Klímaváltozás okozta stresszhatások

A környezeti elemekben bekövetkező változások közvetlen és/vagy közvetett mechanizmusok révén jelentkezhetnek (Lacetera, 2019). Az állattenyésztés számára már jelenleg is kritikus kihívást jelentenek a hőhullámok, amelyek gyakorisága és intenzitása a jövőben csak fokozódni fog (Filipe et al., 2020). Az éghajlatváltozás általában véve többféle módon befolyásolja az állatállomány egészségét: az állati szervezetekre gyakorolt hatások, a kórokozókra gyakorolt hatások, valamint a vektorokra gyakorolt hatások sorolhatóak ide (Lacetera et al., 2013; Husen et al., 2019). A homeotermikus állatok a magas hőmérsékletre a hőveszteség növelésével és a hőtermelés csökkentésével reagálnak, hogy elkerüljék a megnövekedett testhőmérsékletet (hipertermia). Ilyen reakciók közé tartozik a légzési és izzadási sebesség növekedése, valamint a takarmányfelvétel csökkenése. Ezek az élettani események jelentősen hozzájárulhatnak a hőterhelésnek kitett állatokban előforduló anyagcserezavarokhoz (Lacetera, 2019). A hőstressz jelentős gazdasági veszteségekhez is hozzájárul (Broadway et al., 2020), mivel csökkentheti a

Korszerű genetikai eszközökkel elért eredményeink az élhető jövő érdekében - az állatvilágot… ● 81

súlygyarapodást és a takarmányfelvételt, csökkentheti a tejtermelést, növelheti a megbetegedést és az elhullást, valamint csökkentheti a szaporodási teljesítményt (Mader et al., 1999; St-Pierre et al., 2003). A szarvasmarhák egyes genotípusairól ismert, hogy fokozott hőtűrő képességgel rendelkeznek, mint például a brahman szarvasmarha, azonban a termelékenység és a növekedési teljesítmény nem biztos, hogy olyan hatékony, mint más húsmarhafajták esetében (Tisdell, 2003; Gaughan et al., 2010). Utóbbi hiányosságok pedig meggátolják, hogy a fajta az élelmiszerellátás problémáira önmagában választ adjon. A magas hozamú állatok, amelyekre a felgyorsult anyagcsere és a közel optimális körülmények közötti termelési szintre alapozott genetikai szelekció jellemző, lehetnek a leginkább veszélyeztetettek az éghajlatváltozás által, és a legkevésbé ellenállóak a negatív hatásaival szemben (Kadzere et al., 2002; Bernabucci et al., 2010). Több tanulmány leírta, hogy a legmelegebb hónapokban nagyobb a halálozási kockázat (Dechow–Goodling, 2008;

Vitali et al., 2009), és a szélsőséges időjárási események során megnövekedett a halálozási arány (Hahn et al., 2002; Vitali et al., 2015). A magas hőmérséklet hőguta, hőkimerülés, hőgörcs és végső soron szervi működési zavarokat okozhat. Egy indiai tanulmányban Purusothaman et al. (2008) a nyári szezonban a mecheri juhok mortalitásának növekedéséről számoltak be. Egy másik, a hőmérsékletnek a haszonállatok elhullására gyakorolt hatásáról szóló tanulmánysorozat a szélsőséges időjárási események során bekövetkező elhullások növekedését írta le (Hahn és Mader, 1997; Hahn et al., 2002). A fentiek alapján az éghajlatváltozásnak az állatállomány termelésére és szaporodására gyakorolt hatása jelentős kihívásokat fog okozni a jövőben is. Egyre nagyobb érdeklődés övezi a hőstressz szerepét is a haszonállatok oxidatív stresszének kiváltásában (Bernabucci et al., 2002; Akbarian et al., 2016). A vérben a forró nyári időszakban megnövekedett oxidáns és csökkent antioxidáns molekulákról számoltak be tejelő és bivalyteheneknél egyaránt. A hőstressz az antioxidáns enzimaktivitás (pl. szuperoxid-dizmutáz, kataláz és glutation-peroxidáz) növekedésével járt együtt, amit a reaktív oxigénfajok megnövekedett szintjére adott adaptációs válaszként értelmeztek (Lacetera, 2019).

Ez tehát egy olyan kutatási irány lehet, ami magában hordozza a potenciált a negatív hatásokkal szembeni védekezés bizonyos elemeinek fejlesztésére. Azonban a probléma összetettebb, mint, hogy egy-egy jól sikerült kutatássorozat és ráépülő termékfejlesztések általános megoldásokkal szolgálhatnának.

Egy másik mechanizmus, amelyen keresztül az éghajlatváltozás megváltoztathatja az állatállomány egészségét, az a kedvező hatás, amelyet a magas hőmérséklet és a nedvesség gyakorolhat a mikotoxintermelő gombák növekedésére.

