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12 de Julio de 2019
 
  En USA hay 9 millones de vacas lecheras que provienen de dos toros
En los EE. UU., solo existen dos cromosomas Y, en una población de 9 millones de vacas Holsteins. Los investigadores quieren saber qué rasgos se han perdido con el tiempo. Se trata de un gran desafío para la principal raza lechera del mundo.

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En los Estados Unidos de Norteamérica hay más de 9 millones de vacas lecheras en los Estados Unidos, y la gran mayoría de ellas son Holsteins, bovinos grandes con marcas distintivas en blanco y negro (a veces en rojo y blanco). La cantidad de leche que producen es asombrosa. Así es su linaje. Cuando los investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania observaron de cerca las líneas masculinas hace unos años, descubrieron que más del 99 por ciento de ellas se remonta a uno de los dos toros, ambos nacidos en la década de 1960. Eso significa que entre todos los Holstein masculinos en el país, solo hay dos cromosomas Y.

También hay mucha consanguinidad en hembras
"Lo que hemos hecho realmente se ha reducido a la reserva genética", dice Chad Dechow, uno de los investigadores.

A las hembras no les ha ido mucho mejor. De hecho, Dechow, un profesor asociado de genética de ganado lechero, y otros dicen que hay tanta similitud genética entre ellos, el tamaño efectivo de la población es inferior a 50. Si los Holstein fueran animales salvajes, eso los pondría en la categoría de peligro crítico como especie. "Es casi una gran familia consanguínea", dice Leslie B. Hansen, experta en Holstein y profesora de la Universidad de Minnesota.

Cualquier estudiante de ciencias elementales sabe que la homogeneidad genética no es buena a largo plazo. Aumenta el riesgo de trastornos hereditarios al tiempo que reduce la capacidad de una población para evolucionar ante un entorno cambiante. Los granjeros de productos lácteos que luchan por pagar las facturas hoy no necesariamente se enfocan en las perspectivas evolutivas de sus animales, pero a Dechow y sus colegas les preocupaba lo suficiente que querían observar más de cerca qué rasgos se habían perdido.

Para obtener respuestas, los investigadores han comenzado a criar un pequeño lote de vacas nuevas, cultivadas en parte a partir del semen preservado de toros que han fallecido hace mucho tiempo, para medir una gran cantidad de características: altura, peso, producción de leche, salud general, fertilidad y salud de la ubre, entre otros rasgos, y compararlos con los Holstein modernos que se han creado. La esperanza es que algún día puedan volver a inyectar la diversidad genética que tanto necesita en esta piedra angular de la agricultura ganadera, y posiblemente volver a despertar rasgos que se han perdido debido a la consanguinidad implacable.
"Si limitamos la diversidad genética a largo plazo de la raza", dice Dechow, "limitamos la cantidad de cambio genético que se puede hacer con el tiempo".

En otras palabras, podríamos llegar a un punto en el que estemos atrapados donde estamos. No habrá más mejoras en la producción de leche. La fertilidad no mejorará. Y si aparece una nueva enfermedad, grandes franjas de la población de vacas podrían ser susceptibles, ya que muchas de ellas tienen los mismos genes.

La Holstein es la gran raza lechera del planeta
Los Holsteins de hoy son responsables de la gran mayoría de la leche que bebemos y gran parte de nuestros quesos y helados. Durante al menos el siglo pasado, estos animales han sido valorados por su voluminosa producción. Durante los últimos 70 años, más o menos, los seres humanos han introducido una variedad de métodos para aumentar aún más la producción. En 1950, por ejemplo, una sola vaca lechera produjo alrededor de 5,300 libras de leche al año. Hoy en día, el Holstein promedio está produciendo más de 23,000. En 2017, una ganadora premiada llamada Selz-Pralle Aftershock 3918 produjo 78,170 libras de leche, más de 200 libras cada día.

Esto beneficia a los consumidores al mantener bajos los precios de los alimentos. Beneficia a los agricultores porque ahorran en costos cuando menos vacas producen la misma cantidad de leche. También beneficia al medio ambiente porque el sistema digestivo de una vaca produce cantidades considerables de metano y desechos. (Aunque los Holsteins de alta producción consumen más energía y generan más desperdicios por vaca, los investigadores estiman que la eficiencia se traduce en una reducción significativa de los impactos ambientales en general).

