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BOVINOCULTURA DE CORTE E LEITE AULA 2 Profª Amanda Louise Bruzamolin Oliveira 2 CONVERSA INICIAL Aqui, vamos abordar a fisiologia da reprodução dos bovinos e alguns fatores que influenciam o melhoramento genético. Vamos iniciar conhecendo a fisiologia da reprodução dos bovinos, uma área de estudo fundamental para a bovinocultura, já que é por meio da reprodução que garantimos a perpetuação da espécie e o desenvolvimento de novas raças. O conhecimento das fases do ciclo estral, dos mecanismos da ovulação, da fecundação e da gestação permite o planejamento da atividade reprodutiva, maximizando a eficiência e o sucesso dos programas de reprodução. Em seguida, vamos analisar o funcionamento da avaliação reprodutiva, uma etapa importante para a gestão da criação de bovinos, pois permite identificar as fêmeas que apresentam maior potencial reprodutivo e, assim, selecionar os animais mais aptos para a reprodução. Além disso, a avaliação reprodutiva fornece informações sobre a qualidade do sêmen dos touros, possibilitando a escolha dos animais que apresentam maior capacidade genética. No terceiro tópico, vamos abordar os métodos de reprodução em bovinos, que incluem reprodução natural, inseminação artificial e fertilização in vitro. Cada um deles apresenta vantagens e desvantagens, que devem ser consideradas na escolha do método mais adequado para a produção de uma determinada raça. É importante destacar, ademais, que a utilização de técnicas de reprodução, como a inseminação artificial, possibilita a utilização de touros de alto valor genético, viabilizando a melhoria genética da raça. Em seguida, vamos conhecer os principais sistemas de cruzamentos existentes, como funcionam e quais as suas vantagens e desvantagens para a produção de rebanhos de corte e leite. Por fim, vamos concluir entendendo o que é melhoramento genético e quais as formas de utilizar o seu potencial para melhorar a produção de leite e carne em nosso país. TEMA 1 – FISIOLOGIA DA REPRODUÇÃO DOS BOVINOS A fisiologia da reprodução em bovinos é uma área importante da ciência animal, pois afeta a produção de alimentos e a eficiência da criação de gado. A compreensão da fisiologia dos órgãos reprodutivos em machos e fêmeas permite 3 a implementação de práticas de manejo eficientes, para maximizar a taxa de concepção e a produção de descendentes saudáveis, aumentando consequentemente a produtividade do rebanho. Para estudar a fisiologia da reprodução, vamos analisar em separado a fisiologia dos machos da fisiologia das fêmeas. 1.1 Fisiologia reprodutiva dos machos As células sexuais masculinas, chamadas espermatozoides, são produzidas em grande quantidade, de forma contínua, nos túbulos seminíferos dos testículos, por meio de um processo chamado espermatogênese. Esse processo se divide em duas fases: a espermatocitogênese e a espermiogênese. Para que estejam aptos para a reprodução, os espermatozoides precisam de aproximadamente 64 dias, que é o tempo necessário para que as espermatogônias (células-tronco) sejam transformadas em espermatozoides capacitados (Swenson; Reece, 2017). A espermatocitogênese é a fase proliferativa da espermatogênese. Nessa fase, as espermatogônias se multiplicam por meio de uma série de divisões mitóticas, seguidas de divisões meióticas, gerando os espermatócios secundários, com uma contagem haploide (n) de cromossomos. Esse processo resultará em 64 espermátides haploides (Hafez; Hafez, 2004). O termo espermátide é utilizado para descrever as células resultantes da segunda divisão meiótica. Após a conclusão das divisões, as espermátides resultantes iniciam a segunda fase da espermatogênese, chamada espermiogênese ou fase de maturação. Na espermiogênese, as espermátides sofrem diversas alterações funcionais, incluindo modificações nucleares e citoplasmáticas; e alterações estruturais, como o desenvolvimento de cauda (flagelo), que a transforma de uma célula imóvel para uma célula potencialmente móvel. “As espermátides maduras formadas durante a última fase da espermiogênese são liberadas no lúmen dos túbulos seminíferos na forma de espermatozoides” (Swenson; Reece, 2017, p. 1452). Esse processo de liberação das espermátides maduras no lúmen dos túbulos seminíferos é chamado de espermiação. 4 Figura 1 – Espermatogênese Crédito: Ali DM/Shutterstock. Apesar de possuírem cauda, os espermatozoides recém-formados ainda são praticamente imóveis. “Eles são transportados ao epidídimo pelas secreções líquidas dentro dos túbulos seminíferos e da rede testicular e pela atividade dos elementos contráteis dos testículos, que direcionam este líquido para a cabeça do epidídimo” (Swenson; Reece, 2017, p. 1454). Ao longo do caminho dos espermatozoides pelo epidídimo, a capacidade de fecundação de um animal é progressivamente alcançada por meio de algumas alterações, que incluem o desenvolvimento de motilidade unidirecional, modificações da cromatina nuclear (complexo DNA-proteína) e alterações do tipo de superfície da membrana plasmática (Swenson; Reece, 2017). Nos machos, o controle hormonal é conduzido pela ação do GnRH (hormônio liberador de gonadotrofina), que estimula a produção de FSH (hormônio folículo-estimulante), que por sua vez age nas células de Sertoli, nos túbulos seminíferos, resultando na espermatogênese. Além disso, a secreção de LH (hormônio luteinizante) estimula a produção de testosterona pelas células de Leydig. As células de Sertoli também produzem inibina, que exerce um feedback negativo sobre o FSH. A testosterona é responsável por desenvolver os 5 caracteres sexuais secundários e por inibir a liberação de LH, o que suprime a liberação pulsante do GnRH pelo hipotálamo. Para mais detalhes sobre a espermatogênese e a produção hormonal dos machos, sugerimos a leitura do item “Espermatogênese”, do capítulo 52, “Reprodução Masculina dos Mamíferos”, de Swenson e Reece (2017). 