Dr inż. Ryszard Gilewski
Prof. dr hab. Stanisław Wężyk

Epigenetyka zajmuje się zmianami ekspresji genów i wynikającymi bezpośrednio z mutacji sekwencji DNA, które prowadzą do powstania cech dziedziczonych zarówno wewnątrz – jak i międzypokoleniowo.

Najbardziej fascynującym mechanizmem epigenetyki jest metylacja DNA, czyli proces przyłączania grup alkilowych (metylowych; -CH3) do zasad azotowych nukleotydów, w szczególności do cytozyny, rzadziej do adeniny. W proces ten zaangażowane są enzymy z grupy metylaz DNA.
Modyfikacje histonów, czyli białek, są kolejnym ważnym mechanizmem w epigenetyce i pomagają w utrzymaniu prawidłowej struktury przestrzennej DNA. Dodanie małego „znacznika” do nukleotydów (części składowych – A, T, C i G) w łańcuchu DNA, powoduje miejscowe rozluźnienie jego struktury, zwiększając możliwość jej wykorzystania. Po genomowej epoce epigenetyka stała się nauką, badającą dziedziczne cechy organizmu, wprowadzane biochemicznymi modyfikacjami sekwencji DNA lub histonów, warunkujących zmienną ekspresję genetycznego materiału. Hodowca lub producent drobiu, by zrozumieć znaczenie epigenetyki w mechanizmach dziedziczenia, musi poznać sposoby, w jaki ona wpływa na rozwój, zdrowie i cechy produkcyjne drobiu. Epigenetykę można też określić jako naukę o fenotypowych zmianach osobnika, spowodowanych innymi mechanizmami niż wynikającymi z sekwencji DNA.
Kiedy hodowlanym kurom mięsnym ograniczono w żywieniu przez całe życie udział białka, okazało się, że ich potomstwo rośnie co najmniej tak samo szybko, jak brojlery żywione paszą z ograniczonym udziałem białka, którego matkom i/lub babkom go nie ograniczano (Van Doorn, 2018).
W ostatnich kilkudziesięciu latach przeprowadzono wiele badań nad produkcyjnością stad rodzicielskich kur mięsnych. Wg prof. Johana Buyse’a, kierownika laboratorium Fizjologii Zwierząt Gospodarskich w Katolickim Uniwersytecie w Leuven (Belgia) występowanie otyłości i związanych z nią chorób metabolicznych oraz śmiertelności u brojlerów, występuje na skutek niedokładnego kontrolowania spożycie paszy przez kurczęta. Jeżeli ograniczy się ptakom spożycie paszy, zmniejszy się ich masa ciała, a produkcja jaj reprodukcyjnych kur znowu będzie zadowalająca, z tym że mogą one ciągle odczuwać głód.
Hipoteza badawcza prof. J. Buyse polega na żywieniu stad rodzicielskich brojlerów paszą o obniżonym, zrównoważonym udziale białka, by poprawić wydajność rodziców oraz ich potomstwa z pokolenia na pokolenie.
Takie czynniki jak jakość środowiska (np. emisja azotu), zrównoważony rozwój (ograniczenie wpływu globalnego ocieplenia i produkcji CO2) oraz dobrostan drobiu w Unii Europejskiej i niektórych innych krajach na świecie stały się coraz ważniejsze. Prof. Buyse (2013) zdecydował się podjąć badawczy projekt nad hodowlanymi kurami mięsnymi, by przynajmniej na tej płaszczyźnie częściowo rozwiązać te problemy. Projekt nazwano „Międzypokoleniowy wpływ zrównoważonego obniżonego udziału białka w paszy na wydajność, dobrostan i zachowanie się hodowlanych kur mięsnych i ich potomstwa”. Zgodnie z przyjętą hipotezą badawczą, żywiąc kury mięsne z pokolenia na pokolenie, zbilansowaną paszą o obniżonym poziomie białka, można także poprawić wyniki rozrodu i wydajność potomstwa.
We wrześniu 2013 r., uzyskano pierwsze jednodniowe hodowlane pisklęta-kurki Ross 308, które utrzymywano po 16 sztuk w kojcach podłogowych (Van Doorn, 2018).

