TENDENCIA DE LOS MECANISMOS
DE TERMORREGULACIÓN EN BOVINOS WAGYU-BRAHMAN BAJO EL TRÓPICO HUMEDO[1]
Pedro Guerra-Martínez[2]; José L. Bernal-Rosas2; Carlos I. Martínez-Delgado2;
Aristides A. Villarreal-Ruíz2; María M. De Gracia-Victoria2;
Olegario Ibarra-Guerra2
RESUMEN
El objetivo fue estudiar
las tendencias de los mecanismos de termorregulación del calor corporal de
bovinos Wagyu-Brahman en pastoreo bajo condiciones del trópico húmedo. El
estudio se realizó en la EEG-CMO (IDIAP). Los grupos raciales (GR) fueron:
WG25, WG50, WG75 y WGF1. Las variables independientes fueron: ITH, temperatura
corporal (Tb), coeficiente de tolerancia al calor (CTC) y relación peso vivo: área
corporal (WA). Las variables dependientes fueron: convección (Qc), radiación
(Qr) y conducción (Qk). Los datos se analizaron mediante correlación simple y
regresión lineal pasando por el origen por GR. Las correlaciones entre Qc, Qr y
Qk con ITH y CTC fueron muy bajas a bajas (P>0,05) en los cuatro GR. Los WG50 y WGF1 disiparon más Qc por unidad
de ITH (0,00054 y 0,00053 kcal/s); por Tb (0,00113 y 0,00112 kcal/s); por CTC
(0,01330 y 0,01342 kcal/s) y por WA (0,00125 y 0,00113 kcal/s). También, WG50 y
WGF1 disiparon más Qr, por ITH (0,153836 y 0,153313 kcal/m2×s); por Tb, (0,323093 y 0,324453 kcal/m2×s); por CTC (3,822003 y 3,910471 kcal/m2×s) y por WA (0,357052 y 0,327805 kcal/m2×s). En Qk, los WG50 y WGF1 disiparon 0,000155
y 0,000151 kcal/m2×s×°C por unidad de ITH; por Tb disiparon
0,000324 y 0,000319 kcal/m2×s×°C; por CTC, disiparon 0,00387 y 0,00385
kcal/m2×s×°C y por WA, disiparon 0,000341 y 0,000320
kcal/m2×s×°C. Se concluye que la tendencia de la
disipación de calor por Qc, Qr y Qk versus ITH, Tb, CTC y WA fue lineal
(P<0,01) desde el origen en todos los GR. Las mayores disipaciones de Qc, Qr
y Qk por unidad de ITH, Tb, CTC y WA se encontraron en WG50 y WGF1.
Palabras clave: Conducción, convección, ITH, radiación,
termorregulación, Wagyu-Brahman.
TREND IN THERMOREGULATION MECHANISMS IN WAGYU-BRAHMAN CATTLE IN THE
HUMID TROPICS
ABSTRACT
The objective of this study was to analyze trends in body heat
dissipation mechanisms of Wagyu–Brahman cattle grazing under humid tropical
conditions. The study was conducted at the EEG-CMO experimental station of the
Panamanian Institute of Agricultural Innovation (IDIAP). Four breed groups (BG)
were evaluated: WG25, WG50, WG75, and WGF1. Independent variables included the temperature-humidity
index (THI), body temperature (Tb), heat tolerance coefficient (CTC), and the
live weight-body surface area ratio (WA). Dependent variables were heat
dissipation through convection (Qc), radiation (Qr), and conduction (Qk). Data
were analyzed using simple correlation and linear regression forced through the
origin for each BG. Correlations between Qc, Qr, and Qk with THI and CTC were
low to very low (P > 0.05) across all BGs. However, WG50 and WGF1 exhibited
higher heat dissipation per unit of THI, Tb, CTC, and WA across all three
mechanisms. For convection (Qc), WG50 and WGF1 dissipated 0.00054 and 0.00053
kcal s⁻¹ per unit of THI, respectively, and similar proportional increases were
observed relative to Tb, CTC, and WA. For radiation (Qr), these groups
exhibited the highest dissipation rates, ranging from 0.153 to 0.154 kcal m⁻² s⁻¹ per unit of THI.
Likewise, conduction (Qk) dissipation rates were greater in WG50 and WGF1
across all independent variables evaluated. Overall, heat dissipation through
convection, radiation, and conduction exhibited a linear trend (P < 0.01)
with THI, Tb, CTC, and WA when modeled from the origin in all breed groups. The
most outstanding thermoregulatory efficiency was observed in WG50 and WGF1,
indicating superior adaptation to humid tropical conditions.
Keywords: conduction,
convection, radiation, temperature-humidity index, thermoregulation, Wagyu-Brahman.
INTRODUCCIÓN
En las últimas dos décadas, el clima ha sufrido cambios muy notorios y
ha llegado a ser impredecible, afectando muy significativamente la producción
agropecuaria. Eventos climáticos extremos tales como: alta temperatura
ambiental y humedad, ondas de calor, escasez de lluvias y sequías están
afectando, no solamente, el bienestar animal, el sistema de producción, el
agroecosistema, sino también la producción de alimentos, la seguridad
alimentaria y la sostenibilidad de los sistemas productivos (Lamy et al., 2012).
Además, la temperatura ambiental ha aumentado por 1° C desde los 1800’s y se
espera que continue incrementándose por otro 1,5° C entre el 2030 y 2052
(Intergovernmental Panel on Climate Change [IPCC], 2018).
