OID (286) 7/2015

Zmiany w produkcji drobiarskiej w XXI wieku Anaxymander, grecki filozof ok. 570 p.n.e. napisał, że “żywe istoty powstawały w trakcie naturalnych procesów, dzięki którym dostosowywały się do otoczenia lub ginęły”. W ciągu ostatnich 50 lat dzięki metodom genetycznego doskonalenia istotnie poprawiono tempo wzrostu kurcząt brojlerów i  indyków oraz nieśność kur, przy równocześnie zwiększonej przez ptaki produkcji ciepła i zmniejszaniu się tolerancji na temperaturę. Procesy takie stymulują u ptaków powiększanie układu sercowo-naczyniowego i oddechowego oraz poprawiają ich funkcjonalność. W skrajnych warunkach środowiskowych, słabszy rozwój tych systemów, pogarsza zdolność organizmu do równoważenia wydatków na energię. Na świecie równocześnie ulega zmianom środowisko, a wg Narodowego Centrum Klimatycznego USA (2001), średnia temperatura powierzchni ziemi wzrośnie do 2050 r. o 0.6o do 2.5oC. Globalne ocieplenie i zmiany klimatyczne przyczyniają się do stopniowego pustynnienia suchych/półsuchych obszarów, które już w 110 krajach obejmują 41,3% całkowitej powierzchni gruntów. Około 34,7% ludności świata, która w 2050 r. osiągnie 9 mld ludzi, zamieszkuje obecnie obszary, na których produkcja żywności będzie coraz bardziej ograniczona. Branża drobiarska winna zatem nie tylko zwiększyć produkcję jaj i mięsa ale także poprawić ich jakość przy jednoczesnym zwiększeniu u ptaków tolerancji na temperaturę. Cele te można osiągnąć metodami klasycznej hodowli mimo malejącej jej możliwości lub poznając molekularne szlaki genów odpowiedzialnych za przystosowanie się ptaków do ciepłoty, a podchodząc epigenetycznie do celu, zwiększyć wydajność drobiu i jego tolerancję na temperaturę. Analizowane zmiany klimatu dotyczą długo32

terminowych zmian normalnych wzorców pogodowych i i wywołujących je czynników. Wg NASA (2012), od początku XX w. badania nad zmianami klimatu lub tzw. "globalnego ocieplenia" dotyczyły zmian spowodowanych przez ludzi na skutek uwalniania do atmosfery ciepła, gazów „cieplarnianych” takich jak amoniak, metan, dwutlenek węgla. Klimat Ziemi zmieniał się w ciągu ostatnich 650 tys. lat, w których na przemian było siedem okresów zlodowacenia i  ocieplenia, z  tym że ostatnio wyraźnie zaznacza się trend ocieplenia, który tylko częściowo może być przypisany naturalnym przyczynom. Większość badaczy jest zgodna, że dzieje się to z powodu wzrostu ilości gazów cieplarnianych w atmosferze w wyniku działalności człowieka. Przewiduje się, że średnia temperatura w Europie wzrośnie o  3o-5°C w ciągu najbliższych 100 lat przy zwiększonej częstotliwości występowania wyjątkowo gorących okresów i na ogół ciepłych lat (IPCC, 2007). Pustynnienie i degradacja gleb Pustynnienie, czyli utrata wilgotności gleby i roślinności (wylesianie) prowadzi do wysuszenia gruntów na obszarach charakteryzujących się już suchymi i jałowymi glebami. Przeludnienie będące główną przyczyną pustynnienia, wymaga coraz większej powierzchni ziemi. Usuwanie roślinności, odwodnianie, działalność handlowa i  mieszkaniowa w  połączeniu ze skutkami globalnego ocieplenia, w zastraszającym tempie przyczyniają się do pustynnienia w niektórych rejonach świata. Do pustynnienia przyczynia się także degradacja gleby w wyniku intensywnego rolnictwa. W krajach, w których gospodarka jest uzależniona od działalności rolniczej, na skutek in-

