Maito virtaa kunnolla vain, jos lehmä viettää terveellistä elämää. Sen varmistamisessa auttaa tietotekniikka.

Teksti: Kirsi Saarijärvi

Maito virtaa kunnolla vain, jos lehmä viettää terveellistä elämää. Sen varmistamisessa auttaa tietotekniikka.

Julkaistu Tiede -lehdessä 8/2010Terveyttä tarkkaillaanMaitomäärä ja utaretulehduksesta kielivä maidon solupitoisuus voidaan nykyisin mitata automaattisesti joka lypsykerralla, ja äkillinen muutos aiheuttaa hälytyksen. Jalkojen terveyttä seuraavat lypsyaseman lattian paineanturit, jotka havaitsevat ongelmat ja varoittavat jo silloin, kun silmä ei vielä erota ontumista. Utaretulehdukset ja jalkaongelmat johtavat puolet äpyleistä ennenaikaisesti teuraiksi, joten kyseessä on tärkeä henkivakuutus.

Elintapoja seurataanMaitoa ei heru, jollei lehmä syö ja lepää tarpeeksi, joten ennen pitkää liikkumista ja syömistä seuraavat gps-paikannin, asennonilmaisin ja rehupöytien vaakakupit. Lehmän elämä tallentuu lähes kokonaisuudessaan erilaisiin tietokantoihin, ja niiden avulla voi tulevaisuudessa arvioida lehmän epigeneettistä tilannetta: mitkä olot tai sairaudet ovat vaikuttaneet geenien säätelyyn ja sitä kautta tuotoskapasiteettiin.

Kohta mennään ihon alleTulevaisuudessa myös lehmien elimistön toimintaa valvotaan näyttöpäätteeltä. Tämän mahdollistaa nahan alle asennettava anturi, jonka viestit tallentuvat navetan tietokantaan. Ruumiinlämmön ja sykkeen muutokset laukaisevat hälytyksen, ennen kuin sairauden merkkejä näkyy ulospäin. Myös kiimantarkkailu helpottuu merkittävästi.Pötsiin nielaistava pH-anturi kertoo pötsin mikrobien toimintaympäristöstä. Liian hapan pötsineste neutraloidaan ennen ongelmien syntymistä funktionaalisen lisärehun avulla.

Annetaan robotin lypsääMitä useammin lehmä lypsetään, sitä enemmän se tuottaa maitoa. Lypsy kahdestikin päivässä on kuitenkin hoitajalle raskasta työtä, joten homman tekee monissa navetoissa nykyään robotti. Lehmä käy omin päin automaatilla keskimäärin kolmesti vuorokaudessa ja tuottaa näin kymmenisen prosenttia enemmän maitoa kuin kahdesti lypsettäessä.

Tulevaisuudessa ruokitaan lehmän geenejä

Lypsykarjanhoidosta tulee ympäristö-ystävällisempää, koska sama maitomäärä tuotetaan kohta vähemmin lehmin. Niiden geeneihin ei välttämättä tarvitse kajota suoraan. Myös täsmärehu ja täsmävalaistus toimivat.

Nykylehmät ovat puolet suurempia ja lypsävät moninkertaisesti enemmän kuin sadan vuoden takaiset siskonsa. Modernissa jalostuksessa huippuyksilöiden alkioita siirretään kasvamaan perimältään heikompien lajitoverien kohtuun, ja näin uudet lehmäpolvet saadaan koostumaan geeneiltään yhä paremmista yksilöistä.Kaikesta tästä huolimatta maidontuotossa on yhä parantamisen varaa. Useimmat lehmät eivät käytännössä lypsä niin paljon kuin niiden perimä periaatteessa sallisi. Kaksi kolmasosaa tuotantoeroista johtuu muusta kuin geenieroista. Ainakin osasyynä on epigeneettinen säätely: geenit ovat samat, mutta ympäristötekijöiden vaikutuksesta ne voivat olla aktiivisia tai sammuksissa. Tämä vaikuttaa esimerkiksi maitoa tuottavien solujen määrään ja tehokkuuteen. Epigeneettinen säätelytila eli geenien aktiivisuusaste voi myös periytyä jälkipolville. (Ks. Kärsitkö sadan vuoden takaisista oloista, Tiede 6/2006, s. 46–49, tai tiede.fi/arkisto)Lehmien geenien säätelytilaa opetellaankin vähitellen ohjelmoimaan niin, että jokainen yksilö pystyy tuottamaan maitoa mahdollisimman lähelle perinnöllisen kapasiteettinsa asettamaa rajaa.Tulevaisuudessa tarvittava maitomäärä saadaan siis suhteessa nykyistä pienemmällä lehmämäärällä. Tämä on tietysti tuottajalle entistä kannattavampaa, mutta samalla se on ekologinen parannus. Kun rehu muuttuu maidoksi nykyistä tehokkaammin, rehuntuotantoon tarvitaan vähemmän peltoa ja maata säästyy esimerkiksi suoraan ihmisravinnoksi kelpaavien kasvien viljelyyn.