El aumento de los gases de efecto de invernaderos (GEI) son los
responsables del actual cambio climático que afecta a todos los que habitan
este planeta. De acuerdo con McMichel et al., (2007), el sector agropecuario da
cuenta del 22% de la total emisión de GEI, de la cual la producción pecuaria representa
el 80% de estas emisiones. Los principales GEI son dióxido de carbono (CO2),
metano (CH4) y óxido nitroso (N2O) (Steinfeld et al.,
2006). Sin embargo, mayor atención se ha puesto en el CO2, cuando en
realidad CH4 y N2O son los más potentes GEI, con
Potencial de Calentamiento Global (PCG) 23 y 296 veces más potentes que el CO2,
respectivamente (Koneswaran & Nierenberg, 2008).
Cambios históricos en la composición de GEI han modificado el clima y,
por lo tanto, también la zona de confort. De acuerdo con Bavera & Beguet
(2003), la zona de confort para bovinos Aberdeen Angus (Bos taurus) es
de 0° a 16° C y sube la temperatura rectal a los 27° C, en bovinos ½ Brangus es
de 5° a 20° C y sube la temperatura rectal a los 30° C y en el Cebú (Bos
indicus) es de 10° a 26° C y sube la temperatura rectal a los 33° C. Todos
estos cambios en el clima han tenido su repercusión en el comportamiento de los
animales domésticos a través del estrés calórico, siendo más incidente en los
países tropicales como Panamá. Autores como Wankar et al. (2024); Chauhan et
al. (2023); Bunning & Wall (2022) han reportado efectos del estrés calórico
en la producción y calidad de la carne bovina; así como Castaño et al. (2014);
Gupta et al. (2016); Díaz et al. (2020) han reportado efectos en la
reproducción y Wang et al. (2020) han reportado efecto en el desarrollo de
terneras y novillas.
Entre las variables climáticas que más influyen en alterar el confort
bovino están: temperatura ambiental (TA, °C), radiación solar (RS, W/m2),
velocidad del viento (VV, m/s) y humedad relativa (HR, %). Con esas variables
se construye el Índice Temperatura-Humedad (ITH) reportado por Mader et al.
(2004), el cual es utilizado como indicador de estrés calórico. De acuerdo con
Guerra-Martínez y De Gracia-Gálvez (2022) en zonas de Panamá como La Villa de
Los Santos, Tonosí y Costa Abajo de Colón este ITH está entre 77 y 80,
indicando zonas de “alerta” a los efectos del estrés calórico. Nardone et al.
(2010) ha alertado que para final de este siglo la TA aumentará de 1,1° a 6,4°
C.
El bovino es un animal homeotérmico[3]
y endotérmico[4] que para liberar calor al
ambiente y regular su temperatura corporal utiliza mecanismos de
termorregulación como evaporación, radiación (Qr), conducción (Qc) y convección
(Qk). En la estación Experimental de Gualaca “Carlos M. Ortega” del IDIAP
(EEG-CMO-IDIAP) se estudia el comportamiento biológico de cruces Wagyu-Brahman.
La Wagyu es una raza japonesa Bos taurus, el cual produce la carne de
más alta calidad organoléptica y así mismo valorada alrededor del mundo y el
Brahman es una raza Bos indica muy adaptada a las condiciones tropicales
de la EEG-CMO-IDIAP. Ambas razas se estudian en cruzamiento interracial para
combinar esas cualidades genéticas (complementariedad) bajo condiciones de
bosque húmedo tropical y en sistemas de pastoreo y estabulación. Sin embargo,
hay poca información sobre la tendencia de los mecanismos de termorregulación
de bovinos de diferentes encastes Wagyu-Brahman bajo condiciones de pastoreo en
este ecosistema tomando en cuenta el ITH, su temperatura corporal (Tb), el
coeficiente de tolerancia al calor (CTC) y la relación WA, peso vivo (W) con el
área corporal (A) y este es el principal objetivo del presente estudio.
MATERIALES Y MÉTODOS
Localización: El estudio se realizó bajo
las condiciones edafoclimática de la EEG-CMO-IDIAP en Gualaca Bajo (Instituto
de Meteorología e Hidrología de Panamá [IMHPA], 2024). Los rangos de las
características climáticas en la estación seca (ESC) y lluviosa (ELL) fueron:
en TA de 26,8° C (ESC) a 26,5° C (ELL); en HR de 70,9% (ESC) a 84,0% (ELL); VV
de 3,2 m/s (ESC) a 2,1 m/s (ELL) y precipitación anual de 4,244 mm.
Fuente de datos: Los datos utilizados son
el proyecto de mejoramiento genético bovino de la EEG-CMO-IDIAP del período
2008-2014.
Grupos raciales: De acuerdo con la
composición racial de los bovinos se clasificaron en los siguientes grupos
raciales (GR):
·
WG25: 25% Wagyu + 50% B. taurus + 25% Brahman
·
WG50: 50% Wagyu + 25% B. taurus + 25% Brahman
·
WG75: 75% Wagyu + 25% Brahman
·
WGF1: 50% Wagyu + 50% Brahman
Relación
peso vivo: Área corporal (WA): es el cociente al dividir el peso vivo (W en kg)
entre el área corporal (A en m2) expresada en kg/m2:
Grosor de la piel (GP): Mediante un pie de rey se
midió el grosor del pliegue de piel del animal a la altura de la 13ª costilla.
El valor obtenido se dividió entre dos.
A partir de las 10:00 a.m. a 2:00 p.m., en
los días de muestreo, a cada bovino individualmente se les tomó la siguiente
información:
Variables climáticas: Con un termómetro de bulbo seco se tomó la temperatura ambiental en °C
(TA) y con un higrómetro el porcentaje de la humedad relativa (HR).
Temperaturas corporales (°C): Con un termómetro de
mercurio se midió temperatura rectal (TR) por un minuto. Mediante un termómetro
infrarrojo se tomó la temperatura en el área del lomo (TL), temperatura en la
cabeza (TC), temperatura en las costillas (TCOS) y temperatura en el vientre
(TV).