1.2 Fisiologia reprodutiva das fêmeas O processo através do qual as células sexuais femininas, chamadas óvulos, são produzidas nos folículos ovarianos, se chama oogênese. Diferentemente dos espermatozoides, os óvulos não são produzidos de forma contínua. No momento de seu nascimento (ou logo após), a fêmea já apresenta um número fixo de ovócitos primários (células precursoras do óvulo) formados nos ovários. Esse é o número total que ela terá disponível ao longo da vida (Colville, 2010). Os ovócitos primários se mantêm inativos e imaturos, em estado de meiose interrompida, até que sejam recrutados como parte do ciclo ovariano no momento da ovulação, quando a meiose recomeça (Colville, 2010; Swenson; Reece, 2017). Cada ciclo ovariano, dependendo da espécie, produz um ou mais óvulos maduros, pois a ovogênese é projetada para produzir apenas uma pequena quantidade de óvulos por vez, uma vez que é o espermatozoide que vai se dirigir para a fertilização (Colville, 2010). A prenhez ocorre quando um óvulo maduro e um espermatozoide maduro se encontram na tuba uterina da fêmea, resultando na fertilização. Para que isso ocorra, a cópula deve ser coordenada no correto momento do ciclo estral, quando a fêmea está receptiva ao macho. Segundo Colville (2010, p. 846), em todos os animais domésticos comuns o acasalamento ocorre somente durante um período pré-definido em cada ciclo reprodutivo, no momento em que a chance de uma gestação bem-sucedida é maior. “Este período, em que a fêmea está receptiva ao macho, é denominado período de cio, ou estro, e é caracterizado por alterações físicas e comportamentais que informam a “janela de oportunidade” para o acasalamento com o macho”. O ciclo estral é o período que decorre entre o início de um cio e o início do cio seguinte. “Ele é controlado pelos hormônios da hipófise, o FSH e o LH. 6 Esses hormôniosestimulam a atividade nos ovários, fazendo com que uma ou mais células reprodutivas (óvulos) amadureçam e sejam liberadas” (Colville, 2010, p. 846). Além disso, eles também estimulam a produção hormonal do folículo em desenvolvimento (estrógenos) e do corpo lúteo (progestágenos), após a ovulação. Ao longo do ano, as vacas apresentam vários ciclos hormonais com duração de 18 a 24 dias (em média 21 dias), que se sucedem sem interrupções. Ao longo desse ciclo, encontramos: fase folicular, que compreende o crescimento folicular, o cio e a ovulação; e fase luteínica, quando há ação predominante da progesterona produzida pelo corpo lúteo, que se subdivide em outras quatro fases: proestro, estro, metaestro e diestro. • Proestro: esta fase tem duração média de 3 dias. É o período de desenvolvimento folicular, quando ocorrem manifestações não detectáveis ao olho humano, mas detectáveis por um touro ou rufião. É nesta fase que normalmente as fêmeas montam nas companheiras, mas ainda não se deixam montar pelos reprodutores. O proestro inicia com a regressão do corpo lúteo e termina no princípio do estro (Hafez; Hafez, 2004). Segundo Fails (2019, p. 353): o folículo ovariano (sob a influência de FSH e LH) aumenta de tamanho e começa a secretar estrógenos. [...] Os estrógenos absorvidos dos folículos para o sangue estimulam aumentos da vascularidade e do crescimento celular da genitália tubular na preparação para o estro e a prenhez. Mais tarde, no proestro, a parede vaginal se espessa e a vascularidade da genitália se amplia (p. ex., edema e vermelhidão) em preparação para a cópula. Em algumas espécies, a vulva libera uma secreção mucosa no fim do proestro. • Estro: é o período de receptividade sexual da fêmea (Figura 2), conhecido como cio, com duração entre 4 e 24 horas (média de 18 horas). Esta fase inicia com a elevação dos estrógenos provenientes de folículos maduros pouco antes da ovulação. O alto nível de estrógeno causa alterações físicas e comportamentais, como inquietação, vocalizações frequentes, levantamento da cauda e micção e diminuição da ingestão de alimentos e da produção de leite. Tais alterações sinalizam ao macho a disposição para o acasalamento. A ovulação ocorre cerca de 30 horas após o início do estro comportamental, o que condiz com a fase final do estro (Hafez; Hafez, 2004; Colville, 2010). 