A mikotoxinok akut megbetegedéseket okozhatnak, ha az állatok kritikus mennyiségű szennyezett takarmányt fogyasztanak. Ezek a mikotoxinok negatív hatást gyakorolhatnak bizonyos szövetekre és szervekre, például a májra, a vesére, a száj- és gyomornyálkahártyára, az agyra vagy a szaporodási traktusra (Lacetera, 2019). Egyes mikotoxinok megzavarhatják a betegséggel szembeni ellenálló képesség natív mechanizmusait, és ronthatják az immunológiai reakciókészséget, így az állatok fogékonyabbá válnak a fertőzésekre (Bernabucci et al., 2011).

82 ● Kusza Sz. – Hegedűs B. – Bagi Z.

Ahogy az előzőekben a teljesség igénye nélkül bemutattuk, az éghajlatváltozás nagymértékben befolyásolja az állatok egészségét, közvetlenül és közvetve egyaránt.

Ezáltal befolyásolja a betegségek gazdaszervezeteinek, vektorainak és kórokozóinak megjelenését és elterjedését, valamint ezek szaporodását, fejlődését és a betegségek terjedését is. Következésképpen hatással van az elterjedésekre (tér- és időbeli), a gazdatest-parazita kapcsolatokra és annak új területekre való átterjedésére. Például az éghajlatváltozás részben felelős lehet a katarrális láz (kéknyelv-betegség) és a rift-völgyi láz (RVF) vírusok globális elterjedésében bekövetkezett gyökeres változásért (OIE, 2008; Wilson–Mellor, 2008). A gyomor-bélrendszeri fonálférgek az állatállomány fontos parazitái, amelyek elhullást és megbetegedést okoznak. Mivel e paraziták életciklusának jelentős része a gazdaszervezeten kívül zajlik, túlélésük és fejlődésük érzékeny az éghajlatváltozásra (Lacetera, 2019).

Számos tanulmány számolt be arról is, hogy a hőstressz károsíthatja az immunrendszer működését az élelmiszertermelő állatokban (Lacetera, 2019).

Nardone et al. (1997) leírta, hogy a súlyos hőstressz csökkentette a kolosztrális immunglobulinokat (IgG és IgA) a tejelő tehenekben, ami negatív következményekkel járt az immunizációra és az újszülött borjak túlélésére. Lacetera et al. (2005) a súlyosan hőstressznek kitett, szülés előtti tejelő teheneknél a limfocita funkció drámai depresszióját írta le, ami növelheti a kórokozókkal szembeni sebezhetőségüket, és csökkentheti a vakcinák hatékonyságát is. Lecchi et al. (2016) pedig arról számolt be, hogy a magas hőmérséklet jelentősen rontotta a neutrofilek működését, amelyek központi szerepet játszanak az emlőmirigy fertőzésekkel szembeni védelmében.

Az állattenyésztést érő egyik leggyakoribb kritika a klímaváltozáshoz kapcsolódóan a kérődző állatfajok rendkívül nagy üvegházhatással rendelkező metán (CH4) kibocsájtása. A kérődzőkben a metanogenezis nagy része a nagy fermentatív kamrában, a bendőben zajlik. A takarmány mikroorganizmusok általi bendőemésztése anaerob körülmények között acetát, propionát és butirát, azaz illékony zsírsavak (VFA) termelését eredményezi, amelyeket az állat energiaforrásként használ fel, valamint bendőgázok, például szén-dioxid (CO2) és CH4 keletkeznek, amelyek az ürítéssel távoznak (Getabalew et al., 2019). A bendő illékony zsírsav termelése extrém meleg körülmények között csökken. Egyre több új bizonyíték utal arra, hogy például a kecskefajták között genetikai eltérések vannak a hőstressznek a bendőfermentációs mintázatra és a VFA-termelésre gyakorolt hatásában. A hőstressznek a bendőfermentációra és az enterális metán kibocsátásra gyakorolt hatását többnyire a bendő mikrobiális populációjában mutatkozó különbségeknek tulajdonítják. Bár a hőstressz csökkentheti a takarmányfelvételt, a megnövekedett metánkibocsátás mégis a hőstressznek a takarmány emészthetőségére gyakorolt negatív hatásának tulajdonítható, mivel gátolja a normál emésztési folyamathoz nélkülözhetetlen bendőmikrobiális populációkat. A fejlett genomikai és biotechnológiai technológiák segítségével lehetőség nyílik azonban olyan genetikailag kiváló állatok azonosítására, amelyek egységnyi takarmányfelvételre vetítve kevesebb metán termeléssel rendelkeznek (Pragna et al., 2018). Így remény mutatkozik arra, hogy mérsékelni lehessen egy, az

Korszerű genetikai eszközökkel elért eredményeink az élhető jövő érdekében - az állatvilágot… ● 83

állattenyésztési ágazat káros emissziójának jelentős hányadáért felelős üvegházhatású gáz kibocsájtását, ami a környezeti előnyök mellett javíthatná az ágazat társadalmi megítélését és elfogadottságát is.

3. Klímaváltozás okozta stresszhatások vizsgálatának lehetséges módszerei