OID (286) 7/2015

tensywnych zabiegów agrarnych następuje degradacja gleby szczególnie, gdy rolnicy skracają okresy jej ugorowania, niezbędne do odzyskania wystarczającej żyzności. Gleba traci wówczas substancje organiczne, zwiększa się jej zasolenie na skutek nadmiernej irygacji oraz odprowadzania do niej ścieków. Światowy wzrost populacji ludzi Mimo że tempo przyrostu ludności na świecie zaczęło spadać od 1980 r., to w wyniku poprawy sytuacji ekonomicznej w najbardziej zaludnionych krajach tj. Chinach i Indiach w 2013 r., co 1h urodziło się 8000 dzieci czyli 75 mln/rok, a w styczniu 2014 r. światowa populacja osiągnęła poziom 7.14 mld ludzi (US Census Bureau - Świat POPClock Projekcja). W zależności od metod szacowania, wkrótce nastąpi przeludnienie naszej planety. Oczekuje się, że między 2014 a 2050 r. liczebność populacji ludzi osiągnie 8.0 do 10,5 mld, a wg ONZ (maj 2011) wzrośnie w 2050 r. do 9.3 mld, natomiast w 2100 r. do 10,1 mld. Inne problemy związane z  przeludnieniem świata to: zwiększone zapotrzebowanie na wodę pitną i żywność; głód i niedożywienie; szybsze wyczerpywanie się niż regeneracja naturalnych zasobów i pogarszanie się warunków życia. Dlatego też wg Generalnego Sekretarza ONZ „by zaspokoić potrzeby ludzi na żywność - światowa produkcja rolna do 2030 r. musi się zwiększyć o 50%”, oznacza, że produkcja mięsa drobiowego winna osiągnąć 137,6 mln ton, a produkcja jaj - 99.2 mln ton. (http://www.fao.org/docrep/015/am081m/PDF/ am081m00b.pdf). Wg José Graciano da Silva (2015), dyrektora generalnego FAO, obecny model produkcji rolnej nie zapewnia bezpieczeństwa żywności w XXI w. Mimo że obecnie świat produkuje wystarczająco dużo żywności do wyżywienia wszystkich, to nadal istnieje problem głodu. W ostatniej dekadzie liczba chronicznie głodujących 34

zmalała o 100 mln ludzi, a jednak 805 mln osób nie je regularnie. Rolnictwo ma duże możliwości nie tylko w zapewnieniu bezpieczeństwa żywnościowego, lecz także w budowaniu odporności na wpływy zmiany klimatu i  zmniejszenia emisji do atmosfery gazów cieplarnianych. Zmiany klimatu wpłyną nie tylko na produkcję żywności lecz także na jej dostępność i stabilność dostaw. W światowej gospodarce zmiany te sprawią, że na rynku produktów rolnych sytuacja będzie mniej przewidywalna i bardziej zmienna. Przewiduje się upowszechnienie tzw. „klimatycznego mądrego rolnictwa”, opartego na elastycznych praktykach rolniczych, bardziej odporne na presję środowiska i równocześnie w mniejszym stopniu oddziałującego na środowisko. Wyzwania XXI wieku - produkcja w sektorze drobiarskim - oczekiwania By zaspokoić zapotrzebowanie ludzi na żywność, produkcja mięsa drobiowego winna do 2030 r. osiągnąć 137,6 mln ton, a produkcja jaj - 99.2 mln ton. (http://www.fao.org/docrep/015/am081m/PDF/ am081m00b.pdf) Takie wyzwania stawiane przed produkcja drobiarską stwarzają jednak różne problemy: • syndromy fizjologiczne (wodobrzusze, zaburzenia układu szkieletowego, zespół nagłej śmierci etc.) oraz selekcja na cechy produkcyjne; • globalne ocieplenie i  jego skutki na produkcję drobiarską - zmniejszenie tolerancji cieplnej; • wpływ sektora drobiarskiego na globalne ocieplenie poprzez zwiększoną emisję gazów cieplarnianych; • dobrostan ptaków i obsługi. Genetyczne doskonalenie kur nieśnych i brojlerów oraz indyków W wyniku kilkudziesięcioletniej pracy hodowlanej w sektorze drobiarskim uzyskuje się sta-

