猪(通常产13头仔猪)平均产仔率少一头。

普渡大学(Purdue University)动物科学助理教授Kara Stewart分析了由高温压力下母猪产下的公猪的精液,发现每一次射精都比非高温压力下母猪产下的公猪少了大约70亿个精子。同样,研究人员发现,高温压力下母猪产下的雌性后代产下的卵子更少。这种繁殖能力下降也可能导致炎热天气下猪肉产量下降。

科学家们正试图弄清楚高温压力是如何影响胎儿的。他们认为,部分是血液从怀孕母猪的子宫转移到它的皮肤来散热。为了更深入地研究,Johnson目前正在测试一种假设,即高温压力会影响胎儿大脑的发育,尤其是下丘脑,下丘脑是动物体的恒温器。他的假设是建立在这样一个一致的观察基础上的,即高温压力下母猪所产小猪的头部比没有经历过热应力母猪所产小猪的头部短约5%。

产生的问题

每年夏天,像Sandidge这样的农民都会被迫出售重量比正常体重270磅轻10%的猪,因为他们需要为养育下一批猪腾出地方。这个时间表是预先定好的,Sandidge别无选择。从理论上讲,这应该会减少市场上的猪肉数量,但猪肉年产量仍在继续上升,预计到2018年将从2017年的1160万吨上升5%。爱荷华州的畜牧业经济学家Lee Schulz说,这是因为养猪行业正在饲养更多的猪,这抵消了由于高温压力导致的猪肉减少。但Johnson提出的问题是,你还需要饲养多少头猪来弥补这种减少,以及这是否可持续。密苏里州的Safranski补充道:“在一个温度更高的环境下,养猪的成本可能会更高。”

尽管科学家和经济学家一致认为,市场是动态的,难以预测,但他们表示,主要以饲养更多猪为基础的养猪模式,将不会是一种为日益增长的人口提供蛋白质的可持续方式。科学家们说,他们研究的目标是找到一种方法,以更少的资源有效地培育更多的动物蛋白。“高温压力是高效生产的一个累赘,”Johnson说。

降温技术及更好的品种

让猪保持凉爽的技术多年来不断发展,从上世纪40年代到50年代在室外饲养猪时的遮荫结构,到使用风扇、通风建筑、喷雾、洒水器和湿垫来冷却今天猪圈的空气。虽然这些技术帮助猪更好地抵御热量,但在全球变暖中它们的效率却降低了。爱荷华州专门研究冷却基础设施的工程师Brett Ramirez说,在过去十年左右的时间里,给猪降温的技术没有任何重大进展。“我们需要更高效、更经济的降温技术,”他表示。

科学家们也一直在研究,在猪的食物中添加如锌和甜菜碱等矿物质和化学物质,是否能保护因热应激而被破坏的动物内脏。锌可以增强肠道屏障,甜菜碱可以保护细胞免受环境压力。

然而,美国的一些农民和许多热带国家的农民可能没有钱投资于降温技术。Safranski 说:“如果你养不起猪,那么你可以选择一种适应性更强的品种。”科学家们说,传统的养猪品种比现在的工业养殖品种更能抵御环境变化,但在将饲料转化为体重方面效率较低。

Safranski认为,拯救和研究这些本土品种至关重要。“基因资源正在因为现代化而消失,”他说。“这很可怕,因为一旦(这些品种)消失,它们就会彻底消失。”研究人员说,如果他们能在这些品种中发现一种耐热基因,他们就能把这种基因拼接到商业猪身上,使它们的效率更高。他指出:“我们谈论的是如何养活(超过)90亿人。我们必须进一步创新。”

对于Sandidge来说,他希望科学能在未来的夏天为他提供一些答案。他愿意尝试新的技术,帮助他的猪更好地经受住高温。


猪冻精

北京田园奥瑞与上海祥欣合作研究猪冻精

高温对猪生长繁殖的影响,这在我们国内也得到印证:种公猪夏天的精液质量也是没那么好。近几年有的种猪企业选择在其它季节储备更多的优良种猪冻精,上海祥欣、烟台福祖、安徽天邦等已经开始生产冻精,江海种猪、广西扬翔等也积极与北京田园奥瑞接洽猪冻精的生产设备和技术,会不会他们先见之明已经嗅到猪冻精应对高温影响的商机呢?


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