Bioclimatologia animal

1. Bioclimatologia
- Características anátomo-fisiológicas e comportamentais
de adaptação dos animais domésticos -
Juana Catarina Cariri Chagas – PNPD
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2. Adaptação
• A um dado ambiente = mudanças estruturais, funcionais ou
comportamentais
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Sobrevivência, reprodução e produção em condições adversas.

3. Adaptação  ações irreversíveis
1. Biológico  conjunto de ações de características morfológicas (anatômicas) +
fisiológicas (bioquímicas + comportamentais)
2. Genética  conjunto de alterações herdáveis nas características que
favorecem a sobrevivência de uma população em um dado ambiente
• Modificações evolutivas em muitas gerações (seleção natural)
• Aquisição de propriedades genéticas específicas (seleção artificial)
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4. Aclimatação e aclimatização
1. Aclimatação = mudanças adaptativas em resposta a uma única variável climática (o
ambiente age sob o animal com elementos individuais??)
2. Aclimatização = ajustamentos fisiológicos adaptativos duradouros
• Aumento de tolerância a contínuas ou repetitivas exposições a vários estressores
climáticos (normalmente produzidos sob condições de campo).
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1. Aclimatização
2. Aclimatação
Adaptação fenotípica

5. Mecanismos de adaptação
• Morfológicas/anatômicas
• Fisiológicas
• Comportamentais
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6. 6
Maior ou menor
impacto  depende
Entre as diferentes espécies e raças, existe uma
considerável variação em sua capacidade de se ajustar
ao estresse promovido pelo meio, e esses ajustes
contemplam aspectos morfológicos, fisiológicos e
comportamentais. A partir desses atributos podemos
consideram um animal adaptado quando há perda
mínima de peso durante a exposição ao estresse,
ou redução de produção de leite, ovos, ou deficiência
nutritiva; altos índices reprodutivos; longevidade e
baixos índices de mortalidade.

7. Características anatômicas
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8. • Todos os animais evoluíram morfologicamente de acordo com as
condições do meio alguns em maior grau que outros;
• As adaptações estruturais aos meios térmicos são as mais destacadas
e visíveis;
• Conformação, tamanho, propriedades dos pelos e penas.
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9. Características anatômicas
• Tamanho
• Quanto menor o animal > a relação superfície corporal x área
• Ganham e perdem calor mais rapidamente
• Estocam menor energia
• Ex.:
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10. • Conformação
• Cubico > cilíndrico
• Partes e membros
• Orelhas maiores (coelhos)
• Ambiente vascularizado
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11. • Características cutâneas
• Segundo Silva (2008), “a superfície externa do corpo representa a principal linha
de fronteira entre o organismo e o ambiente".
• Linha de fronteira: determinar as características da superfície externa do corpo
 ambiente e a natureza do organismo
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12. Definições importantes
• Superfície cutânea = capa externa, epiderme, derme e hipoderme
• Capa externa do pelame = pelos ou capa de pelame
• A epiderme (do grego epi+derme; em cima da pele) é a camada mais
superficial da pele, ou seja, a que está diretamente em contato com o
exterior
• Pelame = pele de animais com pelos
• Velo = pele + lã de carneiros e ovelhas
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13. • Como o ambiente é complexo com muitas alterações, a superfície
externa do corpo do animal deve ser dotada de adaptabilidade para
se ajustar a variações do ambiente e assim poder sobreviver em
ambiente inóspito.
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14. 1. Capa externa
• Mamíferos:
• Pelos, lã ou epiderme nua;
• Aves:
• Penas e penugem nas aves;
• Peixes:
• Escama e couro;
• Répteis:
• Escamas córneas;
• Anfíbios:
• Superfície nua.
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15. Pelame e pelos - mamíferos
• Proteção e isolamento térmico
• Inibe ação direta da radiação
• Barreira do fluxo de calor sensível através do aprisionamento das camas de ar
nos pelos
• Folículos primários e secundários (lã)
• Lã  isolante térmico
• Previne perda de calor para o ambiente
• Baixa condutividade térmica = protege de alta radiação solar
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16. 05/08/2017 16
Velo ou Lã:
K = 0,064 W/ºC

17. 05/08/2017 17
Pelame Bovinos:
K = 0,144 a 0,476 W/ºC
Angus
Charolês
Holandês

18. Pelo...
• Condução de calor:
• Calor conduzido pela fibra dos pelos é maior do que a conduzida pelo ar (alta capacidade de
condução)
1. Maior densidade por área + densidade de massa  alta capacidade de condução de calor
2. Menor densidade por área e menor densidade de massa das fibras (mais finas, compridas e
menos numerosas)  menor capacidade de condução de calor e maior facilidade de dissipação
de calor
3. Inclinação da fibra  quanto mais afastadas da pele maior facilidade em perder calor
(evaporação das gotículas de suor).
18