OID (286) 7/2015

le poprawę wydajności przy niższych kosztach produkcji zarówno jaj jak i mięsa. Czy w ciągu najbliższych 20-30 lat zostanie osiągnięta na tym polu górna granica możliwości? Już 15 lat temu w miesięczniku Poultry World (1999, Vol.15, nr 6), redaktor van der Sluis Wiebe w artykule pt. „Czy utrata genetycznej zmienności zagraża branży drobiarskiej?” pisał, że mimo zmniejszającej się zmienności genetycznej kontynułowany jest postęp genetyczny i wzrost produkcji jaj gwarantujący, że sektor ten będzie się nadal z powodzeniem dostosowywał do zmieniających się wymagań konsumenta.

czają dla każdej hodowlanej linii kur indeks selekcyjny, zgodny z wytyczonymi celami hodowlanymi. Ogólne cele hodowli kur nieśnych pozostaną przez najbliższe 2-3 dekady takie same, tj.: duża produkcja jaj spożywczych/utrzymywaną kurę, zniesionych w cyklu o optymalnej długości, dobre wykorzystania paszy, wysoka jakość cech zewnętrznych i wewnętrznych jaja, wysoka przeżywalność i zdolność dostosowania się kur do warunków towarowego chowu. Ze względu na wysoką cenę pasz spowodowaną wykorzystywaniem dużych ilości ziarna i nasion na produkcję bioenergii, więcej uwagi należy poświęcić wskaźnikowi wykorzystania Dalszy postęp hodowlany paszy. Nadal wyzwaniem dla genetyków poPół wieku temu poświęcano wiele pracy by zostają takie trudne do zmierzenia cechy jak oszacować roczny postęp genetyczny w stadzie chęć do znoszenia jaj w gnieździe, wyrywanie hodowlanym. Uwzględniając metodę selekcji puchu i piór oraz kanibalizm. oraz porównując wyniki produkcyjne dwu Postęp w nieśności i wykorzystaniu paszy (Ryc. następujących po sobie pokoleń określono, że 1) przedstawiono na podstawie wyników propostęp hodowlany w przypadku kur nieśnych dukcyjnych różnych towarowych mieszańców wynosi 3-4 jaj/kurę utrzymywaną w stadzie, co kur Białych Leghornów, ocenianych w  nierównież potwierdzały testy ówczesnych stacji mieckiej stacji testowej kur w  Haus Dűsse testowych, oceniających towarowe mieszań- w latach 1980 - 2004. Dlatego, że wiek dojrzace niosek. Obecnie, dzięki wykorzystywaniu łości płciowej był ujemnie skorelowany z wielspecjalnego oprogramowania komputerowe- kością jaj, z  wytrwałością nieśności i  przego, genetycy rutynowo, bardzo szybko obli- wagą rocznego dochodu z  jaj nad kosztami paszy, w firmie Lohmann (Flock, 2009) skupiono się nad poprawą tych cech w  drugiej połowie nieśności. Obecnie, dobrze prowadzone stada osiągają w szczycie 97% tempa nieśności w pierwszym roku produkcji i  utrzymują ją przez ostatnie tygodnie produkcji na poziomie ok. 80%. W  wyniku poprawy wytrwałości nieśności i  jakości skorupy, możliwe Ryc. 1 Postęp w produkcji nieśnej oraz zużyciu paszy przez kury w latach będzie uzyskiwanie od 1 1980 - 2004 (German random sample tests Haus Düsse 1980 i 2004) 36

OID (286) 7/2015

nioski > 400 jaj w jednym cyklu bez przepierzania, które nie jest akceptowane w wielu krajach. By zminimalizować koszt paszy/jajko lub 1 kg jaj, nadal będzie prowadzone genetyczne doskonalenie kur na podstawie indywidualnego spożycia paszy/kurę w czasie skróconego okresu oceny po szczytowej produkcji. Brojlery Po pięćdziesięciu latach skracania kurczętom brojlerom czasu osiągania rynkowej masy ubojowej o  prawie 1 dzień/rok i  skorelowanym z tą cechą wskaźnikiem wykorzystania paszy i przeżywalnością, w latach 70-tych XX w. stało się oczywiste, że dalszy postęp jest uzależniony od wprowadzenia bardziej wyrafinowanych metod hodowlanych. Ujemne korelacje pomiędzy szybkim tempem przyrostu masy ciała w młodym wieku ptaków, a ich późniejszymi zdolnościami do rozrodu pokonano, tworząc wyspecjalizowane męskie i żeńskie linie oraz stosując oddzielne, kontrolowane żywienie kur i kogutów. Indeksami selekcyjnymi objęto dodatkowe cechy, z różnym naciskiem selekcyjnym w liniach męskiej i żeńskiej, np. na masę ciała w odpowiednim wieku, wyko-

