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  Metabolismo e eficiência em incorporar biomassa
25/03/2012
atualizado em: 13/04/2012
Naturalmente os organismos crescem até atingir o peso máximo e um balanço entre a taxa de anabolismo/catabolismo determina a velocidade em que a massa máxima é atingida. Aqui é possível ver uma aplicação interessante desses conceitos.

Área(s) de Atuação que o Presente Artigo trata
Biologia
Meio Ambiente e Biodiversidade
Biomonitoramento


Metabolismo e eficiência em incorporar biomassa

William Roberto Luiz Silva Pereira

Os zootecnistas e pecuaristas têm grande interesse em saber quando um animal (gado, cabra, cordeiros, suínos, galinhas, etc.) desenvolverá o peso ideal necessário para abate e é claro, depois de tanto esforço em criá-lo associado ao gasto com rações, tratamento veterinário, vacinas, etc., é preciso saber se compensa investir tanto para ter um retorno satisfatório na venda do kg da carne.

E no melhoramento animal, zootecnistas desenvolvem técnicas (melhoramento genético ou cruzamentos entre raças) buscando as melhores características animais (carne, quantidade de ovos, quantidade de leite) para permitir que o criador obtenha as melhores vantagens em seus criadouros.

No programa de melhoramento genético de aves da EMBRAPA, foram desenvolvidos e são comercializados as linhagens EMPRABA-011, para produção de ovos de mesa na cor branca e a EMBRAPA-021 selecionadas para que os frangos descendestes dos cruzamentos sejam vendidos.  E por fim, a linhagem EMBRAPA-031 é comercializada para produção comercial de ovos de mesa de cor marrom (Figueiredo et al., 1998).

As galinhas industriais EMBRAPA 031 foram obtidas a partir do cruzamento de duas outras raças: Rhode Island Red e Plymouth Rock Branca (fig. 1). Essas duas raças foram desenvolvidas na América do Norte e são raças puras utilizadas em criações semi-intensivas ou extensivas (as chamadas “caipiras”) (Julião, 2003).

As equações de crescimento ontogenético (crescimento do ser vivo desde a formação até a sua morte) descrevem os princípios biológicos que determinam a incorporação de biomassa por indivíduo ao longo do tempo (ver Crescimento em biomassa, de bactérias a baleia-azul). E além disso permite que parâmetros biólogicos fundamentais sejam encontrados e analisados. No melhoramento animal esses parâmetros fornecem um maneira de medir a eficiência dos animais melhorados.

As equações possuem as formas fundamentais, uma delas chamada de Equação de Bertallanfy-Richards e outra que eu chamei de Equação de West-Banavar (West e al., 2001; Banaver et al., 2002) que podem ser conferidas na fig. 2, e possuem os parâmetros a, b, m0, M e um expoente γ. O primeiro parâmetro é a constante de anabolismo, que define a taxa de incorporação de biomassa que o organismo irá manter durante toda a sua vida; o segundo parâmetro é a constante de catabolismo (que aparece negativa na fórmula) e que determina a taxa de perda de biomassa O terceiro é a massa inicial (massa do indivíduos ao nascer) e o quarto é massa máxima atinginda pelo organismo. Por fim o quinto termo é o expoente de metabolismo basal e quando assume o valor de γ=3/4 é definido ser o expoente de Kleiber (1932). As constantes de anabolismo e catabolismo são taxas vitais, pois elam são diretamente relacionadas aos processos metabólicos. A taxa de variação instantânea anula em dm/dt = 0 e matematicamente isso ocorre quando M=(a/b)1/(1-γ), ou seja, quando o organismo atinge o peso máximo. Esse termo define que a massa máxima só ocorre quando a constante de anabolismo é maior que a constante de catabolismo, necessariamente fazendo a massa máxima ser positiva.

A forma da solução da das duas equaçoes diferenciais permitem que os resultados teóricos sejam aproximados aos dados experimentais, revelando os termos a, b. Os parâmetros m0 e M são encontrados na literatura mas também surgem com o ajuste dos dados à curva teórica (através do Método dos Mínimos Quadrados).

Figueiredo et al., (2001a e 2001b) disponibilizaram os dados de peso (g) e idade (semana) das galinhas EMBRAPA 031. Aplicando as curvas de crescimento ontogenéticos e ajustando aos dados, considerando m0=70g (um pouco menor que o valor observado) e M=2350 (o peso máximo observado), encontramos a=0,37 e b=0,053. O valor da constante de catabolismo foi encontrado através da fórmula b =(a/M)γ seguindo West et al. (2001). Depois de encontrado o ajuste dos pontos aos dados pela plotagem de West-Banavar, o crescimento ontogenético foi simulado na equação generalizada de Bertallanfy-Richards, mantendo o expoente universal de γ = ¾ (fig. 3)

As duas equações usadas ao mesmo tempo permite que os dados sejam verificados em ambas, pois são intercambiáveis. E além do mais, na plotagem de West-Banavar, a constante de anabolismo fica explícita e na equação de Bertallanfy-Richards, é a constante de catabolismo quem fica. As duas juntas funcionam como contra-prova uma da outra.

