Studies on the response of lambs and ewes to changes in the ambient climate owing to climate change
Date
2022-12
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Stellenbosch : Stellenbosch University
Abstract
ENGLISH ABSTRACT: This study investigated the impact of climate instability on neonatal lamb behaviour as a proxy for
lamb survival in a winter lambing season in the Western Cape, as well as the impact of increased
temperatures on heat stress indicator traits in mature ewes in the Western and Eastern Cape.
Historic data were used to establish the relationship of neonatal lamb behaviour with cold stress
and to derive genetic parameters for early lamb behaviour. Merino lambs of the Elsenburg flock were
phenotyped for behaviour latencies from birth to first standing (LTBS) and from standing to first
suckling (LTSS). These data were analysed in relation to a cold stress gradient (CSG) derived from
a combination of wind, rain, and temperature. The flock consisted of a line selected for number of
lambs weaned per ewe mated (NLW; the High or H-Line) and a line selected against NLW (Low or
L-Line). H-line lambs progressed faster from standing to first suckling than L-line lambs.
Increased CSG-levels resulted in 18% faster progress in LTBS when mild conditions at 800kJm⁻²h⁻¹
were compared to stressful conditions at 1200kJm⁻²h⁻¹. LTSS was compromised by 76.0% as CSG-values
increased from 800kJm⁻²h⁻¹ to 1200kJm⁻²h⁻¹. Heritability estimates were
0.22 for LTBS and 0.06 for LTSS. The maternal heritability for LTBS was 0.06 and the dam permanent
environment variance ratio 0.09 for LTSS. The traits were not genetically correlated. Further
research is required to understand the responses of lambs to cold stress. Average temperatures are
likely to increase, resulting in hotter and dryer conditions in South Africa. The impact of these
changes on animal production and welfare is not well-defined. Three trials were conducted on 10 to
20 mature, dry ewes at 2 locations to determine the homeothermic response of nine sheep breeds
between 2016 and 2022. These breeds were the Dohne, Dormer, Dorper, Ile de France, Meatmaster,
Merino, Namaqua Afrikaner, South African Mutton Merino (SAMM) and White Dorper. They were studied
in different combinations across trials. On days forecast to be hot at noon, animals were assessed
under cool conditions in the morning and hot conditions at noon/afternoon by monitoring individual
rectal temperature, eye temperature (thermal imaging), spot temperature, and respiration rate. The
increased heat in the afternoon sessions markedly increased all traits across trials. In general,
hair breeds (Dorper, White Dorper, Meatmaster, and particularly Namaqua Afrikaner) were able to
maintain lower basal respiration rates compared to the wool breeds originating from temperate
regions (Dohne, Dormer, Ile de France, Merino, and SAMM). These results suggest that hair sheep and
hardy indigenous breeds such as the Namaqua Afrikaner may cope better with the anticipated higher
heat load in the future when compared to the breeds originating from temperate regions. Rectal
temperature was low- moderately repeatable across trails, while outcomes for respiration rate and
spot temperature were more variable and commonly affected by the reranking of ewes across sessions
as well. Eye temperature was not repeatable. There is still marked scope for research on ovine
adaptation to heat stress conditions in South Africa.
AFRIKAANSE OPSOMMING: Die impak van ‘n onstabiele klimaat is ondersoek deur neonatale lamgedrag as aanduiding van lamoorlewing in die Wes-Kaap en hittestresindikatoreienskappe se reaksie op ‘n verhoogde vlak van hittestres in die Wes- en Oos-Kaap te ondersoek. Historiese data is gebruik om die verwantskap van lamgedrag met kouestres te ondersoek en terselfdertyd genetiese parameters vir vroeë lamgedrag te beraam. Merinolammers op Elsenburg is aangeteken vir die gedragstye van geboorte tot staan (LTBS) en van staan tot suip (LTSS). Hierdie data is in verhouding tot ’n kouestresgradiënt (CSG), gebaseer op wind, reën en temperatuur, ontleed. Die kudde het uit lyne wat vir aantal lammers gespeen (NLW; die Hoë of H-Lyn) en teen NLW (Lae of L-Lyn). H-lyn lammers het vinniger van staan tot suip gevorder as L-lyn lammers. ’n Toenemende CSG het gelei tot ‘n 18% vinniger vordering in LTBS gelei, as gematigde toestande van 800kJm⁻²uur⁻¹ met stresvolle toestande van 1200kJm⁻²uur⁻¹ vergelyk is. LTSS is met 76.0% benadeel soos CSG- waardes toegeneem het van 800kJm⁻²uur⁻¹ na 1200kJm⁻²uur⁻¹. Oorerflikhede was 0.22 vir LTBS en 0.06 vir LTSS. Die maternale oorerflikhede was 0.06 vir LTBS, terwyl die maternale permanente omgewing 0.09 was vir LTSS. Die eienskape was nie geneties gekorreleerd nie. Verdere navorsing word benodig om die reaksie van lammers op kouestres te verstaan. Gemiddelde temperature word verwag om toe te neem, wat daartoe lei dat omstandighede in Suid-Afrika warmer en droeër gaan word. Die invloed van hierdie veranderinge op diereproduksie en -welsyn is nog nie goed gekwantifiseer nie. Drie proewe is met 10 tot 20 volwasse, droeë ooie is op twee lokaliteite uitgevoer om die homeothermiese reaksie van nege skaaprasse op hoër temperature tussen 2016 en 2022 te bestudeer. Hierdie rasse was die Dohne, Dormer, Dorper, Ile de France, Meatmaster, Merino, Namakwa Afrikaner, Suid-Afrikaanse Vleismerino (SAMM) en Wit Dorper. Die rasse is in verskillende kombinasies oor proewe bestudeer. Die diere is onder koel toestande in die môre en warm toestande oor die middag bestudeer deur die monitering van individuele rektale temperatuur, oogtemperatuur (met termiese beelde), koltemperatuur, en respirasietempo. Die warmer toestande oor middae het gelei daartoe dat alle eienskappe verhoog het. Haarrasse (Dorper, Wit Dorper, Meatmaster, en veral Namakwa Afrikaner) was beter in staat om ‘n laer basale respirasietempo te handhaaf as wolrasse en ander rasse van gematigde streke (Dohne, Dormer, Ile de France, Merino, en SAMM). Hierdie resultate dui daarop dat haarskape en geharde, inheemse rasse soos die Namakwa Afrikaner beter op die verwagte hoër hittelading sal reageer as rasse uit die gematigde streke. Rektale temperature was laag-matig herhaalbaar oor proewe, terwyl uitkomste vir respirasietempo en koltemperatuur meer variërend was en ook deur die interaksie tussen ooie en warm versus koeler omstandighede beïnvloed is. Oogtemperatuur was nie herhaalbaar nie. Daar is steeds ruimte vir verdere navorsing op die aanpassing van skape by hittestres in Suid-Afrika.