7 Figura 2 – Vaca em período de receptividade sexual aceitando a monta Crédito: ymgerman/Shutterstock. • Metaestro: fase pós-ovulatória, quando ocorre a formação do corpo lúteo. “As células da granulosa remanescentes no folículo vazio começam a se multiplicar sob estímulo do LH. Rapidamente produzem uma estrutura sólida, o corpo lúteo (corpo amarelo), do mesmo tamanho que o folículo maduro” (Colville, 2010, p. 847). Segundo Fails (2019, p. 353), “durante esse período, os níveis séricos de estrógenos diminuem e os de progesterona se elevam. Um corpo lúteo plenamente desenvolvido exerce influência notável sobre o útero”. A espessura do endométrio uterino aumenta e a genitália externa retorna ao seu estado antes do estro, quando os níveis plasmáticos de estrógenos caem. Esta fase tem duração de 3 a 4 dias, durante a qual fêmea não aceita mais a monta. • Diestro: esta fase inicia 4 dias após a ovulação e termina com a regressão do corpo lúteo. É um período de inatividade reprodutiva, com duração média de 14 dias. Segundo Colville (2010, p. 848): Se o animal acasalar e se tornar gestante, o corpo lúteo recebe um sinal endócrino do embrião em desenvolvimento e continua a existir por toda a gestação. Se o animal não estiver gestante, o corpo lúteo degenera no final do diestro. O animal volta para o proestro ou o ovário fica inativo e o animal entra em anestro. 8 Todos os estágios reprodutivos das fêmeas são controlados por uma associação entre o sistema nervoso central e os órgãos reprodutivos. Quando o sistema nervoso central recebe estímulos ambientais, sinaliza o fato para as gônadas pelo eixo hipotálamo-hipófise-gônadas. Esse processo ocorre da seguinte forma: inicialmente o hipotálamo produz o hormônio liberador de gonadotrofinas (GnRH), que estimula a produção de FSH (hormônio folículo estimulante) e LH (hormônio luteinizante) (Hafez; Hafez, 2004). O FSH, como próprio nome sugere, é o hormônio responsável por induzir o desenvolvimento dos folículos ovarianos, enquanto o LH é responsável pela maturação dos folículos, além de estimular a produção de estradiol, induzindo à ovulação, que leva à formação inicial do corpo lúteo (Hafez; Hafez, 2004). Podemos concluir que o pico de LH culmina com a ovulação. Após a ovulação, ocorre a formação do corpo lúteo, com produção de progesterona, responsável pela manutenção da gestação ou pela preparação para um novo ciclo folicular (Hafez; Hafez, 2004). De maneira simplificada, a progesterona faz a manutenção do ciclo estral da fêmea bovina. Nos casos de concepção, a progesterona produzida pelo corpo lúteo manterá a prenhez e inibirá a liberação de GnRH, para que o endométrio se prepare para a implantação do embrião (nidação), pelo bloqueio das contrações endometriais. Caso não haja fecundação, aproximadamente 16 dias após a ovulação ocorrerá a liberação de prostaglandina F2-alfa pelo endométrio, o que resulta na destruição do corpo lúteo (luteólise). Assim, ocorre regressão do corpo lúteo, com consequente diminuição da secreção de progesterona, iniciando uma nova onda folicular (Hafez; Hafez, 2004). Para maiores detalhes sobre a fisiologia da reprodução das fêmeas, sugerimos a leitura do item “Ciclo estral e fatores relacionados”, do capítulo 53, “Reprodução Feminina dos Mamíferos”, de Swenson e Reece (2017). TEMA 2 – AVALIAÇÃO REPRODUTIVA A avaliação reprodutiva tem o objetivo de analisar a capacidade de reprodução de machos e fêmeas, abrangendo tanto a avaliação direta como indireta de parâmetros relacionados aos órgãos reprodutivos, além das características gerais dos animais, incluindo nutrição e saúde. É importante destacar a ligação entre esses fatores para garantir a reprodutibilidade dos animais com fins comerciais e produtivos, buscando ainda o melhoramento do 9 rebanho. O manejo reprodutivo eficiente do rebanho bovino envolve análise de dados, escolha do momento adequado para a fertilização, escolha do sistema de acasalamento, oferecimento de dietas adequadas e controle de doenças. A seguir, veremos separadamente como podemos realizar a avaliação reprodutiva de machos e fêmeas. 2.1 Machos Fertilidade é a capacidade de gerar filhos normais, o que é essencial para o progresso genético e para a alta produtividade. Para que um touro seja considerado de alta fertilidade, o exemplar deve ser capaz de, durante 45 dias, tendo contato com 30 a 50 fêmeas, fecundar entre 80-85% delas nos primeiros 21 dias; ainda, o touro deve ser capaz de produzir ao menos 80 bezerros ao ano por monta natural, ou milhares por meio da inseminação artificial. Muitas vezes, a campo, é difícil o conhecimento das capacidades reprodutiva e genética reais do touro, devido a problemas de manejo, idade do reprodutor, aspectos relacionados a pastagens, deficiências nutricionais ou mesmo a problemas referentes às fêmeas, tais como reabsorção embrionária e doenças. Portanto, a única alternativa para se determinar o potencial reprodutivo real do touro, é através do exame de suas funções reprodutivas. (Silva; Dode; Unanian, 1993) Por meio do exame de aptidão reprodutiva, chamado de exame andrológico, e com a utilização de métodos adequados, é possível diagnosticar anormalidade em um ou mais órgãos genitais, além de problemas físicos ou qualidade espermática inferior, dados que ajudam a determinar média ou baixa fertilidade, e até mesmo esterilidade. O exame andrológico apresenta diversas fases: avaliação zootécnica; avaliação do comportamento reprodutivo;exame clínico geral; exame andrológico