تأثير الحرارة البيئية على حيوانات المزرعة

تختلف درجة الحرارة البيئية الملائمة للحيوان تختلف على حسب النوع وكذلك نوعيـة ومعـدل الإنتاج. الماشية الأوربية يناسبها حرارة ما بين درجة واحدة وستة عشر درجة مئوية، في حـين ان ماشية المناطق شبه الحارة يلائمها ١٦-٢٧ درجة الحرارة البيئية العالية تقلـل مـن نـشاط الجسم، الذي يحدث نتيجة للميكانيكية البيولوجية التي تعمل على عدم زيادة الحرارة داخل جـسم الحيوان. ارتفاع درجة الحرارة يحدث ضغوط فسيولوجية تحدث تأثير في الإنتاج عـن طريـق اختلال افراز الغدد الصماء مما يؤثر على معدل التمثيـل الغـذائي. وتـشترك الغدة الدرقيـة Thyroid في هذا التنظيم، وهذه الغدة نشطة في المناخ البارد ويقل نشاطها في الأجواء الحـارة معدل افراز هرمون الثيروكسين من الماعز في الشتاء حوالي 0.6 ملجـم/100 كجـم مـن وزن الجسم في حين أن معدل الافراز في فصل الصيف حوالي 0٫2 ملجم، والتغير في معدل افـراز هذا الهرمون يرجع إلى:

1- قلة استهلاك الثيروكسين في الدم تحت تأثير ارتفاع درجة الحرارة البيئية مما يؤدى إلى قلة التأثير الرجعي على معدل الافراز الجديد وبالتالي يقل نشاط هذه الغدة.

2- يقل تنبيه الغدة الدرقية بواسطة الهيبوثالامس تحت تأثير Cooling center فـي الجزء الأمامي من الهيبوثالامس. ولوحظ أيضا أن الحرارة العالية تثبط نشاط الفص الأمامي من الغـدة النخامية مما يثبط من افراز (FSH & LH) Gonadotropin وكذلك هرمون البروجستيرون مما يقلل من الكفاءة التناسلية.

إنتاج الحرارة Heat production:

طبقا لقوانين الحرارة تتحول الطاقة من صورة لأخرى يصحب ذلك إنتاج حـرارة، علـى ذلك الحيوان ينتج حرارة داخل جسمه عند تغير الطاقة الكيمائية في الغذاء إلى عمل.

Mechanical energy + Heat Chemical energy in food

إنتاج الحرارة في جسم الحيوان تعتمد على معدل نشاط الجسم ومعدل التمثيل الغذائي القاعدي ويمكن تلخيص ذلك كما يلي:

1- التمثيل الحراري القاعدي Basal metabolic heat

هي أقل كمية حرارة تنتج في جسم الحيوان عندما يكون في حالة راحة تامة، وهي تتأثر بمساحة الجسم ونوعية وكمية الغذاء ومعدل النمو وكذلك العوامل البيئية المختلفة التي تحيط بالحيوان. وهي عبارة عن الحرارة الناتجة عن نشاط المخ والقلب والكبد والغدد المختلفة وكذلك نشاط العضلات في وضع السكون للحيوان (الراحة) وهي تصل إلى حوالي 20 – 30 % ويلاحظ أن الحرارة الناتجة عن العضلات أثناء النشاط تصل إلى 30 - 40 ضعف حالة السكون.

2- نشاط الأنسجة Muscular activity:

وهي تنتج من عملية الأكسدة داخل خلايا الجسم وكذلك استهلاك ATP، زيادة نشاط الأنسجة الجسمية المختلفة يؤدي إلى زيادة معدل استهلاك الأكسجين مع زيادة سرعة تحول الطاقة الكيميائية للغذاء مما يزيد من معدل إنتاج الحرارة داخل جسم الحيوان.

3- التغذية Feeding:

يبدأ إنتاج الحرارة في جسم الحيوان بعد عملية التغذية بحوالي 4-5 ساعات تبعا لنشاط الجهاز الهضمي ودرجة تحطم العناصر الغذائية وخاصة البروتين.

