Seleção para tolerância genética ao estresse térmico em bovinos leiteiros no Brasil

Os problemas relacionados ao estresse térmico são de grande interesse para toda a cadeia produtiva leiteira, por isso é importante a seleção de animais com base nesse índice.

Animais de produção possuem uma zona de conforto térmico que é dependente da espécie, estado fisiológico, temperatura, umidade relativa, velocidade do vento e radiação solar (NRC, 1981).

Sob estresse térmico, a temperatura corporal do animal ultrapassa sua faixa de temperatura específica para a atividade normal, isto requer do organismo respostas fisiológicas e comportamentais para reduzir a temperatura corporal (Bernabucci et al., 2010). Tais repostas estão frequentemente associadas a prejuízos para a produção e reprodução dos animais.

Durante séculos os bovinos leiteiros foram selecionados para alta produção. Consequentemente estes animais produzem mais calor metabólico e isto contribuiu fortemente para que esses animais se tornassem mais susceptíveis ao estresse térmico do que outras espécies.

St-Pierre et al. (2003) estimaram perdas médias de 1,7 bilhão de dólares na indústria animal dos Estados Unidos, sendo que 53% das perdas ($ 897 milhões) ocorreram especificamente na indústria leiteira.

As mudanças climáticas e o aquecimento global aumentam ainda mais a preocupação com o impacto do estresse térmico sobre a produção leiteira, especialmente em países de clima predominantemente tropical como o Brasil.

Quantificação do efeito do estresse térmico sobre a produção de leite

Os efeitos do estresse térmico sobre a produção de leite têm sido relatados por vários pesquisadores em todo mundo (Aguilar et al., 2010, Carabaño et al., 2014). No Brasil, o Grupo de Melhoramento Genético de Mato Grosso (GMAT) da Universidade Federal de Rondonópolis (UFR) é pioneiro nos estudos genéticos do estresse térmico.

Em um estudo envolvendo 75 rebanhos da raça Holandesa de sete estados brasileiros (ES, GO, MG, PR, RS, SC, SP), nós identificamos que vacas submetidas a um ambiente de menor conforto térmico (índice de temperatura e umidade, ITU = 82) produziram em média de -10 a -15 kg de leite/dia do que vacas que estavam em ambiente de maior conforto térmico (ITU = 46) (Santana et al., 2017).

As médias ajustadas de produção de leite das três primeiras lactações de vacas da raça Holandesa de 75 rebanhos brasileiros em função do ITU foram apresentadas na Figura 1. A título de exemplo simples, supondo que todas as vacas de um rebanho estejam sob estresse térmico moderado (-12,5 kg de leite/dia) e considerando a média de preço líquido do leite pago ao produtor (CEPEA, Abril de 2019) igual a 1,49, o produtor deixaria de arrecadar R$ 18,63/dia/vaca.

Neste exemplo, o prejuízo diário seria de R$ 1.862,50 para um rebanho de 100 vacas em lactação. Seria realmente uma perda considerável e em muitos dos casos, não perceptível prontamente pelo produtor.

Foi interessante notar em nosso estudo que mesmo em rebanhos localizados em regiões de clima mais ameno como PR, SC e RS, foram observadas perdas importantes em produção de leite devido ao estresse térmico. Ainda, nós observamos que as perdas em produção de leite em lactações mais avançadas (segunda e terceira) foram mais acentuadas do que as perdas na primeira lactação.

Isso ocorreu provavelmente devido ao fato de que vacas de segunda e terceira lactação produzem mais leite e consequentemente produzem também maior calor metabólico. Assim, esses animais acabam por sofrer mais com o estresse térmico.

Essas vacas entram em um conflito maior com o ambiente para dissipar o calor gerado pela sua maior atividade metabólica. Pensando por esse aspecto, nós podemos perceber que realmente o efeito do estresse térmico é muito importante para a produção leiteira no Brasil.