externo e interno; exame espermático; e avaliação das características físicas e morfológicas do sêmen (Silva; Dode; Unanian, 1993). Cada uma dessas fases compreende diversos exames. Vejamos os principais. Na avaliação do comportamento reprodutivo, é feita a análise da libido, que evidencia o interesse sexual do touro, a capacidade do touro de efetuar a monta nas fêmeas e a dominância social do touro no rebanho. No exame físico geral, são analisadas as condições que podem afetar a capacidade de monta dos touros, como as condições dinâmicas, a disposição e a habilidade de caminhar, as condições dos aprumos dinâmicos e estáticos, a 10 condição nutricional e a habilidade de o animal se alimentar (Hafez; Hafez, 2004). Já no exame físico do trato reprodutivo, são analisados os órgãos externos, como o pênis, o escroto e a consistência dos testículos, que devem estar dentro da normalidade em termos de tamanho e textura, com ausência de lesões, inflamações, infecções e demais patologias. Também são avaliados os órgãos internos, como a próstata e as vesículas seminais (Hafez; Hafez, 2004). Um exame essencial é a avaliação do perímetro escrotal, um indicador da produção espermática e da futura precocidade sexual das filhas e irmãs do touro (Hafez; Hafez, 2004). Figura 3 – Análise laboratorial do sêmen Crédito: Tong_stocker/Shutterstock. Outro exame fundamental é a avaliação do sêmen (Figura 3), que considera as características morfológicas do sêmen e as suas características físicas, como volume, aspecto, cor, odor, pH, motilidade, vigor, turbilhonamento, concentração e porcentagem de espermatozoides vivos e mortos (Hafez; Hafez, 2004). 11 2.2 Fêmeas A avaliação reprodutiva das fêmeas é feita, na maioria das vezes, considerando o histórico do rebanho. Geralmente, a seleção reprodutiva é feita ao longo das estações reprodutivas, por meio do descarte de fêmeas que apresentam problemas. O objetivo da avaliação e da seleção reprodutiva é reduzir ao máximo o intervalo entre partos. Para isso, é preciso priorizar que a fêmea retorne para a reprodução de preferência em menos de 90 dias após o parto. Outros fatores importantes são: elevação das taxas de concepção na primeira inseminação, para que seja maior que 60%, com número de concepções por inseminação menor que 1,5 inseminações/gestações; redução dos índices de aborto para menos de 3%, com prevalência da idade de 24 meses para o primeiro parto. Esses fatores são influenciados pela genética, mas também por aspectos como: nutrição, ambiente, raça, sistema de manejo e status sanitário do rebanho (Valle; Andreotti; Thiago, 2000). Figura 4 – Vaca limpando seu bezerro recém-nascido Crédito: goodbishop/Shutterstock. 12 Uma importante ferramenta para a predição da habilidade reprodutiva e produtiva das fêmeas bovinas é a avaliação do escore de condição corporal (ECC) das vacas, em três períodos: antes da estação de monta, no momento do parto e na desmama dos bezerros. Nesses momentos, os requerimentos nutricionais para manutenção da prenhez, lactação, ciclicidade estral e ovulação são maiores (Short; Adams, 1988). Os valores de ECC devem ser mantidos em escores intermediários nas fêmeas, pois ECC alto indica desperdício de energia, além de gerar impactos negativos sobre a taxa de concepção e acarretar doenças metabólicas (Valle; Andreotti; Thiago, 2000). Além da avaliação do histórico das fêmeas e do controle de índices zootécnicos, é possível realizar avaliações de cada fêmea individualmente, por meio da inspeção dos órgãos reprodutivos internos e externos, que devem estar dentro da normalidade em termos de tamanho e textura, com ausência de lesões, inflamações, infecções e demais patologias (Hafez; Hafez, 2004). Para facilitar a compreensão dos índices reprodutivos das fêmeas bovinas, analise as tabelas a seguir, que apresentam os índices reprodutivos ideais para bovinos de leite e corte. Tabela 1 – Índices reprodutivos para bovinos leiteiros Índices reprodutivos Ideal Período de Serviço 60 dias Intervalo entre partos 12 meses Vacas em cio 60 dias pós-parto >90% Taxa de prenhez ao primeiro serviço 65% Idade média ao 1º parto 24 meses Fonte: Ferreira, 1991 citado por Pegoraro et al., 2009, p. 14. Tabela 2 – Índices reprodutivos para bovinos de corte Índices reprodutivos Ideal Período de Serviço < 90 dias Taxa de prenhes > 90% Porcentagem de bezerros nascidos > 93% Fonte: Valle; Andreotti; Thiago, 2000. 13 TEMA 3 – MÉTODOS DE REPRODUÇÃO Hoje em dia, diversos métodos são utilizados na reprodução bovina, desde métodos naturais e tradicionais, até métodos modernos e inovadores, que utilizam fortemente a biotecnologia. Dentre os métodos utilizados, podemos citar: monta controlada; monta a campo; inseminação artificial; transferência de embriões; fertilização in vitro; produção de embriões in vitro; transferência nuclear; clonagem. O método mais simples e natural de reprodução é a monta natural a campo, que pode ser realizada em duas diferentes modalidades: a simples, quando as vacas são expostas a apenas um macho; e a múltipla, quando são expostas a vários touros. Ambos os sistemas apresentam como vantagem o fato de não demandarem a identificação do cio ou o transporte de vacas para a inseminação, o que ajuda a gerar economia de mão de obra e permite bons índices de concepção. O sistema múltiplo apresenta algumas desvantagens: desconhecimento da paternidade e desgaste dos machos pelo grande número de coberturas (Valle; Andreotti; Thiago, 2000). Figura 5 – Monta natural a campo Crédito: yougoigo/Shutterstock. 