Importancia de la tolerancia al estrés climático sobre el peso al destete en el vacuno Criollo de Cuba

M Suarez Tronco^1,2, M Rodríguez², Y Coss³, A Mitat², F Ramos⁴ y A Menéndez-Buxadera⁵

¹ Centro de Investigaciones para el Mejoramiento Animal de la Ganadería Tropical (CIMAGT) Ave. 101 No. 6214 e/ 100 y 62 Loma de Tierra, Cotorro, La Habana, Cuba
marcosuareztronco@gmail.com
² Universidad Agraria de la Habana (UNAH). Apartado 1819, San José de las Lajas, Mayabeque
³ Universidad de Granma, Bayamo, Granma
⁴ Departamento Genética, Dirección de Genética y Registro Pecuario, Ministerio de la Agricultura, Conill y Ave. Independencia, Plaza de la Revolución, La Habana, Cuba
⁵ Asesor Técnico Independiente

Resumen

Los resultados de peso al destete (PD) de 8745 animales de la raza Criollo, nacidos entre enero de 1988 y junio de 2018 en 11 rebaños de una empresa situada en el Oriente de Cuba, fueron analizados mediante varios modelos lineales de efectos fijos para estimar los efectos del stress climático sobre el PD. El stress climático fue medido según la carga calórica acumulada (CCA) que combina los promedios de los 6 meses previos al destete de la temperatura ambiente (Ta en ^oC) y la humedad relativa (HR en %) y se expresan en términos acumulativos. Los resultados indican un antagonismo entre el estrés calórico y el nivel de PD y que los animales Criollo presentan una amplia zona de tolerancia el cual manifiesta un cambio de tendencia cuando ITH>=72.2, a partir de donde se deprime el PD a razón de -0.53 ± 0.12 kg por cada unidad de CCA_ITH Esto es el equivalente a la pendiente de lo que se denomina Norma de Reacción y su efecto total fue -18.7 kg en PD en el nivel máximo de estrés calórico respecto a los resultados de la zona de tolerancia. Se concluye que aun cuando esta raza es considerada autóctona y bien adaptada al clima del país su comportamiento predestete está afectado por el estrés calórico el cual debe seguir estudiándose por sus posibles efectos de interacción genotipo ambiente.

Palabras claves: punto umbral de stress, strees térmico acumulativo, zona de tolerancia

Importance of tolerance to climatic stress on weaning weight in Criollo cattle from Cuba

Abstract

The weaning weight (PD) of 8745 bovines of the Criollo breed, born between January 1988 and June 2019 in 11 herds of livestock enterprise located in the East of Cuba, were analyzed using several linear models of fixed effects to estimate the effects of climatic stress on PD. Climatic stress was measured according to the cumulative caloric load (CCA) that combines the averages of the 6 months prior to weaning of the ambient temperature (Ta in °C) and the relative humidity (RH in %) and are expressed in cumulative terms. The results indicate an antagonism between heat stress and the PD level and that Criollo animals have a wide tolerance zone which shows a change in trend when ITH>=72.2, from where the PD is depressed at a rate of - 0.53 ± 0.12 kg for each CCA_(ITH) unit. This is the equivalent of the slope of what is called the Reaction Norm and its total effect was -18.7 kg in PD at the maximum level of heat stress with respect to the results of the tolerance zone. It is concluded that even though this breed is considered autochthonous and well adapted to the country's climate, its pre-weaning behavior is affected by heat stress, which should continue to be studied due to its possible effects of genotype-environment interaction.

Keywords: cumulative thermal stress, stress threshold point, tolerance zone

Introducción

En Cuba durante las últimas tres décadas los problemas climáticos se agudizaron afectando a todos los sectores del país. En la agricultura los efectos de las altas temperaturas se manifiestan con degradación y erosión del suelo, periodos de sequía más prolongados y menos disponibilidad de agua (Alonso y Clark 2015). Este patrón de deterioro climático sigue la misma tendencia que se manifiesta en el área del Caribe y América Central (UNEP 2008). En el caso de la ganadería vacuna cubana, todos estos problemas al actuar de conjunto se expresan en menores rendimientos de los pastos y forraje que son los componentes básicos de la alimentación del ganado y explican en gran medida los marcados decrecimientos en los niveles productivos de carne y leche que se manifestaron en estos años en el país (Sabina Roque 2017a, b).