Poprawa wypełnienia jelit

Badaniami objęto 160 rodzicielskich kur mięsnych, z tym że 80 z nich stanowiło grupę kontrolną (grupa C), a 80 sztuk żywiono paszą o obniżonym udziale białka i nazwano ją grupą-RP. Obie grupy były utrzymywano w tym samym kurniku i w takich samych warunkach chowu.
Ptaki z grupy RP otrzymały o 25% mniej białka surowego w dawce od ptaków grupy C, która była żywiona paszą zrównoważoną pod względem udziału aminokwasów oraz zawierając ich równocześnie o 25% mniej. By uzyskać taką samą krzywą przyrostów masy ciała, grupa ta dostawała o 10% więcej paszy od grupy kontrolnej. Jedna z hipotez tego projektu zakładała, że ponieważ ptaki dłużej wyjadają większą ilość paszy, będą mniej wyraźnie odczuwały głód, co oczywiście korzystniej wpływa na ich dobrostan determinowany wypełnieniem jelit (sytością). Na podstawie różnicy w zachowaniu się ptaków grupy C i RP po spożyciu paszy stwierdzono, że więcej ptaków z grupy RP odpoczywa i siada na podłożu, co ma związek z wypełnieniem jelit pokarmem i odgrywa ważną rolę w osiągnięciu dobrego samopoczucia ptaka. Zaobserwowano również, że kury mięsne z grupy RP piją mniej niż kury z grupy C, czego przyczyn dotychczas nie wyjaśniono. Innym pozytywnym wpływem mniejszego wypijania wody na poziom dobrostanu jest, że jakość ściółki w grupie RP okazała się znacznie lepsza. W rezultacie kury miały mniej uszkodzeń opuszki łap i częściej korzystały z kąpieli piaskowej (w kurzu), dzięki czemu należy przypuszczać, było mniej sfrustrowanych ptaków.

Metodyka badań

Pierwsze pokolenie kurcząt pochodzących po rodzicach z grupy C i RP zostało nazwane pokoleniem F0. Paszę o obniżonym udziale białka podawano im zarówno w okresie odchowu, jak i w okresie rozrodu. Aby uniknąć „efektów koguta”, w każdym pokoleniu kury unasieniano, zmieszanym nasieniem kogutów zarówno grupy C, jak i RP.  Jaja wylęgowe zbierano podczas szczytu nieśności pokolenia F0 i umieszczono w aparacie wylęgowym. Część piskląt-kurek (pokolenie F1) z grupy RP karmiono paszą kontrolną, a część była żywiona paszą o obniżonym udziale białka. Część piskląt-kurek z grupy C żywiono paszą C, a inna część kurek otrzymywała paszę RP. Drugą fazą doświadczenia (pokolenie F1) objęto cztery grupy kur. Dorosłe hodowlane kury pokolenia F1 inseminowano, zapłodnione jaja wylęgano i po wylęgu do dalszego chowu pozostawiano tylko pisklęta-kurki, z których utworzono cztery różne grupy pokolenia F2. Wg Van Doorn (2018), podobnych badań nigdy wcześniej nie przeprowadzono na hodowlanych kurach mięsnych. Wszystkie te cztery grupy pilotażowego pokolenia F2 żywiono paszą C, wychodząc z założenia, że w pokoleniu F2 nie jest konieczne ponowne zastosowanie żywienia paszą-RP, by zaobserwować wystąpienie międzypokoleniowych efektów. Badane pokolenie F3 stanowiły cztery grupy kurek i kogutków typu brojler – czyli osiem grup obu płci.