14 Para um melhor aproveitamento reprodutivo, atualmente é feita também a chamada monta natural controlada, quando a vaca é exposta ao touro, mas permitindo apenas uma ou duas montas. Para que essa técnica seja efetiva, deve ser realizada a adequada identificação do cio, pois caso a vaca não esteja no período de estro de ciclo estral, ela não permitirá a monta. As vantagens dessa técnica são o menor desgaste dos touros e o reconhecimento da paternidade no caso de prenhez; a desvantagem é o aumento na demanda de mão de obra. Apesar de os métodos tradicionais apresentarem índices aceitáveis de produtividade, a adaptação às novas tecnologias, por meio do desenvolvimento de biotecnologias, vem crescendo com o passar dos anos, em busca de aumento de produção e produtividade, com foco na redução de custos. O papel da biotecnologia é fazer com que os animais venham atingir os níveis adequados de qualidade e produtividade que o mercado tanto exige, justamente porque as características genéticas dos animais de produção podem ser rapidamente alteradas utilizando as técnicas biotecnológicas, em comparação aos métodos convencionais de seleções, na qual o grande objetivo das biotecnologias é produzir animais mais saudáveis e eficientes. (Silva, 2021, p. 43) Dentre as técnicas de reprodução assistidas pela biotecnologia, algumas se destacam por sua ampla utilização na atualidade. A primeira a ser desenvolvida (por volta de 1779) foi a inseminação artificial, que consiste em introduzir mecanicamente, com a ajuda de instrumentos específicos, o sêmen no aparelho reprodutor da fêmea, para que os espermatozoides fertilizem os ovócitos (Silva, 2021). Essa técnica é muito utilizada na reprodução animal, pois representa ganho genético do rebanho, pela acurácia e pela intensidade da seleção, com uso de touros de alto potencial genético. Além disso, ajuda a prevenir doenças sexualmente transmissíveis, por não haver contato direto entre o macho e a fêmea. “A pecuária bovina tem utilizado essa técnica em busca das vantagens que a mesma traz consigo, na qual um touro tem potencial de transferência de material genético capaz de inseminar 100.000 mil fêmeasdurante a vida útil, o que demonstra o grande potencial de disseminação dessa genética” (Silva, 2021, p. 44). Além de aumentar o número de filhos para cada reprodutor, essa técnica reduz os gastos com touros na propriedade, uma vez que é possível adquirir diretamente o sêmen do reprodutor escolhido. Ela ainda permite o nascimento 15 de bezerros após a morte de reprodutores, além de possibilitar a utilização de sêmen sexado. Nessa técnica, inicialmente é realizada a coleta do sêmen, em geral com a utilização de uma vagina artificial (porém existem outras técnicas). Em seguida, o sêmen é avaliado em laboratório, para que seja feito um controle de qualidade, possibilitando a sua diluição para posterior utilização. A completa análise da amostra engloba: avaliação microscópica, que é a análise de volume, cor, aspecto e pH do ejaculado; e avaliação microscópica, que observa motilidade, morfologia, concentração, turbilhonamento e vigor dos espermatozoides (Silva, 2021). Figura 6 – Coleta de sêmen com vagina artificial Crédito: Alf Ribeiro/Shutterstock. Após a avaliação, se não for utilizado logo em seguida, o sêmen pode ser adicionado de crioprotetor para que seja congelado por tempo indefinido, o que facilita a logística e a sua utilização. “No congelamento, o sêmen é envasado nas palhetas plásticas, essas que são colocadas dentro de botijões com nitrogênio 16 líquido a uma temperatura de -196ºC, sendo que a técnica depende de cuidados específicos, que se resume basicamente na melhor escolha do crioprotetor” (Silva, 2021, p. 45). De forma semelhante, e com as mesmas vantagens da inseminação artificial, existe outro método chamado de inseminação artificial em tempo fixo (IATF). De maneira geral, o processo é o mesmo, a diferença está no acompanhamento da fêmea. Na IATF, é realizado um tratamento hormonal para a sincronização da onda folicular, processo capaz de aumentar a taxa de serviço para até 100%, apresentando ainda a vantagem de concentração dos partos. O sucesso na utilização de inseminação artificial abriu caminho para outras tecnologias reprodutivas, como a transferência de embriões (TE), relatada pela primeira vez em 1890 com coelhos, ainda que só tenha sido utilizada pela primeira vez com bovinos no ano de 1951 (Silva, 2021). A TE é uma biotécnica formada por diversas etapas, iniciando com um tratamento hormonal em uma fêmea de alta qualidade genética, para que ela tenha múltiplas ovulações – ou seja, para aumentar ao máximo o número de ovócitos. Em seguida, a fêmea é inseminada; após a formação do embrião, ele é coletado, isolado, avaliado e cultivado (Figura 7), para que finalmente seja criopreservado (congelado) para futura transferência, ou transferido para uma fêmea receptora que dará continuidade à gestação. Figura 7 – Preparo de um embrião de bezerro em laboratório para a realização de uma transferência de embrião Crédito: Lakeview Images/Shutterstock. 