Temperatura superficial promedio (Ts): De acuerdo con McLean et
al. (1983) a cada temperatura corporal se le dio una ponderación, expresándose
así:
Temperatura
corporal (Tb): Esta temperatura se estimó de acuerdo con
McLean et al. (1983) asignándole una ponderación a TR y Ts, expresándose así:
Coeficiente
de tolerancia al calor (CTC): Se basó en la FR y TR. La
FR se midió a través de un estetoscopio colocado en el área del pecho para
contar la tasa de inspiración por un minuto.
Dónde: 38,3 es la medida estándar de la
temperatura corporal y 23 es la medida estándar de la frecuencia respiratoria
en un minuto (Mariana et al., 2019).
Índice
temperatura-humedad (ITH): Para estimar este índice se utilizó la
siguiente ecuación de acuerdo con Thom (1959), National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA, 1976) y Mader et al. (2004) tomando en cuenta la
temperatura ambiental (TA) y la humedad relativa (HR):
Se
utilizó la escala de Livestock Conservation Incorporated (LCI, 1970) conocida
como Livestock Weather Safety Index basado en las siguientes categorías de ITH:
normal, <74; alerta, 74>ITH<79; peligro, 79<ITH<84; y emergencia
ITH>84 (Brown-Brandl, 2018).
Para
este estudio se consideraron las siguientes medidas de termorregulación y sus
cálculos de acuerdo con Tippens (1980) y Willmer et al. (2000):
Conducción (Qk): Es la trasferencia de
calor que se efectúa entre el cuerpo y el medio con que están en contacto,
siempre que ese medio no esté en movimiento contacto, incluye medios como aire
y líquidos entre otros (Tippens, 1980; Louw, 1993). Para su cálculo se utilizó la
versión modificada de la Ley de Fick (Willmer et al., 2000).
Dónde:
Qk está en kcal/m2·s; K=0,000002 kcal/m·s/°C; A=área corporal en m2;
TR=temperatura rectal en °C; Ts=temperatura superficial promedio en °C y
GP=grosor de la piel en m.
Convección (Qc): Consiste en la
transferencia térmica entre un cuerpo y el medio fluido en movimiento (Tippens,
1980). La fórmula de Louw, (1993) es la siguiente.
Dónde:
Qc está en kcal/s; s=segundo; Kc=coeficiente de convección, 0000493 kcal/m2·s/°C
y Tf es la temperatura del aire en °C.
Radiación (Qr): Es el proceso por el cual
el calor se transfiere en forma de ondas electromagnéticas (Tippens, 1980) o
energía intercambiable por medio de energía electromagnética la cual viaja a la
velocidad de la luz y no necesita medio de propagación (Louw, 1993). La tasa de
transferencia de calor radiante entre un animal y su ambiente se calcula
mediante:
Dónde:
Qr= está en kcal/m2·s; C es el coeficiente que incorpora la
constante de Stefan-Boltzman (5,67 x 10-8 W/m2·s·k4);
e=constante
de emisión (0,4); w=es una constante (1 kcal/m2·°C = 1,163
W/m2·°C) para transformar watts (W) en kilocalorías (kcal).
Análisis
estadístico:
Los datos fueron analizados mediante la técnica regresión simple pasando por el
origen de acuerdo con Draper & Smith (1980).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
El GR que mayormente disipó calor a través Qc fue el WG50 (0,044 kcal/s)
superando en 22,6% la promedio de los WG25 y WG75 (Cuadro 1). También disipó
más Qr y Qk que el WG75 (19,4% y 41,3% más, respectivamente). La más baja Ts se
encontró en los WG50 (36,086°C) siendo apenas 1,27% más baja que los WG75. Los
WG25 mostraron, en promedio, la más baja TL con 37,305° C y el WG75 la más alta
con 37,916° C. El rango de TA fue de 31,361° C en WG50 a 32,071° C. Los WG75
tuvieron menor TR con 39,490; sin embargo, los WG25 mostraron la mayor TR con
39,853° C. Por otra parte, la Tb no mostró mucha variación entre los GR con un
rango de 40,033° C (WG50) a 40,118° C. Así mismo se observa en el Cuadro 1 que
el GP no varió mucho, de 0,0049±0,0002 m (WG50) hasta 0,0053±0,0001 (WGF1). Los ITH promedio en los que
estuvieron sometidos los GR estuvieron entre 82,387 a 82,980, indicando una
“zona de peligro” de acuerdo con Brown-Brandl (2018). Menor CTC se observó con
los WGF1 (3,116), mientras que el WG50 presentó el mayor valor con 3,238.
Basado en la fórmula de CTC, el más cercano al valor 2,0 es el más tolerante,
por lo que el WGF1 es el grupo más tolerante. Los WGF1 fueron los más pesados
(375,891 kg) y de mayor Área (9,455 m2), atribuido a su vigor
híbrido, superando en 35,7% y 29,9% a los WG75, respectivamente; así como en WA
con un 15,3%.
El GR WG75 es más compacto, de baja estatura y menor peso vivo, lo que
concuerda con lo señalado por Bavera y Beguet (2003), que indican cuanto más
voluminoso es el animal, menor es el área de su superficie corporal con
respecto al peso.
El ITH no mostró correlaciones de Pearson significativas (P>0,05) con
Qc, Qr y Qk, pero fueron de tendencia negativa (Cuadro 2). Sus grados de
asociación son demasiado bajos con una tendencia a cero por la hipótesis a
aceptar (Ho: r=0).
Con Tb, las correlaciones fueron moderadas, pero altamente significativas
(P>0,001) con Qr en WG25 y WGF1; además, la correlación de Tb con Qc en WGF1
también fue P<0,001. Además, el grado de asociación entre WA con Qc, Qr y Qk
variaron de significativo (P<0,05) a la muy altamente significante
(P<0,001) en los cuatro GR. Todas las correlaciones de Pearson fueron
positivas. Solamente no hubo una significancia estadística en la correlación de
WA con Qk en los GR, WG50 y WG75; así como sus valores fueron muy bajos. Con
respecto en CTC, la única correlación significativa (P<0,01) se dio con
respecto a Qk con el GR, WG25. Todos los valores resultaron negativos, pero la
aceptación de la hipótesis nula nos indica que sus valores estadísticamente son
cero.