Kirsi Saarijärvi on filosofian tohtori ja agronomi, joka työskentelee kotieläintuotannon tutkijana Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskuksessa MTT:ssä.

 

Moderni lypsylehmä

– Suurituottoinen valtarotu Holstein.– Syö vuorokaudessa runsaat 50 kiloa säilörehua ja noin 10 kiloa viljaa ja valkuaisrehuja ja juo runsaat 60 litraa vettä.– Tuottaa maitoa vuorokaudessa keskimäärin 30–40 litraa, parhaimmillaan jopa 80 litraa.– Valmistaa maidon utareessa, joka painaa tavallisesti noin 50 kiloa mutta voi painaa yli 100 kiloakin. Utareen koosta ei suoraan näe maitomäärää, sillä massasta valtaosa voi olla rasvaa ja sidekudosta.– Tuottaa yhden maitolitran päästettyään utareen läpi noin 500 litraa verta.

Maitorauhanen paremmaksi

Elintaso-ongelmia esiintyy naudoillakin: lehmävasikan ylipainoisuus haittaa maitorauhasen solujen kehitystä ja vähentää tulevaa maidontuottoa. Syynä lienee muutos solujen epigeneettisessä säätelyssä, johon tutkimusten mukaan vaikuttavat vasikan elinolot ja ravitsemus, ehkä myös jo alkio- ja sikiöaikaiset olot kohdussa.Lehmän kyvykkyys maidontuottajana ratkeaa lopullisesti ensimmäisen tiineyden aikana. Silloin kehittyvien solujen määrä ja tehokkuus määräävät kasvun rajat. Muista nisäkkäistä poiketen märehtijöiden maitorauhasen epiteelisolukko ei nimittäin enää juuri lisäänny maidontuottovaiheessa.Maitorauhasen kasvun ja maidontuotannon laukaisevat geenit tunnetaan jo. Tiedetään myös esimerkiksi, että maitoproteiinia tuottavat geenit käynnistyvät prolaktiini-hormonin vaikutuksesta. Tulevaisuudessa voidaan geenejä säätelemällä lisätä lehmän maidontuotantokapasiteettia lähemmäs perinnöllistä ylärajaa.

Täsmärehulla geenit vauhtiin

Vuosituhannen alussa havaittiin yllättäen, että syödyt ravintoaineet vaikuttavat geenien aktiivisuuteen. Syntyi uusi tieteenala, nutrigenomiikka, jolta odotetaan paljon seuraavien vuosikymmenten aikana. Siinä missä aiemmin tyydyttiin tarjoamaan lehmälle riittävästi mahdollisimman ravinteikasta rehua, kohta kysytäänkin, mitä geenejä rehuilla halutaan käynnistää ja mitä sammuttaa. Nykyisin pystytään jo osittain selvittämään, miten eri ravintoaineet vaikuttavat geenien aktiivisuuteen. Tulevaisuudessa opitaan tarjoamaan täsmällisemmin vasikan ja hiehon kehitystä tukevia ravintoaineita. Aikuisen lehmän maidontuotantoa ja mahdollisesti maidon koostumustakin pystytään ohjaamaan entistä paremmin.

Potkua geeneihin myös valolla ja ilmastoinnilla

Energiansäästötavoitteista huolimatta navetassa ei kannata tinkiä valosta, koska lehmät ovat sille herkkiä. Se säätelee muun muassa maidontuotantokapasiteetin kehittymistä. Kuusitoista tuntia valossa ja kahdeksan tuntia pimeässä oleskelevien hiehojen utareisiin kehittyy enemmän maitoa tuottavaa epiteelisolukkoa kuin päinvastaisessa valorytmissä. Ummessa ollessaan eli poikimista edeltävällä lepojaksolla lehmä valmistautuu huipputuotokseen parhaiten lyhyen päivän oloissa, mutta poikimisen jälkeen pidennetty valojakso saa lehmät lypsämään enemmän ja rasvaisempaa maitoa kuin muuten. Säätelyä tahdittaa sisäeritys: pimeähormoni melatoniini ehkäisee maidontuotantoa ja prolaktiini tehostaa sitä. Hormonien eritystä ohjaavat geenit käynnistyvät ja sammuvat valorytmin mukaan. Myös ympäristön lämpötila ohjaa geenejä. Jos lehmä kärsii tiineysaikana liiasta kuumuudesta, jäähdyttäminen lisää sen maidontuotantoa poikimisen jälkeen merkittävästi. Vaikutus johtunee maitorauhasen epigeneettisestä säätelystä. Maitoproteiinin ja -rasvan eritystä säätelevät geenit nimittäin toimivat tehokkaimmin lehmillä, jotka eivät ole kärsineet lämpöstressistä.