Estos problemas han estado presentes en todo el sector agrícola en general y en el ganadero en particular (Milera 2011) y los primeros resultados publicados indican una relación negativa con la producción de leche (Domínguez et al 2015), así como sobre el peso vivo a 18 meses en ganado Criollo (Suárez Tronco et al 2021). Ravagnolo y Misztal (2000) demostraron la utilidad de emplear los registros oficiales de estaciones meteorológicas, se han estimado parámetros genéticos del estrés climático (EC) particularmente en animales lecheros (Carabaño et al 2019), facilitado por el sistema periódico de control lácteo que se aplica en este tipo de animal. El crecimiento y desarrollo del animal de carne se manifiesta de manera continua en diferentes etapas de su vida y es difícil llevar a cabo un sistema de control sistemático que permita estudios similares. En este caso se recomienda estudiar los efectos de EC de manera acumulativa (Mader y Davis 2004), algunas evidencias recientes apuntan de que existe una importante variabilidad genética para EC, que está negativamente correlacionada con el peso vivo (Bradford et al 2016; Santana et al 2016).

En este contexto, el ganado Criollo de Cuba puede tener una importancia primordial como recurso genético autóctono y por su demostrada capacidad adaptativa a las adversas y variantes condiciones climáticas del país, es por ello que la estrategia trazada en el programa de esta raza toma en cuenta, no solo su conservación e incrementos en efectivos, sino también su uso posible en diferentes cruces con animales lecheros (Viamonte et al 2009). Este ganado es el resultado de la evolución y adaptación de los primeros bovinos introducidos por los colonizadores españoles (Guintard 2016) hace más de 500 años y se ha demostrado que su origen está emparentado con las razas españolas Rubia Gallega, Asturiana y Andaluza, aunque se ha identificado alguna influencia muy baja de animales Cebú (Lirón et al 2011; Uffo et al 2012). Sus características de resistencia y su utilización como animal de triple propósito (carne, leche y trabajo) le proporcionan un rol de mucha importancia actual y futura donde es necesario disponer de genotipos con tales propiedades (Gaughan et al 2010). Los trabajos publicados por Santana et al (2016, 2019) con animales del tipo Bos indicus como Gir y Guzerat, demuestran que aun en estas razas de reconocidas capacidades adaptativas, se manifiestan importantes variaciones genéticas al estrés climático, de manera que sería altamente recomendable analizarlas en el ganado Criollo.

De acuerdo con lo expuesto el objetivo de este estudio es evaluar las causas de variación que afectan al peso al destete en animales Criollo de Cuba con énfasis en su capacidad de tolerancia al EC durante esta primera etapa de su desarrollo, como complemento de las primeras evidencias publicadas por Suárez Tronco et al (2021).

Materiales y métodos

Se dispuso de 9857 registros de peso al nacer y destete (PD) de animales Criollo de raza pura, nacidos entre enero de 1988 y junio de 2019 en un total de 24 rebaños de una empresa situada en el Oriente de Cuba. Estos animales eran las progenies de 3316 madres, 89 padres, 123 abuelos maternos (de los cuales 72 sementales estaban representados como padres de terneros) en su inmensa mayoría pertenecían al programa de mejora de esta raza. Según los objetivos trazados solo se emplearon los datos PD que fueron editados, eliminando aquellos fuera del rango de ±3.2 desviación estándar de la media y los registros de vacas con edades al parto inferior a 24 meses y mayores de 12 años, se eliminó el año 2019 que tenía pocas observaciones y quedaron en definitiva 11 rebaños y disponibles un total de 8 745 observaciones que conformó la base de datos PD pesos. En esta empresa se utilizaba la inseminación artificial todo el año, de tal forma que los nacimientos se registraron todos los meses (Figura 1), el sistema de alimentación estaba basado en consumo de pastos naturales y en menor medida pastos artificiales, las crías se manejaban bajo un sistema de amamantamiento libre hasta los 7 meses de edad aproximadamente con pastoreo rotacional y destete continuo durante todo el año. Posterior al destete los animales se sometían a un sistema de prueba de comportamiento en condiciones de pastoreo que forma parte del programa de mejora.

