تأثير الحرارة على مختلف النواحي الإنتاجية للحيوان

يتأثر الإنتاج بطريقة مباشرة أو غير مباشرة بالعوامل البيئية المختلفة، والإنتاج هو محصلة التفاعل بين البيئة والوراثة. وعموما عند تعرض الماشية لدرجات الحرارة المرتفعة (الضغوط الحرارية) يحدث خلل في سلوك الحيوانات مع انخفاض في مناعة الحيوان وانخفاض عام في معدل الإنتاج.

أولا: معدل النمو Groth rate

1- النمو الجنيني: Prenatal growth

درجة الحرارة البيئية من أهم العوامل البيئية التي تؤثر في النمو في مرحلة قبـل الـولادة، عند تعرض الأبقار الأوربية أثناء الحمل لدرجات حرارة مرتفعة لفترة طويلة يؤدي ذلـك إلى ولادة عجول ضعيفة ويظل معدل النمو بعد الولادة منخفض. ويمكن تفسير ذلك بأن إمداد الجنين بالـدم أثناء الحمل ينخفض مع قلة إفراز هرمونات الغدة النخامية Pituitary مع زيادة فـي إبراز هرمونات Adrenal steroids درجة الانخفاض في معدل النمو الجنيني تتناسب طرديا مع طول فترة التعرض لدرجات الحرارة العالية.

2- النمو بعد الميلاد :Postnatal growth

نمو العجل أثناء فترة الرضاعة يتأثر بالعديد من العوامل البيئية، وهي التي تؤثر في العجل وكذلك العوامل التي تؤثر في الأم أيضا. ودرجة تأثير الحرارة على معدل النمو بعد الميلاد يتوقف على النوع والعمر وخطة التغذية ودرجة التسمين ونسبة الرطوبة الجوية الماشية الأوربية عند تعرضها لدرجة حرارة أعلى من 24 م يؤدي إلى انخفاض معدل النمو في حين أن درجة الحرارة ما بين 32-29 °م يعوق النمو تماما والموت يحدث عند درجة حرارة أعلـى مـن 41 م وخاصة عند ارتفاع درجة الرطوبة الجوية.

الدفاع ضد الحرارة العالية:

عند ارتفاع درجة الحرارة البيئية يصعب على الحيوان التخلص من الحرارة الزائدة عن حاجته بل يكتسب حرارة زائدة من البيئة وعلى ذلك يقع الحيوان تحت عبا حراري، وهناك العديد من الطرق للدفاع ضد الحرارة المرتفعة وهي كما يلي:

1- تقليل العزل الحراري

هناك أجزاء من جسم الحيوان تكون كثافة الشعر بها قليلة وهي مثل الأذن والأرجل وهذه الأجزاء يكون تورد الدم بها كثير نتيجة لأتساع الأوردة الدموية وبالتالي يزيد الفقد الحراري لهذه الأجزاء عن بقية الجسم، ويمكن أن يحدث سقوط موسمي للشعر في بعض مناطق الجسم مما يزيد مـن الفقد الحراري.

2- زيادة البخرة

فقد الحرارة عن طريق البخر من الطرق الفعالة في المناطق الحارة وشبه الحـارة. هناك علاقة عكسية بين فقد الحرارة عن طريق العرق والبخر مـن الممرات التنفسية، الحيوانات قليلة العرق تزداد قدرتها على اللهث للتخلص من الحرارة الزائدة في الجسم. زيادة الحرارة البيئية في المناطق الحارة تزيد من عملية العرق للتخلص من الحرارة الزائدة مع زيادة قدرة الفقد عن طريق اللهث.

3- تقليل الإنتاج الحراري

عند تعرض الحيوانات لدرجات حرارة عالية لمدة طويلة من الزمن ينخفض معدل الإنتـاج الحراري في جسم الحيوان، ولكن الارتفاع الشديد يزيد من إنتاج الحرارة تبعا لقانون Vant Hoff وذلك لزيادة تحول الطاقة نتيجة لزيادة فاعلية التنفس. وفاعلية تقليل الإنتاج الحراري أقـل فاعلية من زيادة عمليات التخلص من الحرارة الزائدة، حيث أن الحيوان لا يمكنه تقليل الإنتاج الحراري عن حدود واضحة وذلك للقيام بالعمليات الأساسية (معدل التمثيل القاعدي) وهي أقل كمية طاقة يحتاجها الحيوان للقيام بالعمليات الأساسية مثل التنفس الهضم الحركات الغيـر إراديـة للعضلات مثل القلب. وعموما يحاول الحيوان تعديل درجة حرارة الجسم بعدة طرق منها التحكم في تورد الدم إلى الأجزاء الطرفية من الجسم.