Tuotantoikä pidemmäksi

Parhaan potentiaalin tuotoksen lisäämiseen voisi tarjota lehmän eliniän pidentäminen. Tuottoisimmat lypsykaudet ajoittuvat neljännen ja viidennen poikimisen jälkeen, mutta nykyisin yli 80 prosenttia lehmistä on tuohon ikään mennessä siirtynyt jo autuaammille laidunmaille. Sukupolvet halutaan lyhyiksi, jotta jalostuksen hyödyt leviäisivät nopeasti. Huipputuotoksen saavuttaminen on lehmälle myös äärimmäisen kovaa työtä: utaretulehdukset, jalkaongelmat ja hedelmällisyyden heikkeneminen johtavat helposti teurasauton rampille ennen aikojaan. Maidontuotannon loppumista ohjaavia geenejä tunnistetaan parhaillaan. Niiden harkittu säätely johtaisi pidempään ja tasaisempaan maidontuotantokauteen, mikä vähentäisi lehmän fyysisiä rasituksia ja jatkaisi sen tuottoisaa elämää.

Rehu sulavammaksi

Maidon tärkeintä raaka-ainetta on hyvälaatuinen säilörehu. Mitä enemmän lehmä syö, sitä enemmän se tuottaa. Syöntiä rajoittavat rehun liike pötsistä eteenpäin eli sulamattoman rehun osuus ja toisaalta lehmän pureskelu- ja nielemisnopeus. Pehmeä, irtonainen, lyhytkortinen ape on lehmälle helpointa syödä, mutta jos lehmältä kysytään, se valitsee helppouden sijaan toisinaan mieluummin laitumen. Laiduntaminen on lehmällä niin sanotusti verissä. Heinä sulaa sitä huonommin, mitä enemmän siinä on kortta ja tähkää. Tässä on otettu biotekniikka avuksi: kehitteillä on uusia lajikkeita, joiden korsi on sulavampaa ja lehtien osuus suurempi kuin nykyisissä lajikkeissa. Säilörehubisnes ei ole pikkujuttu, sillä yhden prosentin parannus rehun orgaanisen aineksen sulavuudessa vastaa vuotuiselta tuotosarvoltaan noin 14:ää miljoonaa euroa.

Maitoa koeputkesta?

Rehun ainesosien tie maidoksi tunnetaan teoriassa, mutta valmistusprosessissa on mukana niin monimutkainen koneisto lehmän genetiikkaa, fysiologiaa ja biokemiaa, ettei teoria edelleenkään muutu maidoksi ilman lehmää.

Suomalaistutkija havaitsi, että maaseudun monimuotoinen luonto saattaa suojata koiria allergialta. Se antaa tukea biodiversiteettihypoteesille.

Kaupunkilaiskoirilla on enemmän allergioita kuin maaseudulla asuvilla. Vähiten allergioita on koirilla, jotka elävät maalla maalaismaiseen tapaan monilapsisessa, muitakin eläimiä omistavassa perheessä ja saavat ulkoilla vapaasti kotipihalla.

Tällaisia asioita koirista Jenni Lehtimäki sai selville väitöstutkimuksessaan, josta Helsingin Sanomat kertoo jutussaan.

Ihmisistä tosin ei samanlaista yhteyttä löytynyt allergioiden ja asuinpaikan väliltä.

Lehtimäki testasi biodiversiteettihypoteesia. Sen mukaan immuunijärjestelmämme häiriintyy ja allergian tapaiset tulehdusperäiset sairaudet lisääntyvät, kun ympäristön monimuotoisuus hupenee ja me altistumme entistä vähemmille luonnon mikrobeille.

Väitöskirja koostui neljästä tutkimuksesta, joista kaksi käsitteli lapsia ja kaksi lemmikkikoiria.

Kummassakaan lapsitutkimuksessa ei löytynyt merkittävää yhteyttä allergioiden ja ihon mikrobien tai luonnon monimuotoisuuden välillä.

Toisin oli lemmikkien laita. Koiranomistajille suunnatun kyslytutkimusken mukaan sairaimpia olivat kaupunkilaiskoirat, joista noin 17 prosentilla oli allergiaa. Maalla osuus oli viitisen prosenttia.

”Kysely osoittaa ensimmäistä kertaa urbaanin ympäristön ja muun nisäkkään kuin ihmisen allergian välisen yhteyden”, Lehtimäki kertoo.

