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Agricoltura moderna
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In qualità di allevatore di bestiame di quarta generazione, Jared Decker sa che i bovini soffrono di problemi di salute e produttività quando vengono prelevati da un ambiente, al quale la mandria ha impiegato generazioni ad adattarsi, in un luogo con un clima diverso, un'altitudine diversa o addirittura erba. Ma come ricercatore presso l'Università del Missouri, Decker vede anche l'opportunità di utilizzare la scienza per risolvere questo problema, sia per migliorare il benessere del bestiame che per tappare una falla in un'industria da quasi 50 miliardi di dollari negli Stati Uniti.
"Quando sono entrato a far parte di MU nel 2013, ho trasferito il bestiame da una fattoria di famiglia nel New Mexico alla mia fattoria qui nel Missouri", ha detto Decker, professore associato e presidente Wurdack in genetica animale presso il College of Agriculture, Food and Natural Resources. “Il New Mexico è caldo e secco, e anche il Missouri è caldo ma ha molta più umidità. Il bestiame certamente non se la cavava bene come nel New Mexico, e questo mi ha spinto a pensare a come avremmo potuto fornire agli agricoltori maggiori informazioni su ciò di cui i loro animali hanno bisogno per prosperare."
In un nuovo studio pubblicato oggi su PLOS Genetics , Decker e il suo team hanno scoperto prove che dimostrano che il bestiame sta perdendo importanti adattamenti ambientali, perdite che i ricercatori attribuiscono alla mancanza di informazioni genetiche a disposizione degli allevatori. Dopo aver esaminato il materiale genetico che risale agli anni '60, hanno identificato specifiche variazioni del DNA associate ad adattamenti che un giorno potrebbero essere utilizzate per creare test del DNA per il bestiame, test che potrebbero dire agli allevatori se il loro bestiame è adatto a un ambiente o a un altro.
"Possiamo vedere che, ad esempio, è probabile che storicamente le mucche in Colorado abbiano adattamenti che alleviano lo stress sui loro cuori ad alta quota", ha detto Decker. “Ma se porti tori o sperma da un ambiente diverso, la frequenza di questi adattamenti benefici diminuirà. Nel corso delle generazioni, quella mandria di mucche perderà vantaggi che sarebbero stati molto utili a un agricoltore del Colorado.”
Il team di Decker, incluso l'allora studente di dottorato Troy Rowan, ha analizzato sei decenni di dati sul DNA bovino dai test sullo sperma crioconservato prodotto dalle associazioni di razza bovina. Hanno scoperto che nel tempo, mentre i geni associati a una maggiore produttività e fertilità sono migliorati grazie a un'attenta selezione da parte degli agricoltori, molti geni collegati agli adattamenti ambientali sono svaniti.
Decker ha osservato che non è colpa degli allevatori, dato che attualmente non esiste un test genetico conveniente che possano utilizzare per determinare se il loro bestiame è adatto a un particolare ambiente. In altre parole, lo studio dimostra la necessità di test del DNA sui bovini di facile utilizzo che possano cercare gli adattamenti specifici identificati nello studio. Questi adattamenti includono la resistenza alla vasocostrizione - un restringimento dei vasi sanguigni che si verifica ad alta quota e sottopone il cuore a uno stress eccessivo - la resistenza a una tossina nell'erba che può anche causare vasocostrizione e la tolleranza al caldo o all'umidità elevati, che tendono a recedere nel corso delle generazioni quando il bestiame viene rimosso dagli ambienti associati.
"A volte, la selezione naturale e artificiale si stanno muovendo nella stessa direzione, e altre volte c'è un tiro alla fune tra di loro", ha detto Decker. “L'efficienza e la produttività sono notevolmente migliorate negli ultimi 60 anni, ma i fattori di stress ambientale non scompariranno mai. Gli agricoltori hanno bisogno di saperne di più sulla composizione genetica della loro mandria, non solo per il successo a breve termine della loro azienda, ma anche per il successo delle generazioni future."
Il primo test genetico ampiamente adottato per il bestiame è stato inventato all'Università del Missouri nel 2007, e Decker e Rowan sperano di raccontare il prossimo capitolo di quella storia. Entrambi sono cresciuti nelle fattorie e condividono la passione per l'utilizzo della ricerca per aiutare gli agricoltori a bilanciare le tradizioni agricole americane con la necessità di pratiche commerciali rispettose dell'ambiente.
"Come società, dobbiamo produrre cibo in modo più sostenibile ed essere buoni amministratori dell'ambiente", ha affermato Decker. “Assicurarsi che la genetica di una mucca corrisponda al suo ambiente migliora la vita del bestiame e aiuta gli allevatori a gestire operazioni efficienti e produttive. È vantaggioso per tutti."
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