Hace mucho tiempo, los agricultores traían toros de otras granjas para preñar a sus vacas, una manera de asegurar la diversidad genética, o "agitar la olla", como dice Hansen. En la década de 1940, comenzaron a utilizar la inseminación artificial. De esta manera, se podría usar una dosis única de semen de toro para impregnar a una gran cantidad de novillas. Pronto, la tecnología permitió que el semen se congelara, lo que significaba que un toro podría engendrar terneros durante décadas, incluso mucho después de que estuviera muerto. Mientras tanto, el mundo lechero mantenía registros muy detallados, por lo que los sementales que venden el semen podían decir qué toro iba a producir la mejor descendencia, y por la mejor descendencia, se referían a las hijas que producían la mayor cantidad de leche.

Para este punto, un toro muy buscado engendraría miles de hijas. Carlin-M Ivanhoe Bell, un toro nacido en 1974, tuvo más de 80.000 descendientes. La mayoría de los toros tienen menos, aunque su progenie sigue siendo de miles. En los años 80, estaba claro que la endogamia estaba aumentando significativamente.

En los primeros días de la inseminación artificial, los toros tendrían que demostrar su mérito en la vida real. Es decir, engendrarían 100 hijas, luego, cuando esas hijas parieron y comenzaron a producir leche, se midió su producción. Cuanto mejor es la salida, más comercial es el toro. Esta "prueba de progenie" fue un proceso valioso, pero llevó varios años determinar si un toro era bueno.

Una bisagra: Apareció la selección genómica
En 2009, aparecieron nuevas tecnologías: big data y selección genómica. Hoy en día, la comercialización de un toro está determinada por una computadora. Un complejo algoritmo analiza la composición genética del toro, teniendo en cuenta la salud de su descendencia, su producción de leche, la grasa y la proteína en la leche, y otros rasgos, para obtener cifras que lo clasifiquen en comparación con otros toros. La figura clave se llama mérito neto de por vida . Representa la cantidad promedio de dinero que un granjero puede esperar ganar durante la vida de la descendencia al elegir este toro sobre otro.

Si bien esto permitió a los agricultores evaluar de manera más eficiente los animales a través de muchos rasgos clave, el proceso también llevó a tasas aún más altas de endogamia. El "coeficiente de endogamia" para Holsteins es actualmente alrededor del 8 por ciento, lo que significa que un ternero promedio obtiene copias idénticas del 8 por ciento de sus genes de su madre y su padre. Ese número es en comparación con una línea de base de 1960, y continúa aumentando en .3 o .4 cada año.

"La endogamia se está acumulando más rápido que nunca", dice Dechow.  ¿Pero es 8% por ciento demasiado? Los expertos en lácteos continúan debatiendo esto. Algunos argumentan que los Holstein están haciendo su trabajo, producen mucha leche y que son un grupo relativamente saludable. Hansen, sin embargo, señala que si crías un toro para su hija, el coeficiente de consanguinidad es del 25 por ciento; en ese sentido, 8 parece mucho.

El experto y otros investigadores dicen que si bien la endogamia no parece ser un problema ahora, las consecuencias podrían ser significativas.

Las tasas de fertilidad se ven afectadas por la endogamia, y ya, la fertilidad de Holstein ha disminuido significativamente. Las tasas de embarazo en la década de 1960 fueron de 35 a 40 por ciento, pero para el 2000 habían bajado a 24 por ciento. Además, cuando los parientes cercanos son criados, es más probable que las vacas obtengan dos copias de genes recesivos no deseados, donde podrían estar al acecho problemas de salud graves.

"Algo tiene que cambiar", dice Hansen.
Para Dechow, la preocupación es la tasa de aumento y lo que eso significa para el futuro de la raza. “Imagina que tienes una vaca que tiene 100 genes realmente buenos y 10 genes realmente horribles. Eliminas a esa vaca de tu programa de cría porque tiene 10 genes horribles ", dice, y" también has perdido sus 100 buenas. Estás perdiendo potencial genético a largo plazo ".

Dechow creció en una granja lechera, mucho antes de conocer los entresijos del genoma de la vaca, pudo ver algo de lo que estaba sucediendo.

Los Holstein se ven muy diferentes de lo que eran hace 50 años. Por un lado, han sido criados para tener ubres más largas y anchas, en lugar de las más profundas. Una ubre profunda puede tocar el suelo, lo que la hace mucho más propensa a infecciones u otros problemas, por lo que es un cambio para mejor. Pero otros cambios podrían ser problemáticos. Por ejemplo, los Holstein modernos se crían para ser altos y delgados, hasta el punto de boniness. Esa delgadez es un subproducto de la producción de leche, porque "están dirigiendo la energía que consumen hacia la leche", dice Dechow.