rzystanie paszy i mięsność ptaków. W  ciągu ostatnich 30 lat zasadnicza działalność hodowli zarodowej kur mięsnych przeszła od zintegrowanej produkcji 1-dniowych piskląt brojlerów do zaspakajania potrzeb zakładów przetwórstwa mięsnego, nastawionych na produkcję wysokiej jakości. Ocena indywidualnego zużycia paszy i selekcja na przyrost masy ciała minus koszty paszy, wywarła pozytywny skutek: zmniejszono nacisk selekcyjny na tempo wzrostu kurcząt, obniżono koszty paszy na przyrost masy ciała, zwiększono w tuszce udział chudego mięsa, a zmniejszono tkanki tłuszczowej. Poprawa mięsności współczesnych brojlerów w porównaniu z kurczętami z nieselekcjonowanych linii kontrolnych jest spektakularna (Ryc. 2). Nic nie wskazuje by osiągnięto już granicę udziału w tuszce brojlerów chudego mięsa. Należy też oczekiwać, że w ciągu najbliższych 30 lat zostanie wykorzystany w pełni potencjał wzrostu masy ciała kurcząt, zapewniając potrzeby przemysłu przetwórczego, oferującego nowe produkty spożywcze wysokiej jakości. Nadal zatem będą intensywnie doskonalone cechy warunkujące zwiększenie ogólnej wydajności rzeźnej brojlerów. Selekcjonując brojlery na wyższą masę ciała, koszt piskląt jest mniej ważny, natomiast ich przeżywalność i stan zdrowotny nóg, mają zasadnicze znaczenie.

Indyki Mimo że światową produkcję indyków szacuje się na 5 mln ton, a kurcząt brojlerów na 70 mln ton to pod względem organizacyjnym, hodowla indyków przypomina hodowlę kur mięsnych i jej celem jest również opłacalna produkcja mięsa i  ma tę samą hierarchiczną strukturę polegającą na tym, że kilka firm hodowlanych Ryc. 2 Tuszki brojlerów Ross 308 w 2001 r. w porównaniu z kur- o  światowym zasięgu, dostarcza stadom rodzicielskim wyspecjalizowane czętami z 1957 r. (Havenstein, 2006) 38

OID (286) 7/2015

linie indorów i indyczek. Natomiast w metodach hodowli są równice między tymi dwoma gatunkami drobiu. W programach hodowli indyków stosuje się inną ostrość selekcji, w rozrodzie - powszechnie jest stosowane sztuczne unasienianie, ptaki dorosłe nie wymagają ograniczonego żywienia, a młodzież - w odpowiednich grupach wiekowych, odchowywana jest z podziałem na płeć, by zminimalizować koszty wychowu do osiągnięcia różnych dla indyków i indyczek mas ciała. W  przyszłości hodowla indyków będzie się koncentrowała na przyspieszeniu tempa ich wzrostu, długości okresu chowu do osiągnięcia ubojowej masy ciała, poprawy wykorzystania paszy i przeżywalności oraz wyników wylęgowości. Genetyczne doskonalenie kurcząt brojlerów i indyków koncentruje się głównie na przyspieszeniu ich tempa wzrostu i poprawie wykorzystania paszy. Dzięki skutecznej pracy hodowlanej, kurczęta Cobb 500 w ciągu ostatnich 30 lat zwiększyły masę tuszy o 10%, udział w niej mięśni piersiowych o 11% i o 0,60 poprawiono wskaźnik wykorzystania paszy czyli , że potrzeba o 25% mniej paszy/jednostkę przyrostu masy ciała (Hardiman, 2011). Systematycznie doskonalono dobrostan kurcząt brojlerów, co skutkowało mniejszą częstotliwością występowania przypadków wad nóg i  szkieletu oraz chorób metabolicznych. Indyki w 2003 r. były dwukrotnie cięższe niż w  1966 r. i  o  20% lepiej wykorzystywały paszę. Jednak szybko rosnące linie drobiu mięsnego były istotnie mniej odporne na wahania temperatury, gdyż nie prowadzono selekcji na cechy fizjologiczne związane z układem sercowo-płucnym. Ukierunkowane geny Duży nacisk selekcyjny na szybkie i opłacalne tempo wzrostu w zmieniającym się środowisku, może ujemnie wpływać na drób. Wykazano, że mechanizmy molekularne są reakcją 40