La tendencia de Qc en estos cuatro escenarios fue lineal y altamente
significativa (P<0,01). Los WG50 liberaron más Qc con 0,00054 kcal/s por
unidad de ITH superando a los WG25 en 25,6% (Figura 1). Además, se observa que,
en promedio, los WG50 y WGF1 (0,000535 kcal/s por unidad de ITH) liberaron más
calor a través de Qc que los WG75 y WG25 (promedio de 0,000435 kcal/s por
unidad de ITH) en un 23,0%. De acuerdo con Guerra-Martínez et al. (2024), estos
valores de Qc por unidad de ITH son ligeramente mayores a los encontrados en
Brahman (0,000410 kcal/s por unidad de ITH) y Criollo (0,000405 kcal/s por
unidad de ITH). Similar tendencia se observa en la liberación de Qc con
respecto a Tb. La mayor liberación de Qc por unidad de Tb fue por parte de WG50
(0,00113 kcal/s por °C Tb) superando en 25,6% al GR, WG25 (0,00090 kcal/s por
°C Tb).
El promedio de WG50 y WGF1 (0,001125 kcal/s por °C Tb) superó en 22,3%
al promedio de WG25 y WG75 (0,00092 kcal/s por °C Tb). Por otro parte, WGF1
liberó 23,7% más Qc que WG25 (0,01342 vs 0,01075 kcal/s por unidad de CTC).
Nuevamente, en promedio WGF1 y WG50 (0,01330 kcal/s) liberaron 21,9% más Qc por
unidad de CTC que el promedio de WG25 y WG75 (0,01096 kcal/s). En el escenario
con respecto a WA, el GR, WG50 (0,00125 kcal/s por unidad de WA) liberó 26,2%
más Qc que el WG25 (0,00099 kcal/s por unidad de WA); sin embargo, la tendencia
de los WGF1 (0,00113 kcal/s por unidad de WA) no fue similar al WG50 y tendió a
asemejarse a la tendencia del WG75 (0,00110 kcal/s por unidad de WA), la
diferencia entre ambos apenas fue un 2,7%.
Las diferencias en la tendencia de Qr por unidad de ITH entre WG50
(0,153836 kcal/s por unidad de ITH) y WGF1 (0,153131 kcal/s por unidad de ITH)
fue muy similar difiriendo apenas en 0,46% y entre WG25 (0,127778 kcal/s por
unidad de ITH) y WG75 (0,128131 kcal/s por unidad de ITH) en apenas 0,28%; sin
embargo, la diferencia entre el promedio de WG50 y WGF1 (0,1533484 kcal/s por
unidad de ITH) versus WG25 y WG75 (0,127955 kcal/s por unidad de ITH) fue mucho
más marcada con 19,9% (Figura 2). Con respecto a Tb, la diferencia en la
tendencia de disipar calor por Qr fue muy estrecha entre WG50 (0,323093 kcal/s
por °C Tb) y WGF1 (0,324453 kcal/s por °C Tb) fue de un 0,42%. Por otra parte,
la diferencia, también pequeña, entre WG25 (0,269296 kcal/s por °C TB) y WG75
(0,271778 kcal/s por °C Tb) fue 0,92%. La diferencia entre el promedio de WG50
y WGF1 (0,323773 kcal/s por °C Tb) con respecto a WG75 y WG25 (0,270537 kcal/s
por °C TB) alcanzó los 19,7%. Similar tendencia se observa en la disipación de
calor por Qr con respecto a CTC (Cuadro 2). La diferencia entre WG50 (3,822003
kcal/m2·s por unidad de CTC) y WGF1 (3,910471 kcal/m2·s
por unidad de CTC) fue 2,3%. Además, se observa que la diferencia entre WG75
(3,255535 kcal/m2·s por unidad de CTC) y WG25 (3,204567 kcal/m2·s
por unidad de CTC) fue menor con un 1,6%. La diferencia entre ambos grupos fue
de 19,7% (promedio de WG50 y WGF1 fue de 3,866237 kcal/m2·s y
promedio de WG75 y WGF1 fue de 3,230051 kcal/m2·s, ambos por unidad
de CTC).
El patrón observado de WG50 y WGF1 de tener tendencias similares entre
sí, al igual que entre WG25 con WG75 ya no se muestra con respecto al escenario
de WA. La disipación de calor por unidad de WA entre WG50 (0,357052 kcal/m2·s
por unidad de WA) y WG25 (0,295332 kcal/m2·s por unidad de WA) fue
la mayor con 20,9%, si la comparamos con la diferencia en tendencia entre WGF1
(0,327805 kcal/m2·s por unidad de WA) y WG75 (0,319354 kcal/m2·s
por unidad de WA) que fue de 2,6% (Figura 2).
La disipación de calor por Qk entre WG50 (0,000155 kcal/m2·s·°C
por unidad de ITH) y WGF1 (0,000151 kcal/m2·s·°C por unidad de ITH)
fue de apenas 2,6% superior; sin embargo, el promedio de ambos GR (0,000153
kcal/m2·s·°C) comparado con el WG25 (0,000140 kcal/m2·s·°C),
disipó 9,3% más Qk por unidad de ITH y un 40,4% más Qk por unidad de ITH con
respecto al GR, WG75 (0,000109 kcal/m2·s·°C) (Figura 3). Los
resultados de Guerra-Martínez et al. (2024) indicaron valores de Qk para
Brahman de 0,000194 kcal/m2·s por unidad de ITH) y en Criollo de
0,000183 kcal/m2·s por unidad de ITH. Similar al escenario de ITH se
ha presentado con respecto a Tb.