Vielä selvemmän näytön tarjoaa neljäs tutkimus, johon osallistui yhteensä 170 labradorinnoutajaa ja suomenlapinkoiraa.

Se paljasti, että eniten allergioista kärsivät kaupungissa esimerkiksi kerrostalossa asuvat koirat, joilla on ”urbaani elämäntyyli”. Niiden hoidosta vastaa yksi ihminen, joka harrastaa monenlaista ja lenkkeilee paljon koiran kanssa.

Harvinaisimpia allergiat ovat maalaiseen tapaan maalla elävillä koirilla. Niiden iholla on viljalti ympäristöstä peräisin olevia bakteereja.

Lehtimäki ihmettelee, miksi ympäristön ja allergian yhteys tuli ilmi koirilla muttei lapsilla.

”Allergia on monimutkainen sairaus ja ihmiselämä on monimutkaista, mikä saattaa piilottaa ympäristön vaikutuksen”, hän miettii.

Täysin piiloon ihminen ei kuitenkaan jäänyt. Kyselytutkimuksessa paljastui, että jos allergia vaivaa koiraa, omistajakin on todennäköisesti allergikko. Tämä johtuu epäilemättä jostain yhteisestä tekijästä koiran ja omistajan elämäntavoissa tai ympäristössä.

”Maaseutumaisessa ympäristössä koiran ja ihmisen elimistö altistuu mikrobeille, jotka jollakin tavalla tukevat immuunijärjestelmän toimintaa”, Lehtimäki toteaa.

Kysely

Uskotko biodiversiteettihypoteesiin?

Tutustu sisältöön ja lue uusi lehti digilehdet.fi:ssä.

 

Tieteessä 2/2018 

 

PÄÄKIRJOITUS

Kun viha vie

Vihapuhuja ratsastaa alkukantaisella reaktiolla.

 

PÄÄUUTISET

Unissa puhutaan rumia

Myöntisen päiväminän takaa kurkkii
kielteinen yöminä – hyvästä syystä.

Alienkivi on yksi miljoonista

Tähtienvälisiä asteroideja syöksyy
aurinkokunnan läpi jatkuvasti.

Nykyihminen seikkaili
ulos Afrikasta useita kertoja

Yhden ulostulon malli ei enää mitenkään
istu Aasian löytöihin.

Korallit kalpenevat kiihtyvää tahtia

Lämpenevät vedet riistävät
polyypilta elintärkeän kumppanin.

 

ARTIKKELIT

Migreeni vyöryy aivorungosta

Kun sähköt sekoavat hermokeskuksessa,
kipuviestit kiihdyttävät aivot hälytystilaan.

Esinisäkkäät
Maailman valtiaat ennen dinosauruksia

Kehitys kohti meitä käynnistyi jo silloin,
kun maapallon mantereet olivat vielä yhtä.

Siittiöt hukassa

Enää hälytyskellot eivät kilise van kumisevat.
Miesten siittiömäärät ovat romahtaneet.

James Bond
Harmaa agentti hurmasi maailman

Vastoin odotuksia huomaamaton vakooja sai
valtavan huomion. Kohu teki fiktiosta faktaa.

Liikenne jättää tiet

Visio on villi muttei utopiaa. Jokainen sopiva
maapala tarvitaan luonnolle ja ruoalle.

Ennen paras mies oli poikamies

Naiset ja seksi eivät ole aina olleet miehen mitta.
Elämän tärkeät asiat löytyivät pitkään toisaalta.

 

TIEDE VASTAA

Voiko pissa jäätyä kaarelle?

Haudataanko vainajat ilmansuuntien mukaan?

Mikä on puujalkavitsi?

Miksi kuusi kestää lumen painon?

Miten norppa löytää takaisin avannolle?

Voiko avaruusaseman palauttaa Maahan?

 

KIRJAT

Oma dna kantaa suvun historiaa

Marja Pirttivaara teki suomalaisille sukututkijoille uudenlaisen kätevän oppaan.

 

KUVA-ARVOITUS

Klassikkopalsta

kutsuu lukijoita tulkitsemaan kuvia lehden Facebook-sivustolle: facebook.com/tiede.fi

 

OMAT SANAT

Valoa kohti

Entisinä aikoina kantasana tarjosi myös lämpöä.

 

Jos olet Sanoman jonkin aikakauslehden tilaaja, voit lukea uusimman numeron jutut Sanoman Digilehdet-palvelussa.

Ellet vielä ole ottanut tilaukseesi kuuluvaa digiominaisuutta käyttöön, tee se osoitteessa https://oma.sanoma.fi/aktivoi/digilehdet. Aktivoinnin jälkeen pääset kirjautumaan suoraan digilehdet.fi-palveluun.