Al propio tiempo se disponía de los datos climáticos registrados entre enero de 1980 a diciembre de 2018 de los promedios mensuales de temperatura máxima y mínima y humedad relativa de una estación meteorológica situada a menos de 10 km de la empresa. Con esta información se estimó un índice climático conocido como ITH, según el mismo procedimiento empleado por Suárez Tronco et al (2021):

donde Ta es la temperatura ambiente promedio en ^oC y la humedad relativa media (HR) en porciento. Con este indicador y con las variables originales se estimó la carga calórica acumulada (CCA_x) recibida por el animal durante los 6 meses previos al mes del destete (md), la formula aplicada fue:

Este indicador se estimó para x =temperatura máxima; temperatura mínima; humedad relativa e ITH, es decir cuatro formas diferentes de expresar la carga calórica y con estos resultados se creó la base de datos PD clima. Se conformó la combinación año de destete-mes de destete en los conjuntos PD pesos y PD clima, las cuales fueron unidas creándose la base de datos PD fin que fueron finalmente los registros analizados.

El análisis estadístico para PD fue llevado a cabo mediante modelos de efectos fijos para estimar las constantes mínimo cuadráticas para PD que se utilizaron para hacer las figuras correspondientes (Figuras 1 y 3), así como para los indicadores climáticos y los efectos de sobre PD.

El modelo básico fue el siguiente:

donde

y_pd es la variable dependiente (peso al destete)

fixed_i representan los efectos de rebaño (11), año (30), mes de destete (12), el sexo de la cría (2). También se incorporaron las interacciones simples correspondientes

es el efecto fijo de j^th niveles de cada variable climática individual y de cada indicador de carga calórica acumulada

es una covariable lineal y cuadrática de la edad al destete del animal

edadp_l es el efecto de la l^th clase de edad al parto de la vaca (11 categorías)

es el efecto residual común a todas las observaciones.

Igualmente se analizaron las variables climáticas estudiadas mediante modelos de efectos fijos para estimar las constantes de las variables climáticas sobre el PD y que incluyó como fuentes de variación: sexo, la combinación rebaño-año, mes de destete, edad al parto y la edad al destete como covariable lineal y cuadrática.

Resultados y discusión

Las causas de variación debidas a sexo, edad al parto de la vaca, rebaño y edad al destete no fueron significativas sobre ninguna variable climática expresada de forma individual o acumulativa, lo cual es de esperar e indica que existe una distribución de datos homogénea a lo largo de la escala de los efectos climáticos estudiados. La Tabla 1 muestran indicadores generales de estos datos.

En América Latina existen varios tipos de animales denominados Criollo criados en diferentes sistemas de producción, de manera que su comparación con el de Cuba sería totalmente relativo y muy poco informativo. No obstante, en términos absolutos los estimados de PD de la Tabla 1 son muy inferiores a una amplia representación de animales Criollos introducidos en México (Parra-Cortés y Magaña-Magaña 2019) y otras de Colombia presentadas por Arroyo Fernández (2015).

La relación antagónica entre el índice ITH y PD fue muy evidente a lo largo de los meses y esto se muestra en la Figura 1. Esta población de animales Criollo se reproduce a lo largo del año, aunque el 65% de los partos se producen entre octubre y abril. El PD de los animales nacidos en la época de más nivel de EC (junio a agosto) es menor en 20.1 kg que aquellos que nacen entre octubre y abril, lo cual representa aproximadamente el 14 % de la media (Tabla 1).

Figura 1. Distribución de partos mensuales, nivel de ITH y efectos sobre el peso al destete en animales Criollos

Los efectos de las variables climáticas medidas individualmente o en forma acumulativa fueron p<0.001 sobre PD y las medias mínimas cuadradas se representan en la Figura 2. En la Tabla 2 aparecen los resultados del análisis de varianza.