La diferencia en Qk entre WG50 (0,000324 kcal/m2·s·°C por °C
Tb) y WGF1 (0,000151 kcal/m2·s·°C por °C Tb) apenas fue 1,6%. Por
otra parte, el promedio de WG50 y WGF1 (0,000153 kcal/m2·s·°C por
°C) disipó más Qk por unidad de °C Tb en 8,8% a los WG25 y en 39,4% a los WG75.
Además, la diferencia en Qk por unidad de CTC fue apenas 0,52% entre WG50
(0,00387 kcal/m2·s·°C por unidad de CTC) y WGF1 (0,00385 kcal/m2·s·°C).
El promedio de WG50 y WGF1 (0,00386 kcal/m2·s·°C) superó en 12,5% al
GR, WG25 (0,00343 kcal/m2·s·°C por unidad de TC) y al GR, WG75
(0,00275 kcal/m2·s·°C por unidad de CTC) en 40,4%. En la Figura 2
para el escenario de WA, el GR, WG50 liberó más 5,6% Qk por unidad de WA que el
promedio de WGF1 y WG25 (0,000322 kcal/m2·s·°C por unidad de WA).
Además, el GR, WG50 (0,000341kcal/m2·s·°C por unidad de WA) liberó
30,2% más Qk que el GR, WG75 (0,000262 kcal/m2·s·°C).
De acuerdo con Wankar et al. (2024); St-Pierre et al. (2003); Nardone et al. (2010) se espera que los bovinos de razas cárnicas
responden diferente al estrés calórico comparado con razas lecheras por su más
baja generación metabólica de calor, variabilidad genética y su habilidad a
resistir comparablemente a más altos ITH. Además, Berbiegier
(1989) había anunciado que la producción bovina de carne es menos afectada por
el calor que la producción de leche, debido a que la producción de energía
metabolizable para leche es más alta que para carne. Sin embargo, esta
situación no implica que las razas cárnicas son inmunes al estrés calórico y
que todas las respuestas al estrés calórico son activadas una vez el ITH excede
el umbral de 78-80, el cual es encontrado bajo las condiciones del ecosistema
de Gualaca Bajo.
Estudios han demostrado que el estrés calórico no
solo reduce el consumo de alimentos, sino también tiene un efecto indirecto en
el metabolismo energético, procesos digestivos y asimilación de nutrientes; así
como en disminuir los procesos termorregulatorios (Wheelock et al., 2010; Mahjoubi et al., 2014; Wankar et
al., 2021). Adams et al. (1998), agregan que los bovinos han evolucionado en un
eco-clima muy particular que les permite ser más productivo y confortables.
Pareciera que los GR, WG75 y WG25 son los menos adaptados a las condiciones del
ecosistema del bosque-húmedo tropical al mostrar menor uso de los mecanismos de
termorregulación principalmente porque este ecosistema presenta un clima
extremos para ellos con más altas temperaturas ambientales, humedad y
posiblemente ondas de calor que comprometen su habilidad termorregulatoria
y son ellos menos capaces para disipar el exceso de calor metabólico,
haciéndolos más vulnerables a efectos deletéreos del estrés calórico.
Por otra parte, Guerra-Martínez et al. (2024)
reportaron que bovinos WG75 presentaron la menor TR en función del ITH y podría
explicar la menor disipación de calor por los tres mecanismos termorregulatorios estudiados, pero los WG25 mostraron
mayor TR en función del ITH. Guerra-Martínez et al. (2020) encontraron que GR
como WG75 de los cruces WG (paterno) con WG50 y WGF1 (materno) tuvieron, en
promedio, menor capacidad calórica corporal (182,8 kcal/°C), sobrecarga
calórica corporal (269,8 kcal) y potencial calórico corporal (3,81 kcal/kg0.75).
Esto podría explicar porque los WG75 utilizaron menos los mecanismos de
termorregulación. Por otra parte, los WG25 del cruce BRH (paterno) y WG50
(materno) mostraron menor CCC y más altos SCC y PCC y aun así no utilizaron los
mecanismos de termorregulación como los WG50 y WGF1.
Sin embargo, tal comportamiento en los WG25 no le
encontramos explicación ya que al contar con solamente un 25% de genes Wagyu (Bos
taurus) debió mostrar mayor uso de estos mecanismos de termorregulación.
Autores como Seijan et al. (2018) señalan que razas Cebuinas
(Bos indicus) tienen más alta tolerancia al calor que razas europeas (Bos
taurus), pero se ha estudiado que razas taurinas como las Criollas han sido
naturalmente seleccionadas para tolerancia al calor bajo condiciones climáticas
del trópico (De León, et al., 2019). Solamente se justificaría si el WG25
produce menos calor, por lo tanto, hay menor cantidad de calor a disipar por
los mecanismos de termorregulación tomados en el estudio.
Bovinos WGF1 y WG50 mostraron mayor disipación de calor
utilizando los tres mecanismos de termorregulación y bajo los cuatro escenarios
que se propuso en el estudio. Estos GR son los que aparentan mayor tolerancia a
los efectos climáticos del trópico húmedo donde se realizó el estudio. Por otra
parte, Los bovinos WG25 y WG75 fueron los que menor disipación de calor
realizaron a través de Qr y Qc en los escenarios de ITH, Tb y CTC. Disipar
calor por Qk fue marcadamente menor en bovinos WG75 en los cuatro escenarios de
ITH, TB, WA y CTC. En este caso, por la escasez de información en la literatura
de américa latina tropical, se especula esta tendencia, en vista que los WG75
poseen un 75% de genes Wagyu que es un Bos taurus con mayor
susceptibilidad a condiciones del trópico y la literatura ha mostrado que animales
de raza europeo son más estresados bajo condiciones del trópico que las razas Bos
indicus. Bovinos WG25 y WG50 tiene 75% de Bos taurus. Pero, los bovinos WG25 poseen 50% de razas Bos
taurus más tolerantes al calor como las razas Charoláis, Simmental y Angus
Rojo, y apenas 25% de Wagyu y los WG50 tiene 25% de estas razas Bos taurus
y 50% de Wagyu. Se plantearía que las razas Charoláis, Simmental y Angus Rojo
aportarían algo de tolerancia al calor que el Wagyu solamente.