Pero también es una elección estética. La vaca Holstein ideal, al menos desde el punto de vista de las personas que juzgan estas cosas, es "femenina y refinada". Eso significa delgada y angular. El problema es que una vaca alta y delgada no es necesariamente la vaca más sana y el ganado más corto y redondo es más probable que quede embarazada.

Hace unos años, Dechow y otros comenzaron a preguntarse: ¿qué tan significativa fue la endogamia y la pérdida de diversidad? A principios de los años 50, había alrededor de 1,800 toros representados en la población. Sabían que había menos hoy, pero no tenían idea de cuán pocos. Dechow y sus colegas Wansheng Liu y Xiang-Peng Yue analizaron la información del pedigrí paternal de casi 63.000 toros Holstein nacidos desde la década de 1950 en América del Norte.

"Nos sorprendimos un poco cuando rastreamos los linajes y volvimos a dos toros", dice. Se llaman Round Oak Rag Apple Elevation, y Pawnee Farm Arlinda Chief. Cada uno está relacionado con la mitad de los toros vivos en la actualidad. Esencialmente, Elevation y Chief superaron a todos los demás toros del mercado. Incluso Select Sires, una compañía que está en el negocio de vender semen de toros, se sorprendió con los hallazgos. Charles Sattler, un vicepresidente de la compañía, ve las noticias como una revisión de la realidad, pero afirma que no es un motivo de alarma. "Probablemente la mayor preocupación es que si hubo genes realmente valiosos que hayamos perdido en el camino", se pregunta.

No hace mucho tiempo, había otro cromosoma Y representado, el de Penstate Ivanhoe Star, nacido en la década de 1960. Su declive demuestra un problema con toda esta endogamia. En la década de 1990, los ganaderos lecheros de todo el mundo comenzaron a notar que los terneros nacían con problemas de vértebras tan graves que no sobrevivieron fuera del útero. Casi al mismo tiempo, los terneros nacieron muertos con una condición llamada deficiencia de adhesión de leucocitos bovinos. Resulta que Star, y su hijo prolífico, Carlin-M Ivanhoe Bell, tenían genes recesivos problemáticos que no salieron a la luz hasta unas pocas generaciones de endogamia.
Después de este descubrimiento, los granjeros dejaron de criar vacas para los descendientes de Star y ese problema se resolvió. Pero, ¿podrían estar acechando otros problemas dentro de los cromosomas de nuestros Holsteins restantes? ¿Qué se había perdido con toda esta endogamia? Estas preguntas preocuparon tanto a Dechow que comenzó a buscar algunos de esos viejos genes.

Eso requería excavar en los archivos del Programa Nacional de Germoplasma Animal en Fort Collins, Colorado. Es como un banco de semillas, excepto que recolecta tejido ovárico, sangre y semen de animales domesticados, y contiene alrededor de 7,000 muestras de semen del tamaño de un cóctel de Holstein.

El equipo de Dechow encontró dos que no estaban relacionados con Chief o Elevation, así que tomaron esas muestras, obtuvieron óvulos de hembras de primera categoría y crearon embriones para implantarse en novillas de Penn State sustitutas. La idea era combinar la genética Y de medio siglo con el ADN de hembras que se encuentran entre los mejores ejemplos de la producción de leche moderna. En el transcurso de 2017, los animales terminaron dando a luz a 15 terneros, siete de ellos machos. El más viejo de estos animales tiene alrededor de dos y dos ahora tienen sus propios terneros.

Se medirá cada parámetro en el desarrollo de este ganado y se analizará su ADN y se comparará con la población general. Resulta que no se sabe mucho sobre el cromosoma Y, por lo que esta es una oportunidad para utilizar esta variación recién introducida para comprenderlo mejor. También se tomaron muestras de semen de los toros y se enviaron al banco de germoplasma en Colorado. Dechow ya puede ver una diferencia en el terreno en la forma en que se ven estos animales. Son un poco más cortos que la mayoría de los Holstein, y también más pesados. También son un poco menos dóciles que el promedio.

Select Sires ha recolectado muestras de semen de los toros y las ha ejecutado a través de su programa de calificación para obtener resultados más o menos; salieron en el medio de la manada. Han ofrecido algunas de estas muestras para la venta a los productores de leche, pero las ventas hasta ahora han sido mínimas. Los productores lecheros de hoy ya están luchando financieramente, y no es fácil convencerlos de que hay un beneficio para obtener ADN de toros promedio.

El experto aún tiene la esperanza de que habrá más que ganar con esta investigación una vez que el ganado madure. "Mi sueño de pastel en el cielo", dice Dechow, "es que podamos demostrar que estas viejas genéticas todavía tienen algo que ofrecer".

Por Maureen O’Hagan  - Publicado en https://undark.org/

   
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