na różne poziomy stresu, zatem dobór odpowiednich genów kandydujących do analizy ich epigenetycznych i polimorficznych modyfikacji oraz ich związek z określoną cechą, może przyczynić się do poprawy cech użytkowych drobiu. Zakładając, że jedną z  przyczyn globalnego ocieplenia jest produkcja drobiarska, należy w hodowli drobiu skupić uwagę na genach zaangażowanych w tolerancję przez ptaki ciepła, czyli w powstanie tzw. „białek szoku cieplnego (HSP - Heat Shock Proteins), chroniących strukturalne białka i  błony przed skutkami cieplnego stresu oraz ułatwiających translokację białka lub jego naprawę względnie degradację uszkodzonych białek. Do negatywnych skutków selekcji wpływających pośrednio na zwiększenie ryzyka chorób serca można zaliczyć chorobę okrągłego serca, nadciśnienie płucne i zespół nagłej śmierci. Zależność między szybkością tempa wzrostu, a chorobami serca sugeruje występujące różnice w ekspresji genów podczas wzrostu drobiu mięsnego, predysponowanego do tego typu kardiologicznych wad. Wniosek ogólny - stałe doskonalenie Obecnie, gdy pogorszeniu ulegają warunki środowiska, powiększa się populacja ludzi i kontynuowany jest postęp hodowlany w  drobiu - stawia przed sektorem drobiarskim wiele niezwykłych wyzwań, które zmuszają do opracowania i wdrożenia niekonwencjonalnych pomysłów. Należy oczekiwać, że możliwości genetyczne efektywnej produkcji mięsa drobiowego i jaj nadal będą decydowały, że będą one tańsze od innych źródeł białka zwierzęcego przeznaczonych do spożycia przez ludzi. W ciągu najbliższych 30 lat nie zostanie wyczerpana zmienność genetyczna w dużych populacjach hodowlanych, przeznaczonych do produkcji wysoko wydajnych zestawów towarowych mieszańców kur mięsnych, nieśnych i  indy-

OID (286) 7/2015

ków. Czołowe hodowle drobiu o  światowym zasięgu (konsorcja), dysponują dużą pulą genów i będą mogły również zaproponować specjalne produkty dla rynków niszowych. Genomowa selekcja będzie wykorzystywana do tworzenia dodatkowego postępu hodowlanego i produkcyjnego w cechach, które nie mogą być zmierzone z konwencjonalnymi metodami. Światowy trend do nadprodukcji jaj i mięsa drobiowego prawdopodobnie się utrzyma, zatem producenci pozostaną pod presją obniżania cen, aby utrzymać się na rynku, a konsumenci będą mogli wybierać z szerokiej gamy produktów drobiarskich uwzględniając w wyborze „najlepszy stosunek jakości do ceny” (Flock, 2009). Rozwijanie coraz bardziej wydajnej produkcji mięsa drobiowego i jaj przyczyni się do ograniczenia emisji gazów cieplarnianych z produkcji zwierzęcej, ale nie pomoże małym gospodarstwom rodzinnm w krajach

42

rozwijających się, które są objęte międzynarodową wymianą taniej żywności, będącej zagrożeniem ich skromnego źródła utrzymania.

Prof. dr hab. Stanisław Wężyk Dr inż. Ryszard Gilewski AVICONS