El color del pelaje influye en la retención de calor afectando los
mecanismos vasculares subepidérmicos que facilitan la
vasodilatación, según Araúz (2017); así como la conducción calórica del núcleo
térmico corporal hacia la piel y la termólisis pasiva y activa en los animales homeotérmicos. De acuerdo con Curtis (1983) entre más
oscuro el color de la superficie del bovino menor será el grado de emisividad calórica y agrega que la cantidad de calor
retenida y acumulada en el tiempo de exposición la superficie corporal de los
bovinos cambia en función de la tonalidad del pelaje y la piel. En el caso de
los cruces Wagyu-Brahman predomina un color negro oscuro por lo que el grado de
estrés calórico actuaría con una intensidad final creciente. De allí los altos
valor de Qr de los cruces Wagyu-Brahman utilizados en el presente estudio, los
cuales superaron a los reportados en el estudio de Guerra-Martínez et al.
(2004) en cruces ½Charolais + ½Brahman (5,127 kcal/m2·s), ½Simmental
+ ½Brahman (6,545 kcal/m2·s) y >½ Holstein-Brahman (4,246 kcal/m2·s)
durante la época lluviosa.
Otra consecuencia donde prevalece alta radiación calórica y temperatura
ambiental es la alta carga calórica corporal alterando la temperatura corporal
promedio y heterogénea por región anatómica y sistémica, estableciéndose la
hipertermia por la hiperpnea[5]
y taquicardia en los bovinos (Araúz, 2015). Finalmente, Curtis (1983) y Yousef (1985) han señalado que el color de la superficie
corporal o pelaje es un factor determinante sobre la cantidad de calor
retenida, por lo cual el índice de emisividad
calórica tegumentaria se reduce en la medida que el color del pelaje y piel se
hace más oscuros.
De acuerdo con Picón-Jaimes et al. (2020) se ha calculado que por
radiación se puede perder hasta un 60% del calor corporal, mientras que a
través de la convección se puede perder hasta el 12% del calor corporal. Por
otra parte, a través de la conducción se puede perder hasta el 3% del calor
corporal; sin embargo, si el contacto directo es con agua fría, la pérdida de
calor por esta reacción es al menos, 100 veces mayor que el aire frío.
CONCLUSIONES
·
Hay una gran
variabilidad en las tendencias de Qc, Qr y Qk con respecto a la composición
genética del hato Wagyu-Brahman.
·
El mecanismo de
termorregulación para estos grupos raciales no es único.
·
Las tendencias de
los grupos raciales en disipar calor por Qc, Qr y Qk se mantienen linealmente
en los escenarios estudiados con respecto a ITH, Tb, WA y CTC.
·
La tendencia a
liberar calor por Qc, Qr y Qk fueron similares entre WG50 y WGF1; así como
entre WG25 y WG75.
·
Sin embargo, WG75
disipó menor Qk con respecto a ITH, Tb, WA y CTC.
RECOMENDACIONES
Realizar
estudios de los mecanismos de termorregulación tomando en cuenta el color del
pelaje y la piel medidos cuantitativamente en ambas épocas del año, seca versus
lluviosa.
REFERENCIAS
Adams, R. A., Hurd, B. H., Lenhart, S., & Leary, N. (1998). Effects of global
climate change on agriculture: an interpretative review. Climate Research, 11, 19-30. https://www.researchgate.net/publication/272864301_Effects_of_global_climate_change_on_agriculture_an_interpretative_review
Araúz S., E. E. (2015). Estrategias micro
climáticas y medidas de manejo para reducir el estrés calórico, favorecer el
bienestar animal y mejorar la producción bovina de leche en Panamá. En: La
Ganadería en América Latina y el Caribe: Alternativas para la producción
competitiva, sustentable e incluyente de alimentos de origen animal. R. Núñez-Domínguez, R. Ramírez Valverde, S.
Fernández Rivera, O. Araujo Febres, M. García Winder, T. E. Díaz Muñoz.
Biblioteca Básica de Agricultura. Printing Arts Mexico, S. de R.L. de C.V.
P. 449-454. https://researchgate.net/publication/292762537 https://books.alpa.uy/assets/files/449-28fd737bc42c9d513483d9f329d35926.pdf
Araúz S., E. E. (2017).
Influencia del color del pelaje sobre el comportamiento térmico corporal,
cinética de la sobrecarga calórica y alteración cardiorrespiratoria circadiana
en vacas lecheras cruzadas (6/8 Bos taurus x 2/8 Bos indicus)
bajo estrés calórico en el trópico húmedo. REDVET (Revista Electrónica de
Veterinaria), 18(7).
https://www.redalyc.org/pdf/636/63652580007.pdf
Bavera, G. A. & H. A. Beguet. (2003). Termorregulación corporal y ambientación.
Curso Incompleto de Producción Bovina de Carne, FAV UNRC. Argentina. https://www.produccion-animal.com.ar/clima_y_ambientacion/04-termorregulacion_corporal_y_ambientacion.pdf
Berbiergier, P. (1989). Effect of heat on intensive meat production in the
tropics: cattle, shep, and goats. Ed. J. R. Mateus Paranhos da Costa Botucatu. FMVZ/UNESP, 1986. Jaboticabal,
FUNEP. 1989. Brasil.
Brown-Brandel, T.
