加州牧场现饲养超过500万头牛,多数牛喜欢在山谷或河边逗留、吃草,牛的这种习性极易造成部分河岸的过渡放牧,而山坡的优质草场资源被浪费。但是,有的牛拥有不同习性,比如酷爱登山、喜欢边走边吃。如果能让牛多去山坡吃草,将有助于提升加州甚至整个美国西部农场的产量,促进牧场的可持续发展能力。基于此,一批研究人员正在设计操作简便、成本低廉的基因检测方式,帮助农场主繁殖登山牛,改善牧场中牛的分布结构。加利福尼亚大学戴维斯分校(California, Davis)动物遗传学专家胡安·梅德拉诺(Juan Medrano)就是其中的一位科学家,目前,他正与墨西哥州立大学草原学教授德瑞克•拜里(Derek Bailey)及科罗拉多州立大学的动物遗传学专家弥尔顿·托马斯(Milton Thomas)等开展合作研究 。胡安·梅德拉诺说:“这项研究可谓激动人心。借助DNA技术对牛的产奶量、生长速度等生产性状进行测试和培养还算容易,但鉴别有关动物行为的遗传标记还是前所未有的。研究结果可能对食品安全和牧场管理产生巨大影响。”该项研究获得了“西部可持续农业研究与教育”项目(Western Sustainable Agriculture Research and Education)的经费支持。
加州的山地丘陵广布,三分之一土地都是牧场,多达3, 800万英亩,多数地区有专人看管,用以养殖牲畜。放牧不仅能为牲畜提供食物,对环境也大有裨益。通过放牧能够清理杂草和入侵物种,还能涵养水源,固存二氧化碳,保护稀有动植物栖息地。但是,如果过度放牧,特别是牛在河边出没过于频繁,也会带来危害。譬如,牛粪、产犊等行为会影响水质,危及河流下游居民。加州就是一个典型的例子,当地80%的饮用水和灌溉用水都储蓄在牧场中,或者流经牧场。
加州大学戴维斯分校的研究人员已经和当地牧场主合作了几十年,针对过度放牧、牛频繁聚集在河边等问题研究出了一些对策,如搭建栅栏、在远离河流的山脊提供水源和舔食盐块。但是,牧牛工经常在低洼牧场放牛,这些对策对人力的消耗比较大,只能暂时性缓解问题。墨西哥州立大学草原学教授德瑞克·拜里多年从事牛研究,具有丰富的研究经验。他发现有些牛像鹿一样喜欢爬山,就算草长到它们肚子那么高,它们还是会直奔山丘。借助登山牛喜欢爬山这一特征,进行动物天性和人工培训相结合的实验研究,或许可以成为行之有效的解决方法。梅德拉诺的研究团队很快将设计出基因测序方法,对小牛犊是否会继承父系的登山特征进行测序。
为了挑选登山牛,梅德拉诺的研究团队对西部3个州中7个农场的180头牛进行测试,分别为每头牛套上装有GPS定位功能的项圈,每隔10分钟采集一次数据,每个观察周期持续一个月。对牛去山坡的频率、爬坡高度及离水源地的距离等参数进行了统计并采集血样,进行染色体共性分析。结果发现,控制运动、动机和空间学习的基因存在重合部分。据梅德拉诺介绍,目前实验开展得非常顺利,很快就能针对牛的爬山行为进行特征培育。
众所周知,不论是动物还是植物,特征培育结果经常会出乎意料,比如会出现患病率增加、小牛太轻等问题。研究人员也非常重视这个问题,目前尚未发现登山行为与不良性状有直接关系。此外,研究发现登山牛的小牛断奶体重、怀孕率、血压、性情等指标反而普遍高于普通牛。研究人员认为通过特征培育方法培育登山牛,并朝着这个方向移动钟形曲线(bell curve),再辅以搭建栅栏、人工放牧等管理手段会取得良好的成效,加州牧场主们也很期待这种做法。培育登山牛,牧草消耗会比较均衡,既有利于牲畜生长,又可以保护环境,对生态和经济都有好处。
(编译 梁晓贺)