Figura 1. Média ajustada de produção de leite das três primeiras lactações de vacas da raça Holandesa de 75 rebanhos brasileiros em função do índice de temperatura e umidade (ITU). [Adaptado de Santana et al. (2017)].

Seleção para tolerância ao estresse térmico

Para lidar com os efeitos prejudiciais do estresse térmico temos algumas opções como:

• Proporcionar melhores condições ambientais para os animais (sombreamento, aspersores, ventiladores, etc.);
• Nutrição apropriada;
• Criar animais de raças tolerantes ao estresse térmico (zebuínos);
• Realizar cruzamentos entre raças menos tolerantes com aquelas mais tolerantes ao estresse térmico (exemplo: taurinas x zebuínas);
• E/ou fazer seleção para tolerância ao estresse térmico.

Esse último tópico será tratado com atenção especial neste artigo.

Em uma série de estudos já realizados por nosso grupo de pesquisa foi possível identificar importante variação genética para tolerância ao estresse térmico para animais da raça Holandesa (Santana et al., 2016, 2017), raça Gir Leiteiro (Santana et al., 2015) e Guzerá duplo propósito (Santana et al., 2019; artigo submetido à publicação).

Isso quer dizer na prática que foi possível identificar indivíduos geneticamente mais tolerantes e também indivíduos geneticamente menos tolerantes ao estresse térmico nessas populações. Foi verificado que, os melhores animais em um determinado ambiente não foram necessariamente os mesmos em outro. Esse fenômeno é conhecido como interação genótipo x ambiente.

Diante desse grande achado científico foi possível chegar à conclusão que é possível selecionar tanto raças taurinas (Holandês) quanto zebuínas (Gir, Guzerá) para maior tolerância ao estresse térmico e também identificar animais geneticamente mais apropriados para cada ambiente de produção.

Pesquisa desenvolvida com a raça Holandesa nos Estados Unidos (Aguilar et al., 2010) mostrou que os animais daquele país têm ao longo dos anos aumentado consistentemente o nível genético de produção de leite, mas por outro lado, os autores da pesquisa observaram prejuízo para a tolerância genética ao estresse térmico.

Por meio das pesquisas realizadas por nosso grupo de pesquisa com dados do Brasil apresentamos resultados contundentes evidenciando semelhanças com os achados científicos de Aguilar et al. (2010).

Na raça Holandesa no Brasil (Santana et al., 2017) foi observado aumento do nível genético de produção dos animais em 25 anos de seleção (Figura 2, à esquerda). Nesse mesmo período a tendência genética da tolerância ao estresse térmico dos animais foi prejudicada.

De forma surpreendente, análises genéticas semelhantes mostraram que para a raça Gir Leiteiro (Santana et al., 2015) (Figura 2, à direita) houve importante aumento do nível genético de produção e também deterioração do seu componente genético de resposta ao estresse térmico.

Esses importantes achados indicam que a seleção para maior produção tem contribuído para que animais tanto de raças taurinas quanto zebuínas se tornem geneticamente cada vez mais sensíveis ao estresse térmico.

Em outras palavras, os animais dessas populações têm cada vez mais respondido geneticamente pior ao estresse térmico. Na prática, os animais estão tendendo a reduzir sua produção de leite como resposta ao estresse térmico.

É interessante notar que mesmo uma raça conhecida por sua rusticidade e tolerância ao calor tem sofrido os efeitos colaterais da seleção intensa para maior produção de leite. Na raça Gir Leiteiro pode ser observado pela Figura 2 que a partir do início da década de 1990 (publicação do primeiro sumário nacional de avaliação genética de touros do teste de progênie), as tendências genéticas tanto do nível de produção quanto da tolerância ao estresse térmico foram mais acentuadas.

Essa foi mais uma forte evidência de que a seleção para aumento da produção pode ter consequências indesejadas para a tolerância ao estresse térmico. A explicação de tudo isso está no fato de ter sido identificado um antagonismo genético (divergência) entre o nível de produção e a resposta ao estresse térmico.