Figura 2. Curvas de los efectos de las variables climáticas sobre el peso al destete en animales Criollo de Cuba

Las formas de respuesta a lo largo de las trayectorias de las varible climaticas, fueron muy similares al enfoque desarrollado en la universidad de Georgia en USA mediante el conocido modelo ‘broken line” que se ha aplicado con exito en diferentes escenarios de produccion animal (Misztal 2018), donde han identificado una zona de tolerancia (ZT) y otra de estrés a partir del punto de cambio de la escala ambiental empleada. De las cuatro medidas de EC se prefiere utilizar CCA_ITH la cual toma en cuenta todas las relaciones debidas a Ta y HR y se evidencia que la ZT en esta poblacion de animales Criollo, presenta un amplio rango de niveles donde practicamente el nivel de PD manifiesta muy pocas variaciones, mientras que a partir de CCA_ITH>=460, que corresponde con una temperatura maxima de 29.6 ± 1.5^oC; temperatura minima de 17.9 ± 1.7^oC e ITH de 72.2 ± 1.2, comienza el punto de cambio mencionado por Misztal (2018) a partir del cual decrece el PD a razón de -0.53 ± 0.12 kg por cada unidad de CCA_ITH Esto es el equivalente a la pendiente de lo que se denomina Norma de Reacción y su efecto total fue de -18.7 kg en PD en el nivel maximo de EC respecto a los resultados de la ZT.

Son escasas las evidencias sobre este efecto en animales de carne, no obstante, el patrón descrito es similar, aunque no comparable en términos absolutos, al presentado por Santana et al (2016) en animales Nelore, Brangus y MontanaTropical Composite (nuevo genotipo compuesto por cruzamiento entre Nelore y tres razas del tipo Bos taurus), en las condiciones de Brasil. Esta respuesta negativa quiere decir que el efecto acumulativo de EC hasta el destete, medido por CCA_ITH de EC es un factor limitante en el desarrollo del ternero en la etapa predestete, que en esta base de datos afectó al 18.3 % de los machos destetados.

Es adecuado resaltar que el rango de amplitud de la ZT de la muestra analizada de la raza Criollo de Cuba, es mayor a la que puede inferirse de los resultados de Santana et al (2016) lo cual debe interpretarse como un atributo adicional de la capacidad de tolerancia del Criollo de Cuba ya que el EC puede afectar a nivel de la vaca y del ternero. Los resultados publicados por Viamonte et al (2009) demuestran que los hábitos de conducta de la vaca Criolla en el país se caracterizan por una preferencia al pastoreo en las horas de máximo estrés calórico y donde el ternero pasa los primeros 70 días de vida con mayor tiempo y frecuencia para lactar.

Los efectos de año fueron p<0.001 sobre el PD y las variables climáticas durante el periodo de tiempo representado en los datos estudiados (Figura 3). Durante los 30 años de registros estudiados se evidenció un deterioro en las condiciones climáticas muy similar a la indicada por WorldBank.org (2021), en otro orden, durante el mismo periodo el PD disminuyó en -24.6 kg. La información disponible no permite profundizar en los efectos colaterales que explican esta similitud de respuesta negativa de EC y de PD probablemente debida a ambos factores de conjunto en una coyuntura económica compleja.

Figura 3. Evolución de las variables climáticas y el peso al destete entre 1988 y 2018

Conclusiones

Durante el periodo de tiempo representado en este estudio es evidente el deterioro en las condiciones climáticas en la región donde se criaron estos animales, al mismo tiempo, se manifestó una respuesta negativa en el PD de los terneros. La raza Criolla muestra un amplio rango de tolerancia a las variaciones del clima, no obstante, el punto de cambio se presenta a un nivel de ITH >= 72.2, e inicia una zona de estrés donde los efectos acumulados de este índice CCAITH>=460 tienen efecto depresivo sobre el PD a razón de -0.53 ± 0.12 kg por cada unidad de CCA_ITH que representa el 12.7 % de la media de PD, constituyendo una fuente de riesgo de posible interacción genotipo ambiente (Iga). Tomando la distribucion de partos mensuales y que el destete ocurre a los 7 meses de edad, se puede inferir un mayor efecto de EC durante los primeros 2 a 3 meses de vida del ternero. Se sugiere desarrollar otros estudios para estimar posibles diferencias genéticas en tolerancia al estrés, en la raza Criollo de Cuba, así como conocer la importancia de posibles efectos de la interacción genotipo ambiente.

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