تم دراسة تأثير الحرارة البيئية على معدل النمو للحيوانات الزراعية، وأكدت الأبحـاث أن الخنازير المرباة في المناطق الحارة تكون أجسامها نحيفة وذات أطراف طويلة نوعا مع زيـادة طول الأذن والذيل. (Bergann , 1947 and Heath1978) الحيوانات المربـاة فـي المناطق الباردة يزداد بها نمو الغطاء الخارجي للجسم مع قلة إمداد السطح الخارجي للجسم والأطراف بالدم وذلك للمحافظة على درجة حرارة الجسم لتقلين الفقد مـن الحـرارة Ingram) and Weavar, 1969).

تحت تأثير درجة الحرارة المنخفضة يزداد معدل تناول الغذاء وبالتالي يزداد معدل التمثيل الغذائي وبالتالي يزداد معدل إنتاج الحرارة. زيادة معدل تناول الغذاء يعمل على زيادة معدل نمو الأعضاء الداخلية (القناة الهضمية – الكبد - الكلى) ويلاحظ أن تأثير الحرارة على معـدل نمـو الأجهـزة الداخلية غير مباشر.(1960 Widdowson and McCance, 1956 and) درجة مقاومة الحيوانات يختلف من نوع لأخر، وحيوانات البراهما أكثر مقاومة للحرارة العالية مـن الأنـواع الأخرى.

تفقد العجلات الصغيرة كمية كبيرة من الحرارة المنتجة داخل أجسامها عن الابقار الكبيرة وذلك نظرا لزيادة مسطح الجسم. عند تعرض العجلات لدرجات حرارة مرتفعة يلاحظ انخفاض في وزن الجسم عند البلوغ بمعدل 6 – 10 %.

ثانيا: تركيب الجسم Body composition

درجة الحرارة البيئية المحيطة بالحيوان لها تأثير كبير على التركيب الكيماوي للجسم. عنـد تعرض الأنواع الأوربية لدرجة حرارة أعلى من 24م من ارتفاع الرطوبة النسبية يقلل من جودة الذبائح، تعرض الحيوانات الزراعية لدرجات حرارة منخفضة لمدة طويلة يؤدي إلى زيادة تراكم الرطوبة في الذبائح مع الإقلال من تراكم الأنسجة الدهنية. عند تعرض الحيوانات لدرجات حرارة معتدلة لفترة طويلة يزيد من تراكم الأنسجة الدهنية عن تلك الحيوانات المرباة في المناطق الحارة (1983 ,Dauncey and Ingram) من هذا نجد أن أفضل فترات تسمين الماشية في مصر هي أشهر الربيع والشتاء والخريف، ويجب التوقف عن التسمين مؤقتا خلال أشهر الصيف عند ارتفاع درجة الحرارة وخاصة في أشهر يوليو وأغسطس. محتوى الجسم مـن البروتين أقل تأثر بالعوامل البيئية خاصة الحرارة والتغذية عن الأنسجة الدهنية Filmer and) Curran, 1977 and Close et al, 1978).

ثالثا: معدل تناول الغذاء Feed intake

انخفاض معدل النمو أو عدم انتظامه نتيجة التعرض للحرارة البيئية العالية يكون نتيجة لانخفاض معدل تناول الغذاء، مع زيادة استهلاك الطاقة للتخلص من الحرارة الزائدة في الجسم من خلال عملية التنفس. عند تعرض الأبقار الأوربية لدرجات الحرارة العالية تتوقف عن تناول الغذاء تماما مع توقف عملية الاجترار.

رابعا: معدل تناول الماء Water intake

يتناول الحيوان الماء للمحافظة على نسبة السوائل في الجسم وكذلك التخلص من الحرارة الزائدة عن طريق البخر. معدل تناول الماء يزداد بارتفاع درجة الحرارة البيئية، ارتفاع الرطوبة النسبية يقلل من معدل تناول الماء.