Brak niższej wagi ubojowej

Oprócz badań międzypokoleniowych w ramach tego projektu, dla każdego pokolenia i dla każdej grupy reprodukcyjnych kur mięsnych, część potomstwa obu płci była utrzymywana tak jak towarowe kurczęta brojlery, a następnie poddawana ubojowi w okresie od 35 do 42 dni. Kurczęta te żywiono standardową izokaloryczną paszą dla brojlerów zawierającą 3000-3200 kcal/kg, przy normalnym lub obniżonym udziale białka. W przypadku hodowlanych kur mięsnych pokolenia F0 stwierdzono, że reprodukcyjne kury żywione paszą RP miały średnio o 12% niższą nieśność niż grupa kur otrzymująca paszę C przez całe życie.
W grupie C nieśność w szczycie wynosiła około 77%, a 66% w grupie RP. Jaja kur pokolenia F0 żywionych paszą-RP, były średnio o 7,5% lżejsze, a udział w nich białka był ok. 1,5% niższy. Spodziewano się, że wylężone z nich lżejsze pisklęta osiągną też po 35 dniach odchowu niższą ubojową masę ciała. Okazało się jednak, że gdy hodowlane kury mięsne (matki i/lub babki) były żywione paszą z obniżonym udziałem białka, potomstwo tych kur – brojlery rosną co najmniej równie dobrze, lepiej wykorzystując białko z paszy w porównaniu z brojlerami, których babkom nigdy nie ograniczano w żywieniu ilości białka w mieszance.

Sukcesy badawcze

Zdaniem belgijskiego profesora wyniki uzyskane w ramach tego projektu będą miały na całym świecie w przyszłości dalekosiężne konsekwencje, gdyż wykorzystanie azotu i białka przez potomstwo tych rodzicielskich stad brojlerów jest lepsze. Dzięki zastosowanym metodom wpływających z pokolenia na pokolenie można uzyskać ptaki lepiej wykorzystujące białko i paszę. Rozważając różnice między kogutkami a kurkami brojlerów, stwierdzono że, towarowe brojlery karmione niskobiałkową paszą, osiągały lepsze wyniki wzrostu od żywionych komercyjną paszą kontrolną. Kurki brojlerów żywione niskobiałkową paszą miały podobne tempo wzrost, ale znacznie lepiej wykorzystywały paszę. Więcej wyników tego projektu będzie dostępnych po zakończeniu badań. Dotyczy to danych zawartości mięsa i tłuszczu w tuszce, endokrynologii, metabolizmu energetycznego i ekspresji genów.
Podjęty przez prof. Buyse (2013) projekt badawczy tak skonstruowano, że na jego podstawie przedstawiono trzy rozprawy doktorskie. Pierwsza dotyczyła badań nad dobrostanem i zachowaniem się drobiu, a w drugiej (2018) zinterpretowano wyniki hodowlanych kur mięsnych pokolenia F0 i F1 oraz ich potomstwa brojlerów. Trzeci doktorat (2018) zajmował się głównie wynikami hodowlanymi kur mięsnych F2 i ich potomstwa, oraz wynikami lęgów i badaniami molekularnymi. Podczas realizacji projektu opracowano także sekwencję RNA całego genomu, poznając zróżnicowaną ekspresję genów.
Wyżej przedstawiony i wykonany projekt badawczy jest znakomitym przykładem jak „nauka może służyć” praktyce drobiarskiej. Jak wpływa na rozwiązanie problemu jakości pasz stosowanych w żywieniu towarowych stad rodzicielskich i ich potomstwa brojlerów, pomagając producentowi w zwiększeniu rentowności chowu, kiedy ceny pasz gwałtownie wzrastają i to właśnie w czasach gdy podważana jest zasadność wielkotowarowej produkcji kurcząt brojlerów, sposobu ich uboju i celowość eksportu oraz kształtowania się w kraju średniego spożycia mięsa drobiowego. Prawdę powiedziawszy, nie bardzo wiadomo, jak ukształtuje produkcję drobiarską epoka „pocovidowa”, a nad tym powinniśmy się już dziś poważnie zastanowić.