17 Outra biotecnologia utilizada na reprodução é a produção in vitro de embriões (Mello et al., 2016, citados por Silva, 2021, p. 50): é caracterizada por fazer o intercâmbio entre os gametas do macho e da fêmea fora no sistema reprodutor, permitindo a formação de um novo indivíduo, sendo que, para tal, a técnica exige etapas claras para o processo, sendo a coleta dos ovócitos, maturação in vitro, fecundação in vitro e cultivo in vitro. O intuito da produção in vitro de embriões é maximizar o potencial reprodutivo de fêmeas bovinas e melhorar os indicadores de produtividade. Tanto a produção in vitro de embriões quanto as outras biotécnicas aqui estudadas têm o intuito de maximizar a exploração do potencial reprodutivo dos rebanhos bovinos, viabilizando a utilização de animais mais jovens na reprodução, o que diminui o intervalo de gerações e permite a seleção de matrizes potenciais, levando à produção de novilhas de reposição apenas de animais geneticamente superiores, o que contribui para a otimização do melhoramento genético. TEMA 4 – SISTEMAS DE CRUZAMENTO Tanto na cadeia produtiva da carne quanto na cadeia produtiva do leite, cada vez mais existe a necessidade de ajustes nos sistemas de produção, em busca de vantagens econômicas produtivas. Nesse sentido, uma importante ferramenta que vem sendo utilizada é o cruzamento entre animais de raças diferentes (Bos taurus taurus com Bos taurus indicus), com o intuito de promover o melhoramento genético da progênie, procurando obter vigor híbrido ou heterose, que é a reunião de boas características de duas ou mais raças, gerando produtos com desempenho superior à média dos pais (Euclides Filho, 1997; Miranda; Freitas, 2009). De acordo com Euclides Filho (1997, p.7): Existem várias formas de se desenvolver programas de cruzamentos, as quais são denominadas de sistemas de cruzamentos. É importante salientar, no entanto, que nenhum sistema é adequado para todos os rebanhos ou sistemas de produção. A escolha deles vai depender de diversos fatores, tais como: 1) ambiente, 2) exigência de mercado, 3) mão-de-obra disponível, 4) nível gerencial, 5) sistema de produção, 6) viabilidade de uso de inseminação artificial, 7) objetivo do empreendimento, 8) número de vacas, e 9) número e tamanho dos pastos. 18 De maneira geral, os cruzamentos podem ser de três tipos. • Sistema de cruzamento simples: envolve apenas duas raças, produzindo mestiços na primeira geração (F1). Machos e fêmeas destinados ao abate (não há continuidade). Porém, é preciso manter parte das fêmeas como rebanho puro, para a reposição tanto do rebanho puro quanto do rebanho de mestiços. A proporção do rebanho total de fêmeas envolvidas no cruzamento é importante para a seleção. Se não for possível, será necessário adquirir fêmeas de outros criadores (Tabela 3). Tabela 3 – Esquema de cruzamento simples, composição genética dos pais e progênie e heterozigose Composição genética (%) Pai Mãe* Progênie* Heterozigose* A B A B (%) 100 100 50 50 100 * Percentagem esperada Fonte: Euclides Filho, 1997, p.13. • Sistema de cruzamento contínuo ou absorvente: a ideia é substituir uma raça ou "grau de sangue" por outra, por meio do uso contínuo da segunda. Neste sistema, as fêmeas resultantes do cruzamento são acasaladas sucessivamente com machos de uma das raças iniciais. Na quinta geração, o patrimônio genético da população é igual a 31/32 da raça absorvente. São os chamados “puros por cruza” ou “PC” (Tabela 4). 19 Tabela 4 – Esquema de cruzamento contínuo, composição genética dos pais e progênie e heterozigose Composição genética (%) Pai Mãe* Progênie* Heterozigose* A A B A B (%) 100 - 100 50 50 100 100 50 50 75 25 50 100 75 25 87 13 25 100 87 13 94 6 13 100 94 6 97 3 6 100 97 3 98 2 3 100 98 2 99 1 2 * Percentagem esperada Fonte: Euclides Filho, 1997, p. 13. • Sistema de cruzamento rotacionado ou alternado contínuo: neste sistema, as várias gerações de fêmeas são acasaladas sucessivamente com machos de diferentes raças, sendo alternadas a cada geração, podendo ser alternada entre duas ou mais raças. É essencial que as raças sejam semelhantes em algumascaracterísticas, como tamanho corporal e produção de leite (Tabelas 5 e 6). 20 Tabela 5 – Esquema de cruzamento rotacionado de duas raças, composição genética dos pais e progênie e heterozigose Composição genética (%) Pai Mãe* Progênie* Heterozigose* A B A B A B (%) 100 - 100 50 50 100 100 50 50 25 75 50 100 25 75 63 37 75 100 63 37 31 69 63 100 31 69 66 34 69 100 66 34 33 67 66 100 33 67 67 33 67 100 67 33 33 67 67 * Percentagem esperada Fonte: Euclides Filho, 1997, p. 14. Tabela 6 – Esquema de cruzamento rotacionado de três raças, composição genética dos pais e progênie e heterozigose Composição genética (%) Pai Mãe* Progênie* Heterozigose* A B C A B C A B C (%) 100 100 50 50 - 100 100 50 50 25 25 50 100 100 25 25 50 12 62 25 75 100 12 62 25 56 31 12 88 100 56 31 12 28 16 56 88 100 28 16 56 14 58 28 84 21 100 14 58 28 57 29 14 86 100 57 29 14 29 14 57 86 * Percentagem