A medida que os animais se tornam mais produtivos eles também se tornam mais sensíveis ao estresse térmico (Bernabucci et al., 2010).

Figura 2. Tendências genéticas da produção de leite para nível de produção e tolerância ao estresse térmico de bovinos da raça Holandesa (à esquerda) e Gir Leiteiro (à direita) em função do ano de nascimento. [Adaptado de Santana et al. (2015, 2017)].

Considerações finais

Os problemas relacionados ao estresse térmico são de grande interesse para toda a cadeia produtiva leiteira. Infelizmente, sob o ponto de vista genético, os efeitos do estresse térmico sobre a produção de leite têm sido negligenciados em nosso país.

Nossos estudos com dados obtidos dos sistemas de produção brasileiros apontam para a necessidade de uma avaliação genética para tolerância ao estresse térmico, especialmente para raças leiteiras de origem europeia em que se faz uso intenso de material genético importado (sêmen).

Seria benéfica a inclusão imediata nos objetivos de seleção dos programas de melhoramento genético brasileiros, a seleção para tolerância genética ao estresse térmico. Para raças zebuínas leiteiras, o monitoramento do componente genético de tolerância ao estresse térmico é recomendado e também não se pode descartar no futuro a necessidade de uma avaliação genética para tolerância ao estresse térmico.

Autor
Mário L. Santana Jr., Zootecnista pela UFV, Mestre em Zootecnia pela UFV, Doutor em Zootecnia pela USP. Pesquisador e professor da Universidade Federal de Rondonópolis (UFR), líder do Grupo de Melhoramento Genético de Mato Grosso (GMAT), professor do quadro permanente do Mestrado em Zootecnia (UFR) e também do Mestrado em Produção Animal Sustentável (Instituto de Zootecnia, Sertãozinho-SP).

Referências bibliográficas
Aguilar, I., Misztal, I., & Tsuruta, S. (2010). Genetic trends of milk yield under heat stress for US Holsteins. Journal of Dairy Science, 93(4), 1754-1758.

Bernabucci, U., Lacetera, N., Baumgard, L. H., Rhoads, R. P., Ronchi, B., & Nardone, A. (2010). Metabolic and hormonal acclimation to heat stress in domesticated ruminants. Animal 4: 1167–1183.

Carabaño, M. J., Bachagha, K., Ramón, M., & Díaz, C. (2014). Modeling heat stress effect on Holstein cows under hot and dry conditions: selection tools. Journal of Dairy Science, 97(12), 7889-7904.

National Research Council. (1971). A guide to environmental research on animals. National Academies.

Santana Jr, M. L., Pereira, R. J., Bignardi, A. B., Vercesi Filho, A. E., Menendez-Buxadera, A., & El Faro, L. (2015). Detrimental effect of selection for milk yield on genetic tolerance to heat stress in purebred Zebu cattle: genetic parameters and trends. Journal of Dairy Science, 98(12), 9035-9043.

Santana, M. L., Bignardi, A. B., Pereira, R. J., Menéndez-Buxadera, A., & El Faro, L. (2016). Random regression models to account for the effect of genotype by environment interaction due to heat stress on the milk yield of Holstein cows under tropical conditions. Journal of Applied Genetics, 57(1), 119-127.

Santana, M. L., Bignardi, A. B., Pereira, R. J., Stefani, G., & El Faro, L. (2017). Genetics of heat tolerance for milk yield and quality in Holsteins. Animal, 11(1), 4-14.

Santana, M. L., Pereira, R. J., El Faro, L., Pires, M., Andrade, R., Perez, B., Bruneli, F.A. & Peixoto, M.G. (2019). Dual-purpose Guzerá cattle exhibit high dairy performance under heat stress. Artigo submetido para publicação.

St-Pierre, N. R., Cobanov, B., & Schnitkey, G. (2003). Economic losses from heat stress by US livestock industries. Journal of Dairy Science, 86, E52-E77.