AFRIKAANSE OPSOMMING: Die impak van ‘n onstabiele klimaat is ondersoek deur neonatale lamgedrag as aanduiding van lamoorlewing in die Wes-Kaap en hittestresindikatoreienskappe se reaksie op ‘n verhoogde vlak van hittestres in die Wes- en Oos-Kaap te ondersoek. Historiese data is gebruik om die verwantskap van lamgedrag met kouestres te ondersoek en terselfdertyd genetiese parameters vir vroeë lamgedrag te beraam. Merinolammers op Elsenburg is aangeteken vir die gedragstye van geboorte tot staan (LTBS) en van staan tot suip (LTSS). Hierdie data is in verhouding tot ’n kouestresgradiënt (CSG), gebaseer op wind, reën en temperatuur, ontleed. Die kudde het uit lyne wat vir aantal lammers gespeen (NLW; die Hoë of H-Lyn) en teen NLW (Lae of L-Lyn). H-lyn lammers het vinniger van staan tot suip gevorder as L-lyn lammers. ’n Toenemende CSG het gelei tot ‘n 18% vinniger vordering in LTBS gelei, as gematigde toestande van 800kJm⁻²uur⁻¹ met stresvolle toestande van 1200kJm⁻²uur⁻¹ vergelyk is. LTSS is met 76.0% benadeel soos CSG- waardes toegeneem het van 800kJm⁻²uur⁻¹ na 1200kJm⁻²uur⁻¹. Oorerflikhede was 0.22 vir LTBS en 0.06 vir LTSS. Die maternale oorerflikhede was 0.06 vir LTBS, terwyl die maternale permanente omgewing 0.09 was vir LTSS. Die eienskape was nie geneties gekorreleerd nie. Verdere navorsing word benodig om die reaksie van lammers op kouestres te verstaan. Gemiddelde temperature word verwag om toe te neem, wat daartoe lei dat omstandighede in Suid-Afrika warmer en droeër gaan word. Die invloed van hierdie veranderinge op diereproduksie en -welsyn is nog nie goed gekwantifiseer nie. Drie proewe is met 10 tot 20 volwasse, droeë ooie is op twee lokaliteite uitgevoer om die homeothermiese reaksie van nege skaaprasse op hoër temperature tussen 2016 en 2022 te bestudeer. Hierdie rasse was die Dohne, Dormer, Dorper, Ile de France, Meatmaster, Merino, Namakwa Afrikaner, Suid-Afrikaanse Vleismerino (SAMM) en Wit Dorper. Die rasse is in verskillende kombinasies oor proewe bestudeer. Die diere is onder koel toestande in die môre en warm toestande oor die middag bestudeer deur die monitering van individuele rektale temperatuur, oogtemperatuur (met termiese beelde), koltemperatuur, en respirasietempo. Die warmer toestande oor middae het gelei daartoe dat alle eienskappe verhoog het. Haarrasse (Dorper, Wit Dorper, Meatmaster, en veral Namakwa Afrikaner) was beter in staat om ‘n laer basale respirasietempo te handhaaf as wolrasse en ander rasse van gematigde streke (Dohne, Dormer, Ile de France, Merino, en SAMM). Hierdie resultate dui daarop dat haarskape en geharde, inheemse rasse soos die Namakwa Afrikaner beter op die verwagte hoër hittelading sal reageer as rasse uit die gematigde streke. Rektale temperature was laag-matig herhaalbaar oor proewe, terwyl uitkomste vir respirasietempo en koltemperatuur meer variërend was en ook deur die interaksie tussen ooie en warm versus koeler omstandighede beïnvloed is. Oogtemperatuur was nie herhaalbaar nie. Daar is steeds ruimte vir verdere navorsing op die aanpassing van skape by hittestres in Suid-Afrika.
Description
Thesis (MScAgric)--Stellenbosch University, 2022.
Keywords
Sheep -- Breeding -- South Africa, Climate change, Lambs -- Behavior -- South Africa, CSG-values, Lambs -- Effect of stress on, Lambs -- Effect of cold on, Lambs -- Effect of temperature on, UCTD