Os resultados revelados nos parâmetros mostraram claro efeito da constante seleção artificial que  o homem executa desde os primórdios para melholhar a oferta de carne e de ovos das galinhas. West et al. (2001) encontraram para galinhas o valor de a=0,47 para uma massa máxima de M=2100g. Quando comparado com a=0,37 e M=2350g das galinhas poedeiras, podemos verificar desde já que a galinha de West atinge o peso máximo mais rapidamente que a galinha poedeira, numa velocidade 27% maior.

Para a galinha botar tantos ovos, parece que ela adotou uma estratégia em retardar a velocidade para atingir seu peso máximo, permitindo deslocar parte da sua energia metabólica para botar ovos. Seguindo a fig. (4) ela começa a botar ovos por volta do 140º dia de vida, quando seu peso teórico é de 1650g, faltando 42,4% para atingir seu peso máximo. O pico de postura ocorre no 196º dia, quando seu peso teórico é de 1980g, faltando 18,68% para atingir seu peso máximo teórico.

O que ocorreria com a galinha poedeira se ela tivesse a constante de anabolismo maior. Ao fazer isso, ela atingiria mais rapidamente o peso máximo. Será que a idade da primeira postura seria antecipada? E se a resposta fosse afirmativa, será que ela conseguiria manter ou aumentar o redimento de mais de 300 ovos colocados durante o seu tempo de vida?

Essa pergunta só será respondida se os pesquisadores encontrarem um galinha mais eficiente que a EMBRAPA 031, que segundo alguns autores, é consideravelmente eficiente.

E quanto aplicamos as equações de Bertalanffy-Richards e West-Banavar em pesos de frango fêmea de abate? Os dados podem ser conferidos em Scampim (2008), mas apenas até a idade de 68 dias (ou pouco além da idade de abate atual, de 48 dias).

O modelo prevê a=0,71 e M=4900g, (fig. 3) valores bem acima de a=0,37 e M=2350g para as galinhas poedeiras e a=0,47 e M=2100g para a galinha estudada por West et al. (2001). Isso quer dizer que os frangos fêmeas de abate atingem o peso máximo 91,8% mais rápido comparado com a galinha poedeira e 51% mais rápido do que comparado com a galinha de West. Portanto, está bem claro que as galinhas poedeiras realmente tem a constante de anabolismo bem menor, podendo estar associado a sua eficiência em botar ovos e os frangos fêmea de abate tem uma constante de anabolismo maior justamente para crescer mais rápido, até atingir o ponto de inflexão da curva, que é o ponto ideal de abate.

BIBLIOGRAFIA

Banavar, J. R., Damuth, J., Maritan, A & Rinaldo, A. 2002. Scaling and universality in ontogenetic growth. Nature, 420: 626-626.

Julião, A. M. 2003. Avaliação da composição centesimal e aceitação sensorial da carne de frangos de linhagens comercial e tipo colonial comercializadas em nível varejista. Dissertação. Universidade Federal Fluminense.

Figueiredo, E. A. P., Schmidt, G. S., Rosa, P. S e Ledur, M. C. 1998. O programa de melhoramento genético de aves da EMBRAPA. III Simpósio Nacional de Melhoramento Animal, Anuário da pecuária brasileira: 277-306.

Figueiredo, E. A. P., Avila, V. S., Rosa, P. S. e Jaenisch, F. R. F. 2001(a). Cria e recria das poedeiras de ovos castanhos EMBRAPA 031. Instrução técnica para o avicultor: Área de Comunicação Empresarial. EMBRAPA-Suínos e Aves.

Figueiredo, E. A. P., Avila, V. S., Rosa, P. S. e Jaenisch, F. R. F. 2001(b). Produção de ovos das poedeiras de ovos castanhos EMBRAPA 031. Instrução técnica para o avicultor: Área de Comunicação Empresarial. EMBRAPA-Suínos e Aves.

Kleiber, M. 1932. Body size and metabolism. Hilgardia 6: 315–351.

Scapim, J. 2008. Modelo de von Bertalanffy generalizado aplicado à curvas de crescimento animal. Dissertação apresentada ao Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica, UNICAMP.

West, G. F., Brown, J. H. and Enquist, B. J. 2001. A general model for ontogenetic growth. Nature 413, 628-631.


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