esperada Fonte: Euclides Filho, 1997, p. 14. Para se aprofunda nessa temática, sugerimos a leitura detalhada do item “Sistemas de Cruzamento”, do material produzido pela Embrapa Gado de Corte, chamado “O melhoramento genético e os cruzamentos em bovino de corte” (Euclides Filho, 1997). Para a formação e a fixação de uma nova raça sintética, é necessário estabelecer o acasalamento entre touros e vacas mestiças, geralmente de um mesmo grau de sangue. Tais raças advêm do cruzamento entre Bos taurus taurus (taurinos) e Bos taurus indicus (zebuínos). As principais raças sintéticas são: • Girolando: composta por ⅜ Gir e ⅝ Holandês. • Santa Gertrudis: composta por ⅜ Brahman e ⅝ Shorthorn. • Brangus: composta de ⅜ Brahman e ⅝ Abeerden Angus. • Simbrasil: surgiu no Brasil, composta com sangue zebu, em especial Nelore, com ⅝ de sangue da raça Simental. • Bradford: composta de ⅜ Brahman e ⅝ Hereford. • Canchim: raça brasileira, composta de ⅝ Charolês e ⅜ Indubrasil. • Bonsmara: raça sul-africana, ⅝Afrikaner, 3 16� Hereford e 3 16� Shorthorn. Para uma melhor compreensão da formação de uma raça sintética, observe o diagrama de formação para a raça Girolando. 22 Figura 8 – Girolando: diagrama de formação Créditos: Wasteresley Lima. TEMA 5 – MELHORAMENTO GENÉTICO NA BOVINOCULTURA BRASILEIRA O melhoramento genético tem por objetivo avaliar as características econômicas de um animal para prever os seus valores genéticos. Isso é feito usando procedimentos estatísticos para distinguir os efeitos genéticos aditivos de outros fatores. Esse método é importante porque permite classificar os animais para fins de seleção, buscando alcançar o melhor resultado econômico possível. Um dos maiores avanços da ciência para a transformação da pecuária bovina no Brasil foi a melhoria genética do rebanho. A introdução de gado zebu na região central do Brasil foi fundamental para o crescimento nessa área, tendo se tornado a base do rebanho brasileiro, que agora aproveita técnicas avançadas, como fecundação in vitro, produção de embriões e clonagem (Embrapa, 2023). A evolução genética das raças criadas no Brasil se baseia em técnicas amplamente usadas, comprovadas em todo o mundo, graças à contribuição de produtores rurais e profissionais técnicos especializados e capacitados. A pesquisa visa aperfeiçoar as melhores características genéticas através do cruzamento de diversas raças, resultando em ganhos em rusticidade, resistência 23 a doenças e parasitas, desempenho, eficiência e qualidade. O Brasil evoluiu de importador para exportador de genética superior (Embrapa, 2023). Independentemente da espécie e da aptidão do animal, os programas de melhoramento genético são essenciais para que sejam feitos monitoramento e avaliação contínuos dos avanços obtidos em seus objetivos de seleção, considerando ainda a estrutura e a diversidade genética da população. O monitoramento possibilita analisar o caminho percorrido e traçar novas rotas para o futuro (Bruneli et al., 2020). Figura 9 – Programas de melhoramento genético Crédito: Siberian Art/Shutterstock. Para planejar um programa de melhoramento genético, é necessário ter clareza sobre os objetivos de seleção e os critérios que vão ser utilizados. Em seguida, é feita uma análise fenotípica do animal e do ambiente em que foi coletada, para obter o seu Pedigree. Com o avanço da avaliação genômica, há uma ajuda adicional na identificação de características que não podem ser analisadas fenotipicamente. Atualmente, a precocidade sexual está em destaque, pois apresenta correlação positiva com a lucratividade dos sistemas de pecuária de corte. 24 Para aumentar a produtividade do rebanho, melhorando os índices produtivos, devem ser instaurados programas de melhoramento genético. Para isso, o primeiro passo é (Yokoo et al., 2019, p. 9): Obter os dados dos animais a campo, ou seja, controlar a produção, repassando-os de forma correta para o sistema de gerenciamento do rebanho, que geralmente é formado por programas computacionais e fichas de controle. Esta base para se obter dados de campo com qualidade, fornece subsídios para a tomada de decisões em uma empresa rural, no programa de avaliação e melhoramento genético, antes mesmo de selecionar os animais e planejar os acasalamentos. Em seguida, é feita a avaliação genética dos animais, com raqueamento, seleção, acasalamento e inseminação artificial, para no fim identificar os animais superiores, de acordo com as características selecionadas e os objetivos almejados. No Brasil, nos últimos anos, a pecuária vem mostrando grandes avanços. Cada vez mais, ela se destaca na evolução da economia e no desenvolvimento do País. Esse destaque se deve à modernização da bovinocultura, principalmente da bovinocultura de corte, o que vem gerando melhorias na produtividade dos sistemas de produção e na qualidade do produto. Essa modernização relaciona-se principalmente com avanços no manejo, na alimentação e no potencial genético dos animais (Alencar; Barbosa, 2010, p. 1): Para o país aumentar a produção e manter os mercados ou conquistar novos, inclusive de melhor remuneração, é necessário ter competitividade, ou seja, é preciso que o setor tenha bom desempenho e seja eficiente, para