(2018). Understanding heat stress in beef cattle. Revista
Brasileira de Zootecnia, 47, e20160414. https://doi.org/10.1590/rbz4720160414
Bunning, H, & Wall, E. (2022). The effects of
weather on beef carcass and growth traits. Animal,
16(11), 100657. https://doi.org/10.1016/j.animal.2022.100657
Castaño, F. A., Rugeles P., C. C., Betancur H., C. A., & Ramírez-López,
C. J. (2014). Impacto del estrés calórico sobre la actividad reproductiva en
bovinos y consideraciones para mitigar sus efectos sobre la reproducción. Biosalud, 13(2),
84-94. https://revistasojs.ucaldas.edu.co/index.php/biosalud/article/view/4674
Chauhan, S. S., Zhang, M., Osei-Amponsah, R.,
Clarke, I., Seijan, V., Warner, R., & Dunshea, F. R. (2023). Impact of heat
stress on ruminant livestock production and meat quality, and strategies for
amelioration. Animal Frontiers, 13(5), 60-68. https://doi.org/10.1093/af/vfad046
Curtis, S. E. (1983). Environmental management in animal agriculture. Iowa State University Press. Ames, IO. USA. https://books.google.com.pa/books/about/Environmental_Management_in_Animal_Agric.html?id=5v0pAQAAMAAJ&redir_esc=y
De León, C., Manrique, C., Martínez, R.,
& Rocha, J. R. (2019). Genomic association study
for adaptability traits in four Colombia cattle breeds. Genetics and
Molecular Research, 18(3),
GMR18373. https://geneticsmr.com/wp-content/uploads/2024/03/18-3-gmr18373.pdf
Díaz, R. F., Galina, C. S., Aranda, E. M.,
Aceves, L. A., Gallegos Sánchez, J., & Pablos, J. L. (2020). Effect of temperature – humidity index on the onset of pos-partum
ovarian activity and reproductive behavior in Bos indicus cows. Animal Reproduction, 17(1), e20190071. https://doi.org/10.21451/1984-3143-AR2019-0074.
Draper, N. R. & Smith, H. (1980). Applied
regression analysis. 2nd Ed. John Wiley & sons, Inc. New
York, USA. 709p. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/book/10.1002/9781118625590
Guerra-Martínez, P., Bernal-Rosas, J. L.,
Martínez-Delgado, C. I., Villarreal-Ruíz, A. A., De Gracia-Victoria, M. M., y
Ibarra-Guerra, O. (2024). Tolerancia al calor de bovinos cruzados Wagyu-Brahman
bajo condiciones del trópico húmedo. Panamá. Ciencia Agropecuaria, (38),
144-163.
http://www.revistacienciaagropecuaria.ac.pa/index.php/ciencia-agropecuaria/article/view/631
Guerra-Martínez, P., y De Gracia-Gálvez, M.S. (2022). Calentamiento global y sus efectos en el comportamiento y bienestar Bovino en Panamá. Tríptico. IDIAP. http://www.idiap.gob.pa/?wpdmdl=8394
Guerra-Martínez, P., De Gracia-Gálvez, M. S.,
Bernal-Rosas, J. L., Martínez-Delgado, C. I., Villarreal-Ruíz, A. A., De
Gracia-Victoria, M. M., y Ibarra-Guerra, O. (2020). Condición calórica corporal
de cruces Wagyu-Brahman en un clima del bosque húmedo tropical. Panamá. Ciencia
Agropecuaria, (30), 1-26.
http://www.revistacienciaagropecuaria.ac.pa/index.php/ciencia-agropecuaria/article/view/124
Guerra M., P., De Gracia, M. S., Quiel, R.,
De Gracia, M., y Del Cid, I. (2004). Tolerancia térmica de animales cebú y sus
cruces en sistema de ceba en pastoreo, en el bosque húmedo trópical. Gualaca,
Panamá. 1999-2004. Ciencia Agropecuaria,
(17), 75-106. http://www.revistacienciaagropecuaria.ac.pa/index.php/ciencia-agropecuaria/article/view/327/266
Gupta, S. K., Shinde, K. P., Lone, S. A.,
Thakur, A., & Kumar, N. (2016). Potential impact of heat stress on
production and reproduction of dairy animals: consequences and possible
solutions: A review. International Journal of Science, Environment and
Technology, 5(3), 903-911. https://www.researchgate.net/publication/317845198
Instituto de Meteorología e Hidrología de
Panamá. (2024). Datos climáticos históricos. IMHPA. Panamá. https://www.imhpa.gob.pa/es/
Intergovernmental Panel on Climate Change.
(2018). Climate Change and Land: an IPCC special report on climate change,
desertification, land degradation, sustainable land management, food security,
and greenhouse gas fluxes in terrestrial ecosystems [P.R. Shukla, J. Skea,
E. Calvo Buendia, V. Masson-Delmotte, H.-O. Pörtner, D. C. Roberts, P. Zhai, R.
Slade, S. Connors, R. van Diemen, M. Ferrat, E. Haughey, S. Luz, S. Neogi, M.
Pathak, J. Petzold, J. Portugal Pereira, P. Vyas, E. Huntley, K. Kissick, M.
Belkacemi, J. Malley, (eds.)]. Intergovernmental Panel on Climate Change
(IPCC), World Meteorological Organization (WMO) and United Nations Environment
Programme (UNEP). https://www.ipcc.ch/srccl/
Koneswaran, G., & Nierenberg, D. (2008).
Global farm animal production and global warming: impacting and mitigation
climate change. Environmental Health Perspectives, 116(5), 578-582.
Lamy, E., van Harten, S., Sales-Baptista, E.,
Guerra, M. M. M., & de Almeida, A.M. (2012). Factors
Influencing Livestock Productivity. In: Sejian, V., Naqvi, S., Ezeji, T.,
Lakritz, J., Lal, R. (eds) Environmental Stress and Amelioration in Livestock
Production. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-29205-7_2
Livestock Conservation, Inc. (LCI). (1970). Patterns
of transit losses. Livestock Conservation, Inc. Omaha, NE. USA.