خامسا: التناسل Reproduction

1- إنتاج السائل المنوي: Semen production كمية ونوعية السائل المنوي تختلف من موسم لآخر في السنة، وتأثير الموسم يتوقف على النوع والسلالة ومنطقة وجود الحيوان. الماشية الأوربية المرباة في المناطق الحارة يلاحظ وجـود اختلافات موسمية كبيرة في صفات السائل المنوي، ارتفاع درجة الحرارة البيئية أكثر من 35°م يؤدي إلى جذب خصوبة هذه الحيوانات، وانخفاض نوعية السائل المنوي في أشهر الصيف يرجع إلى مدى نشاط الغدة الدرقية، حيث لوحظ أن معدل افراز هرمونات الغدة الدرقيـة يكـون 20- 25 % من معدل الإفراز في الشتاء. لوحظ أن الأسبرسات التي جمعت خلال موسم الشتاء تستهلك كثيرا من الفركتوز Fructose ويزيد إنتاجها Lactic acid عن تلك التي جمعت في الصيف.

غشاء الصفن عبارة عن منظم حراري يعمل على ضم الخصيتين إلى الجسم عند انخفاض الحرارة البيئية أقل من 6 م ويعمل على سقوط الخصيتين عند ارتفاع درجة الحرارة البيئية. ويلاحـظ أن الاختلاف بين درجة حرارة الجسم والخصيتين في الأرانب والأغنام حوالي 6-7م في حين في الماشية حوالي 2 م. تخليق الأسبرسات Spermatogenesis ينخفض بارتفاع درجة الحرارة البيئية.

2- تأثير الحرارة على التناسل في إناث الحيوانات الزراعية:

أ- البلوغ: Puberty موسم الولادة يؤثر على عمر البلوغ في الإناث. في النعاج لوحظ أن العمر عند أول شبق First estrus عند أول حمل Conception أقل في النعاج التي ولدت في الربيع عن تلك التي ولدت في الصيف. عجلات الشورتهورن تصل إلى عمر البلوغ الجنسي عند عمر 13 شهرا عند درجة حرارة حوالي 27 م في حين تلك المرباة على درجة حرارة حوالي 10 °م تصل إلى البلوغ عنـد عمر عشرة أشهر. في حين أن عجلات السنتاجراترودس Santa Gertrudis غير واضـح عليها تأثير الحرارة على البلوغ.

ب - الخصوبة والحمل:

الضغط الحراري Thermal stress يؤدي إلى بعض العيوب الخلقية في البويضات الناتجة مثل انكماش Shrunken السيتوبلازم وانفجار البويضات. ارتفاع درجـة الحـرارة البيئيـة قبـل التبويض يقلل من الخصوبة حيث أن قدرة الحيوانات المنوية على اختراق البويضة نقل. درجـات الحرارة المرتفعة تقلل عدد ساعات فترة الشبق وتزيد من فترة الشبق. تعرض الإنـاث الحوامـل لدرجات حرارة عالية يؤدي إلى تشوهات جنينية في بعض الأنواع، وهذا التأثير، يتوقـف علـى مرحلة الحمل أثناء التعرض. ومعظم التشوهات تحدث عند تعرض الإناث للحرارة العالية أثنـاء فترة التخليق. في فترات الحمل الأولى ارتفاع درجات الحرارة البيئية يزيد مـن فتـرة التـصاق البويضة بجدار الرحم وهي غالبا تتم في اليوم 11 من التبويض وقد تصل إلى 40 يوما مع درجات الحرارة المرتفعة.

سادسا: إنتاج اللبن:Milk production  

أ- محصول اللبن: Milk yield

إنتاج اللبن يعتمد أساسا على إمداد الغدد اللبنية بمركبات التمثيل الغذائي وكذلك الهرمونات فـي الدم. محصول اللبن يخضع للتغيرات الموسمية، ومنها درجة الحرارة والرطوبة النسبية. الماشية الأوربية ينخفض إنتاجها من اللبن عند تعرضها لدرجات حرارة أقل من 25م، وكذلك ارتفاع درجة الحرارة أكثر من 21°م وحتى 27 م يقلل من إنتاج اللبن. وعموما تأثير الحـرارة على محصول اللبن يتوقف على النوع ومدى مقاومة هذه الأنواع للحرارة المرتفعة أو المنخفضة.

ماشية Holstein يظل إنتاجها مرتفع من اللبن حتى درجة حرارة حوالي 21 م فـي حـين أن ماشية البرون سويس Brown Swiss و الجيرسي Jersey تتحمل الحرارة حتى 24-27 م، أما البراهما Brahma تتحمل الحرارة حتى 35م. وانخفاض إنتاج اللبن عند تعرض الأبقـار للحرارة المرتفعة يرجع إلى انخفاض معدل تناول الغذاء وجودة المراعي ومحاصيل العلف خـلال أشهر الصيف. ومن الناحية الفسيولوجية انخفاض مستوى الثيروكسين Thyroxine عند ارتفـاع درجة الحرارة مما يقلل من معدل إنتاج اللبن.