disponibilizar produtos de qualidade a preços acessíveis. Nesse contexto, melhorias do potencial genético dos animais e sua adequação ao ambiente e ao manejo continuam sendo pontos importantes para se alcançar maior eficiência dos sistemas. Para compreender onde estamos hoje e onde podemos chegar com relação ao melhoramento genético, precisamos entender o início da bovinocultura no Brasil, nas primeiras décadas após o seu descobrimento, quando os colonizadores introduziram no Brasil os primeiros bovinos de origem europeia. Com a mistura e a adaptação desse gado, surgiram as diferentes raças brasileiras, como o Curraleiro, o Franqueiro, o Caracu, o Mocho Nacional, o Crioulo Lageano e o Pantaneiro. Já no início do século XIX, começaram as importações de gado Zebu, que mais tarde, no início do século XX, passou a ser importado em maior escala, quando foi definitivamente introduzido no Brasil o Zebu indiano. Por conta de sua adaptação às condições de criação do País, ele foi amplamente utilizado em 25 cruzamentos absorventes com o gado crioulo. Assim, até hoje grande parte do rebanho bovino brasileiro é formado por gado Zebu ou por animais mestiços de Zebu. Apesar da adaptabilidade do gado Zebu às condições das regiões de clima tropical, procurou-se buscar para o Brasil genótipos adaptados às nossas condições de clima, mas com características produtivas semelhantes às dos animais de raças européias, mais produtivas no seu ambiente de produção, como resultado de processos de seleção de vários séculos. (Alencar; Barbosa, 2010, p. 2)Foi assim que teve início no Brasil a formação de raças compostas, originárias do cruzamento de duas ou mais raças, com a utilização sistemática do cruzamento entre raças das espécies taurinas (Bos taurus) e zebuínas (Bos indicus), tendo como resultado animais com bom potencial produtivo em ambientes tropicais, como consequência da heterose e da complementaridade entre raças. Com isso, surgiram no Brasil diversas raças sintéticas para a produção de carne, por exemplo: Indubrasil, Canchim, Braford e Simbrasil. É importante destacar que diversos trabalhos continuam sendo conduzidos no intuito de formar novas raças, sempre em busca de melhores resultados produtivos e econômicos. A busca por melhoramento genético animal consiste na alteração da composição genética das populações, a partir de duas estratégias principais: seleção e sistemas de acasalamento, com exploração da variabilidade biológica dos animais dentro das espécies. Atualmente, podemos colocar o melhoramento genético dos rebanhos como um dos fatores fundamentais para o progresso do setor produtivo da bovinocultura brasileira. Porém, as “pressões de mercado e de competitividade impostas sobre o setor continuam a exigir melhorias do potencial genético dos animais e sua adequação ao ambiente e ao manejo” (Alencar; Barbosa, 2010, p. 7). A clara definição dos objetivos de seleção facilita a elaboração de critérios de seleção mais adequados para os sistemas de produção e as exigências de mercado. Dessa forma, as informações geradas pelos marcadores genéticos poderão ser utilizadas nos programas de melhoramento genético e biotecnologias da reprodução, contribuindo para o aumento da intensidade de seleção. Além disso, a caracterização das raças e dos cruzamentos entre elas, nos diferentes tipos de ambiente e manejo, deve subsidiar a decisão do produtor com relação à adequação do ambiente para o tipo de animal que ele busca criar. 26 FINALIZANDO Concluímos aqui a nossa discussão. Compreendemos a fisiologia da reprodução, tanto nos machos, abordando a espermatogênese, que se divide em espermatocitogênese e espermiogênese, quanto nas fêmeas, conhecendo a oogênese e a importância do ciclo estral, dividido em fase folicular e fase luteínica. Vimos também como funciona a avaliação reprodutiva em machos e fêmeas, que abrange tanto a avaliação direta como indireta de parâmetros relacionados aos órgãos reprodutivos, bem como características gerais dos animais, incluindo nutrição e saúde. Já no terceiro tópico, vimos os principais métodos de reprodução: monta natural a campo; monta natural controlada; inseminação artificial; inseminação artificial em tempo fixo; transferência de embriões. Conhecemos também as suas vantagens e desvantagens para a criação. No tópico seguinte, abordamos os três principais sistemas de cruzamento: simples, contínuo e rotacionado. Vimos ainda como se desenvolvem as raças sintéticas. Por fim, concluímos analisando o melhoramento genético na bovinocultura brasileira, tematizando a evolução genética das raças criadas no Brasil e o desenvolvimento e as vantagens dos programas de melhoramento genético. Em outro momento, vamos analisar as ferramentas de seleção animal e os panoramas do ganho genético no Brasil e no mundo! 27 REFERÊNCIAS ALENCAR, M. M. de; BARBOSA, P. F. Melhoramento genético de gado de corte no Brasil. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE MELHORAMENTO ANIMAL, 8., 2010, Maringá. Anais... Maringá: SBMA, 2010. Disponível em: <https://www.alice.cnptia.embrapa.br/alice/handle/doc/856665>. Acesso em: 27 abr. 2023. BRUNELI, F. A. T. et al. 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