Louw, G. N. (1993). Physiological animal
ecology. Longman Scientific and Technical. London, UK. https://books.google.com.pa/books/about/Physiological_animal_ecology.html?id=VEVFAQAAIAAJ&hl=en&redir_esc=y
Mader, T., Davis, S., Gaughan, J., &
Brown-Brandl, T. (26-28 August of 2004). Wind speed and solar radiation
adjustments for the temperature-humidity index. (Meeting Paper 6B.3.) 16th
Conference on Biometeorology and Aerobiology.
Vancouver, British Columbia, Canada.
https://ams.confex.com/ams/AFAPURBBIO/webprogram/Paper77847.html
Mahjoubi, E., Amanlou, H., Mirzaie-Alamouti,
H. R., Aghaziarati, N., Hossein Yazdi, M., Noori, G. M., Yuan, K., &
Baumgard, L. H. (2014). The effect of cyclical and mild heat stress on productivity
and metabolism in Afshari lambs. Journal of Animal Science, 92, 1007-1014. https://doi.org/10.2527/jas.2013-7153
Mariana, E., Sumantri, C., Astuti, D. A., Anggraeni, A., & Gunawan,
A. (2019). Thermoregulation, hematological profile and productivity of Holstein
Friesian under heat stress at different land elevations. Buletin Peternakan,
43(1), 8-16. https://doi.org/10.21059/buletinpeternak.v43i1.37648
McLean, J. A., Downie, J. A., Jones, C. D. R., Stombough, D. P., &
Glasbey, C. A. (1983). Thermal adjustment of stress (Bos taurus) to
abrupt changes in environments temperature. Journal of Agricultural Science,
48, 81-84.
McMichael, A. J., Powles, J. W., Butler, C.
D., & Uauy, R. (2007). Food, livestock production, energy, climate change,
and health. Lancet (London,
England), 370(9594), 1253-1263. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(07)61256-2
Nardone,
A., Ronchi, B., Lacetera, N., Ranieri, M. S., & Bernabucci, U. (2010). Effects of climate changes
on animal production and sustainability of livestock systems. Livestock
Science, 130, 57-69. https://doi.org/10.1016/j.livsci.2010.02.011
National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). (1976). Livestock
hot weather stress. Operations Manual Letter C-31-76. Department of
Commerce. National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). National
Weather Service Central Region. Kansas
City, MO.
Picón-Jaimes,
Y. A., Orozco-Chinome, J. E., Molina-Franky, J., & Franky-Rojas, M. P.
(2020). Control central de la temperatura corporal y sus alteraciones: fiebre,
hipertermia e hipotermia. MedUNAB, 23(1), 118-130. https://revistas.unab.edu.co/index.php/medunab/article/view/3714/3208
Seijan, V., Bhatta, R., Gaughan, J. B., Dunshea, F. R., & Lacetera,
N. (2018). Review: Adaptation of animal to heat stress. Animal, 12, s431-s444. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30139399/
Steinfeld, H., Gerber, P., Wassenaar, T., Castel, V., Rosales, M., &
de Haan, C. (2006). Livestock’s Long Shadow. Livestock, Environment and
Development (LEAD). Food Agricultural Organization (FAO). http://www.fao.org/docrep/010/a0701e/a0701e00.HTM
St-Pierre, N. R., Cobanoc, B., & Schnikey, G. (2003). Economic
losses from heat stress by US livestock industry. Journal of Dairy Science,
86, Supplement, E52-E77. https://www.journalofdairyscience.org/article/S0022-0302(03)74040-5/fulltext
Thom, E. C. (1959). The discomfort index. Weatherwise, 12(2), 57-61. https://doi.org/10.1080/00431672.1959.9926960
Tippens, P. E. (1980). Física,
conceptos y aplicaciones.
3ª Edición. McGraw-Hill Company. New York. https://www.academia.edu/44376121/F%C3%8DSICA_Conceptos_y_aplicaciones_7a_Edici%C3%B3n_Revisada_Paul_E_Tippens
Wang, J., Li, J., Wang, F., Xiao, J., Wang, Y., Yang, H., Li, S., &
Cao, Z. (2020). Heat stress on claves and heifers: a review. Journal of
Animal Science and Biotechnology, 11,
79-86. https://doi.org/10.1186/s40104-020-00485-8
Wankar, A. K., Bhangale, G. N., Rindhe, S. N., Kumawat, B. L., &
Shafi, T. A. (2024). Heat stress in beef cattle: climate change and the global
scenario - A review. Annals of Animal Science, 24(4), 1093-1105. https://doi.org/10.2478/aoas-2024-0026
Wankar, A. K., Singh, G., & Yadav, B. (2021). Effect of temperature
x ITH on acclimatization in buffaloes subjected to simulated heat stress:
physio-metabolic profile, methane emission and nutrient digestibility. Biological
Rhythm Research, 52(10), 1589-1603.
https://doi.org/10.1080/09291016.2019.1673652
Wheelock, J.B., Rhoads, R. P., VanBaale, M. J., Sanders, S. R., &
Baumgard, L. H. (2010). Effects of heat stress on energetic metabolism in lactating
Holstein cows. Journal of Dairy Science, 93(2), 644–655. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20105536/
Willmer, P., Stone, G., & Johnston, I.
(2000). Environmental physiology of animals: Temperature and its effects.
Blackwell Science Ltd. Maryland, USA. https://eclass.uth.gr/modules/document/file.php/DIAE_U_144/environmental-physiology-of-animals.pdf
Yousef, M. K. (Ed.) (1985). Stress Physiology in
Livestock. Vol. I, Basic principles. CRC Press. Boca Ratón, FL.
USA. https://doi.org/10.1002/smi.2460020413