Mercedes Gonzalez
El cambio climático es el principal reto al que nos enfrentamos en nuestra época. Su principal consecuencia es el incremento sostenido e imparable de la temperatura ambiental que hace que las vacas sufran un mayor estrés por calor, lo que afecta negativamente y de forma global a su producción; el sector lácteo deberá desarrollar nuevas estrategias para criar a los animales paliando estos efectos.
Cuando sube la temperatura, las neuronas sensibles envían señales al hipotálamo y desencadenan en las vacas reacciones fisiológicas, anatómicas y comportamentales para mantener el equilibrio térmico. Estas respuestas van encaminadas a producir cambios en su fisiología (digestivos, metabólicos y hormonales), reduciendo la ingesta de alimento, la producción y la calidad de la leche, y además se produce cierta inmunosupresión. Por lo tanto, los aumentos de la temperatura ambiente incrementan los costes y reducen la rentabilidad de las granjas.
Las razas de vacas más productoras de leche, la Holstein y la Jersey, están genéticamente más adaptadas a los ambientes fríos. En la actualidad están distribuidas por todo el mundo incluyendo todas las variedades climáticas, por lo que en algunos lugares están sometidas a un gran estrés térmico.
En general, las Holstein producen mayor cantidad de leche y son más sensibles a los cambios de temperatura, humedad, flujos de aire y radiación solar. Las Jersey tienen un fenotipo productivo diferente, con una menor producción total de leche, pero con mayor cantidad de proteína y grasa.
En estudios anteriores se ha observado que las vacas Holstein reducen su producción al 97% respecto a la normal cuando la temperatura es de 29 °C y la humedad relativa es del 40%, mientras que las Jersey la reducen al 93%, pero cuando la humedad relativa aumenta al 90%, la producción es del 65% respecto a la normal en las Holstein y del 75% en las Jersey. En otros estudios se describió que las vacas Jersey se aclimatan mejor a los ambientes cálidos y húmedos que las Holstein, manteniendo una producción más constante.
Las diferencias genéticas entre ambas razas no explicaron suficientemente sus diferencias fisiológicas por sí solas, lo que sugirió que podrían existir otros factores que pudieran dar lugar a estas diferencias, como las diferencias en el microbioma ruminal. En la República de Corea se llevó a cabo un estudio (Dong-Hyeon et al., 2020) en el que se evaluaron los cambios en el microbioma ruminal en vacas Holstein y Jersey expuestas a estrés por calor.
Se habla de microbioma cuando nos referimos al conjunto de los genes presentes en toda la flora microbiana residente de la vaca. Se trató de identificar las diferencias en las características funcionales y los metabolitos del microbioma ruminal al estrés por calor mediante análisis metagenómicos (examen del material genético microbiano) y metabolómicos (estudio de los procesos bioquímicos en los que están involucrados sus metabolitos).
La hipótesis valorada en este estudio fue que la temperatura ambiente altera el microbioma ruminal, lo que a su vez puede influir sobre la resistencia al estrés por calor en ambas razas. Se seleccionaron dos grupos de vacas Holstein y Jersey y se sometieron a condiciones experimentales estabuladas en plaza fija durante los meses más calurosos del año (mayo a agosto) en naves con ventilación forzada y alimentadas ad libitum con una ración completamente mezclada.
El estrés por calor se evaluó en función del índice temperatura-humedad (THI) definido por el National Research Council, la temperatura rectal y la frecuencia respiratoria. Se tomaron muestras de líquido ruminal para extraer ADN microbiano de la flora ruminal y secuenciar genéticamente las cepas.
Las Holstein son más sensibles a la temperatura ambiental que las vacas Jersey
Se observaron diferencias significativas en los metabolitos ruminales y en las rutas metabólicas entre ambas razas. También se hallaron diferencias taxonómicas y genéticas en las bacterias ruminales presentes en los dos grupos.
Bajo condiciones de estrés por calor (THI 87.5), las vacas Holstein mostraron mayores tasas de frecuencia respiratoria (98.4 respiraciones/minuto) que las Jersey (81.8 respiraciones/minuto) comparadas con las condiciones normales (THI 69.6). Además, la temperatura rectal aumentó en las vacas Holstein (39.8 °C) pero no en las Jersey (38.7 °C). Estos resultados indicaron que las vacas Holstein son más sensibles a la temperatura ambiental que las Jersey.
La composición del microbioma ruminal fue diferente en ambas razas
Respecto a la diversidad microbiana, los resultados indicaron que el estrés por calor afecta a ambas razas de una forma independiente, ya que se observaron cambios en la composición del microbioma ruminal cuando se sometieron a estrés térmico, y estas diferencias fueron significativas entre los dos grupos.
La eficiencia del metabolismo microbiano ruminal está íntimamente relacionada con la generación de calor en el rumen, y esta generación de calor se puede estimar de forma indirecta a través del crecimiento bacteriano. En la actualidad no se conoce con exactitud la interacción entre la eficiencia del metabolismo microbiano (incluyendo la producción de metano y calor) en el rumen, pero existe la posibilidad de que las respuestas metabólicas ineficientes de las bacterias ruminales exageren la producción de calor en las vacas Holstein bajo condiciones de estrés por calor.
Conclusiones
Este estudio concluyó que las vacas Jersey muestran una respuesta al estrés por calor más moderada que las vacas Holstein y esto podría deberse a una diferencia en la composición del microbioma ruminal. Estas diferencias en la flora ruminal hacen que en las Holstein se seleccionen determinadas especies bacterianas que podrían ser una fuente generadora de calor. Las vacas Jersey mostraron cambios más evidentes en las especies bacterianas y en la abundancia funcional genética, lo que las hace más fácilmente adaptables a los cambios de clima.
Referencia
Kim Dong-Hyeon, Kim Myung-Hoo, Kim Sang-Bum, Son Jun-Kyu, Lee Ji-Hwan, Joo Sang-Seok, Gu Bon-Hee, Park Tansol, Park Beom-Young, Kim Eun-Tae. Differential dynamics of the ruminal microbiome of Jersey cows in a heat stress environment, Animals. 2020 Jul; 10(7):1127-1135.
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