4- الإنتاج Production:

الإنتاج في صوره المختلفة (إنتاج لحم أو لبن أو عمل أو تناسل وخلافة) يستلزم نشاط مكثف مـن الأجهزة والأعضاء الجسمية المختلفة وبالتالي زيادة إنتاج الحرارة داخل جسم الحيوان، معدل إنتاج الحرارة (Metabolic heat production) في جسم بقرة تعطى أقل من 18 كجم لبن في اليوم يصل إلى حوالي 27% من طاقة الغذاء أما في حالة بقرة تعطى أكثر من 30 كجم لبن يصل إلى أكثر من 40% كمية طاقة الغذاء.

طرق فقد الحرارة Heat loss

هناك عدة طرق لفقد الحرارة من جسم الحيوان وهي تعتمد على درجة الحرارة البيئية، وهي يمكن تلخيصها كما يلي:

1- تيارات الحمل Convection:

وهي فقد الحرارة من جسم الحيوان إلى الهواء المحيط بالحيوان. تفقد الحرارة من جسم الحيوان عن طريق الحمل حيث ينتقل الهواء الساخن لأعلى وذلك لأن كثافة الهواء نقل عندما يسخن ويحل محلة هواء بارد أثقل منه في الوزن، فقد الحرارة بهذه الطريقة يتأثر بمساحة سطح الجسم وكذلك حركة الهواء ودرجة الحرارة الوسط المحيط بالحيوان. وفي حالة زيادة درجة الحرارة الجوية عن درجة حرارة جسم الحيوان لا يمكن فقد الحرارة بتلك الوسيلة إلا أنها تكون عبا على الحيوان حيث يكتسب حرارة من البيئة المحيطة بالحيوان.

2- الاشعاع Radiation

تتوقف قدرة الحيوان على فقد أو امتصاص الحرارة عن طريق الاشعاع تبعا لدرجة لون الجسم وكثافة غطاء الجسم وكذلك درجة حرارة الوسط المحيط بالحيوان، وعموما تنتقل الحرارة عن طريق الاشعاع من الجسم الأعلى في درجة الحرارة إلى الجسم الأقل. وعلى ذلك تحت ظروف ارتفاع درجة حرارة الجو أكثر من درجة حرارة جسم الحيوان كما هو الحال تحت ظروف الصيف في مصر فأن الحيوان لا يفقد حرارة عن طريق الاشعاع ولكن يكتسب حرارة.

3- الملامسة Conduction:

وهو نقل مباشر للحرارة حيث يتم فقد الحرارة عن طريق ملامسة جسم الحيوان لسطح بارد وهي مثل الأرض وخاصة في فصل الشتاء. أما في فصل الصيف في مصر فأن هذه الطريقة لا تكـون فعالة بل يكتسب الحيوان حرارة من البيئة المحيطة.

4 - البخر Evaporation:

تعتبر من أفضل طرق فقد الحرارة فاعلية وخاصة في المناطق الحارة أو شـبه الحارة.  وفقـد الحرارة بالبخر تتأثر بـ:

- مساحة سطح جسم الحيوان، - كثافة عطاء الجسم، – حركة الهواء، - سرعة التنفس، - كثافة الرطوبة الجوية، - الفرق في درجة الحرارة بين جسم الحيوان ودرجة حرارة البيئة.

وقد وجد أن كل واحد جرام فقد من الماء من جسم الحيوان يفقد معها نصف سعر حراري. ينتقل الماء من مختلف أنسجة الجسم إلى الجلد تحت تأثير الضغط الأسموزي، وكذلك تحت تأثير الجهاز العصبي المركزي.