ب مكونات اللبن:Milk composition

عند تعرض الأبقار لدرجات الحرارة العالية يزداد تركيز المركبات الأزوتية غير بروتينية Non protein nitrogen وكذلك Palmitic و Stearic acid ، وينخفض تركيـز نـسبة الـدهن والمركبات الصلبة الكلية Total solids والمركبات الصلبة الغيـر دهنيـة Solids not fat والهون قصيرة السلسة الكربونية (حتى 12 ذرة كربون) وكذلك حامض الأوليك .Oleic acid الارتفاع الشديد في درجة الحرارة يقلل من تركيز الكالسيوم والبوتاسيوم ولكن دون حدوث تأثير على الصوديوم.

سابعا: المناعة Immunity:

من ناحية المناعة نلاحظ أن العجول والعجلات حديثة الولادة التي تربى في درجات الحرارة المعتدلة تكون مقاومتها للأمراض مرتفعة عن تلك التي تربى تحت ظـروف درجات الحرارة المرتفعة، وذلك عند قياس مستوى الامينوجلوبيولين في الدم immunoglobuline الذي ينخفض عند تعرض الحيوانات لدرجات الحرارة المرتفعة، عند تعرض الابقار لدرجات الحرارة المرتفعة (أكثر من 40 °م) في الفترة الأخيرة من الحمل (في الشهر الأخير من الحمل) وكذلك تعرض تلك العجول حديثة الولادة (في خلال الأسبوع الأول من العمر) أدى إلى انخفاض تركيـز immunoglobuline في الدم بمعدل 22% عن تلك التي تعرضت لدرجات حرارة معتدلة وذلك لأن تحول immunoglobuline من دم الابقار إلى السرسوب ينخفض جدا بارتفـاع درجات الحرارة الجوية، وكذلك لوحظ أن ارتفاع درجة الحرارة الجوية يقلل من معدل امتصاص immunoglobuline في أمعاء العجول الرضيعة. وهنا يلاحظ ضعف تلك العجـول المولـودة أثناء ارتفاع درجات الحرارة الجوية مع زيادة نسبة التفوق التي تصل إلى حوالي 25% في القطيع عن تلك التي تربي افي درجات حرارة معتدلة.

ثامنا: معدل التمثيل الهرموني:

هناك العديد من الدراسات المبكرة لدراسة تأثير الحرارة على معدل نشاط الغدد الصماء في الجسم ومنها الغدة الدرقية Thyroid gland. عند انخفاض درجة الحرارة البيئية يزداد معدل تناول الغذاء وعند زيادة مستوى طاقة الغذاء يزداد سمك الأنسجة الطلاة Epithelium tissues حول حويصلات الغدة الدرقية Thyroid follicles في الحيوانات التي تربي في المناطق الباردة يزداد معدل هدم هرم ون النيروك سين (T4 وكذلك T3 triiodothyronine-3,5,3) عن تلك المرباة في المناطق الحارة. التغيير في معـدل تمثيل هرمونات الغدة الدرقية يرتبط بتوقيت تعرض الحيوانات للتغييرات الحرارية بعد تناول الغذاء ويمكن حساب معدل هدم هرمونات الترقية كما يلي: (1983 Macari et al. )

CR = P. DV. K.

حيث أن:

CR = معدل هدم هرمون الدرقية.

P = معدل تركيز الهرمونات في الدم.

DV = حجم توزيع الهرمونات Distribution volume .

K  = معدل الاختفاء الجزئي للهرمون.(Fractional disappearance rate)

في بداية تعرض حيوانات المناطق الحارة لدرجات الحرارة المنخفضة يـزداد معـدل الاختفـاء الجزئي لهرمونات الدرقية مما يؤدي إلى زيادة معدل هدم هرمونات الدرقية. الحرارة الجوية لها تأثير على الغدة جار الدرقية (الكظرية Adrenal gland )، عنـد تعرض الحيوانات للحرارة المنخفضة يزداد إفراز هرمون الأدرينالين Adrenaline وبعـد حـوالى 48 ساعة من التعرض يستطيع الحيوان التحكم في معدل إفراز هذا الهرمون ويعـود إلـى مـستواه الطبيعي، وهذا يرجع إلى التغيير في حساسية المستقبلات الحية الهرمونية (Shaman et al 1986).