وفقد الحرارة من جسم الحيوان بالطرق السابقة يتأثر بالتكوين المورفولوجي للجسم:

۱- مساحة مسطح الجسد

هناك علاقة موجبة بين الحرارة المفقودة من جسم الحيوان مع المساحة النسبية لجسم الحيوان، الحيوانات صغيرة الحجم يكون مساحة مسطح الجسم النسبية صغيرة وعلى ذلك فقد الحرارة يكون أقل فاعلية. الحيوانات الموجودة في المناطق الحارة تتميز بزيادة مساحة مسطح الجـسم لزيـادة فاعلية طرق فقد الحرارة، ونلاحظ ذلك ممثل في وجود السنام واللبب كما في الماشية الهنديـة. وكذلك أن كثافة الغدد العرقية مرتفع في وحدة المساحة من الجسم.

2- كثافة ولون غطاء الجسم:

زيادة كثافة عطاء الجسم يقلل من فاعلية فقد الحرارة، وعلى ذلك الماشية الأوربية تتميز بزيادة كثافة أغطية الجسم مع ترسيب طبقة كثيفة من الدهن تحت الجلد، كذلك لون غطاء الجسم له تأثير كبير على فاعلية فقد الحرارة، حيث أن اللون الغامق يقلل من فقد الحرارة.

تحت ظروف ارتفاع درجة الحرارة الجوية يكتسب الحيوان حرارة من أشعة الشمس بطريق مباشر أو غير مباشر، وهذه الحرارة تضاف إلى الحرارة الناتجة من عمليات التمثيل الغذائي وهما معـا يحدث لهم توازن.

التنظيم الحراري:

الحفاظ على درجة حرارة الجسم ثابته هو أول استخدام لطاقة الغذاء في جسم الحيوان، يتم فقد الحرارة من جسم الحيوان بالطرق السابق ذكرها وهذا يتوقف على درجة حرارة البيئة حيـث أن الفقد يكون كبير عند انخفاض درجة الحرارة البيئية، ولكن في حالة ارتفاع درجة الحرارة البيئية أكثر من درجة حرارة جسم الحيوان يشكل ذلك عبا كبير على الحيوان حيث أن الحيوان يكتسب حرارة عن طريق الاشعاع والملامسة وكذلك تيارات الحمل وتكون الطريقة الفعالة في ذلك الوقت هو البخر سواء عن طريق العرقية أو البحر عن طريق القنوات التنفسية. دائمـا تحـاول الحيوانات أن تبقى درجة حرارة أجسامها داخل مدى ملائم للنشاط الحيوي وهي ۳۷-۳۹ درجـة وهذا يتم عن طريق الاتزان الحراري بين الحرارة المنتجة داخل الجسم والمكتسبة مـن البيئـة والمفقودة من الجسم بالطرق المختلفة.

والاتزان الحراري يمكن التعبير عنه كما يلي: -

Thermal balance = M-(E+D+V+R)

حيث أن:

M = الحرارة الناتجة من التمثيل الغذائي، E = الحرارة المكتسبة أو المفقودة عن طريق البحر، D = الحرارة المكتسبة أو المفقودة عن طريق الملامسة، V = الحرارة المكتسبة أو المفقودة عن طريق تيارات الحمل، R = الحرارة المكتسبة أو المفقودة عن طريق الاشعاع. والشكل التالي يوضح كيفية حدوث الاتزان الحراري.

إنتاج الحرارة من عمليات التمثيل الغذائي يتوقف على الاتي:-

1- إنتاج الطاقة اللازمة للعمليات الحيوية الأساسية في جسم الحيوان.

2- إنتاج الطاقة اللازمة للقيام بعمليات الهضم، وهي تتوقف على نوع الجهاز الهضمي وحجـم الحيوان وكذلك نوع الإنتاج ونوع الغذاء المقدم للحيوان.

3- إنتاج الطاقة اللازمة لحركة العضلات الارادية في جسم الحيوان وهذا يتوقف على حسب نوع هذا النشاط وطبيعته.

4- كمية الطاقة اللازمة لأداء عمليات الإنتاج المختلفة مثل النمو، التناسل، اللين، العمل، الصوف والشعر، وهذه الطاقة تتوقف على حسب نوعية الإنتاج.