19. Propriedade dos pelos que irão influenciar as trocas
térmicas:
• Comprimento
• Espessura da capa (velame)
• Ângulo de inclinação
• Diâmetro
• Densidade de massa
• Densidade numérica (unidade de pelo/área)
• Pigmentação (absortivo e reflexivo)
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20. Absorção e reflexão de energia segundo diversas raças e pelagens
RAÇA COR % ENERGIA
ABSORVIDA REFLETIDA
A. Angus Preta 90,5 9,5
Stª Gertrudes Vermelha 82,0 18,0
Jersey Amarela 60,0 40,0
Zebú Branca 46,5 53,5

21. Aspectos importantes entre raças e espécies
• Baixa capacidade de condução de calor;
• Baixa capacidade de dissipação de calor;
• Ex.: Bovino europeu e indiano
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Pelos pouco
densos  “fofos”
Baixa capacidade de
condução de calor

22. 05/08/2017 22
Relativa capacidade
de condução de calor
Importante para
ambientes de latas
temperaturas e
radiação!!!
Pelos mais densos do que
bovinos europeus 
densidade desejada para
facilitar dissipação de
calor

23. 05/08/2017 23
Alta Capacidade de
condução de calor
Baixa capacidade de isolamento térmico
(baixa densidade/unidade de área)
Pelos muito densos e
espaçados

24. Obs.:
• Animais sem capa de pelos desenvolveram outros mecanismos para manutenção
da temperatura corporal, como o caso de mamíferos marinhos que apresentam a
camada da hipoderme mais bem desenvolvida, agindo como isolante térmico.
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25. Plumagem - aves
• Penas de contorno que auxiliam no
voo
• Penugens: base das penas de
contorno (irão auxiliar no
isolamento térmico)
• Semipluma: penas intermediárias
• Filoplumas (pelos)
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26. 2. Epiderme
• Estratos:
• Stratum corneum: encontra na porção mais
externa e é composto por células mortas e
queratinizadas
• Stratum lucidum: fina camada de células
• Stratum granulosum: zona de transição entre
células viáveis e queratinizadas
• Stratum germinativum: células cilíndricas
responsáveis pela reposição das camadas
superficiais
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27. Pigmentação pele e pelame
• Pigmentação da epiderme preta ou marrom  melanina
• Proteção contra UV
• Sensível aos raios infravermelhos
• Maior expressão gênica nos animais dos trópicos
• Células especializadas melanócitos  O2 AA (tirosina)
• Camada basal da epiderme e na base do folículo piloso (pelo)
• Número de melanócitos por unidade de área epidérmica é similar entre
espécies
• Atividade da enzima tirosinase é determinada por fatores gênicos
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28. 05/08/2017 28

29. 05/08/2017 29
Adaptação  ganho genético ao longo do
tempo em função das gerações à exposição
à alta radiação UV nos trópicos

30. 05/08/2017 30
Pele preta
Pele rósea
Maior atividade de
melanócitos
Tolerantes à condições dos
trópicos

31. 05/08/2017 31
Granja Leiteira – UNESP Jaboticabal/SP

32. Associando pigmentação de pele e cor pelo!!!
• Embora uma capa de pelos (velame) de coloração clara seja mais
reflectante, para que essa vantagem seja efetiva, os elementos da capa
(pelos e penas) devem ser densamente bem distribuídos e posicionados
em ângulo baixo sobre a epiderme
• Proteção raios infravermelhos
• Ideal que a pele seja pigmentada
• Proteção UV
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33. Pigmentação: Pelame e Epiderme
❖ Alterações associadas à ausência de Melanina:
✓ CARCINOMAS

34. Pigmentação: Pelame e Epiderme
✓ Carcinomas: principais locais

35. 3. Derme
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pilo-sebáceo, músculo-
sudoríparo

36. • Folículo piloso - pelo
• Número por área
(fatores genéticos)
• Espécie
• Raça
• Idade
• Época do ano
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Comprido e grosso;
curto, liso e suave;
suave e lanudo.
Conforme o comprimento do pelo e sua
suavidade teremos pelagem ou pelame que
se adapta melhor em regiões quentes e
outras que se adaptam melhor em regiões
frias.

37. Glândulas sudoríparas
• Perda de calor latente via evaporativa através das glândulas sudoríparas
• Mecanismos de adaptação:
• Bovinos, ovinos, equinos, caprinos e bubalinos
• Aves
• Não possuem glândulas sudoríparas
• Alcalose respiratória > pH
• Suínos
• GS são afuncionais
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Trocas térmicas por
calor sensível +
respiração

38. ✓ Gs. Apócrinas
 Mamíferos Ungulados: Ruminantes
 Secreção Protéica:
 94,5% água
 5,0% Cloretos e outros sais
 0,5% Albumina
Foto: Bueno (2008)

39. ✓ Écrinas
 Secreção Aquosa:
 99,0% água
 1,0% Cloreto de Sódio e de Potássio

40. Como funciona a perda de calor pelas
glândulas sudoríparas?
• Aumento circulação sanguínea para epiderme = proporcionando uma quantidade
adicional de matéria-prima para as glândulas sudoríparas e estimulando a sua ação
• Células mioepiteliais sensíveis a adrenalina e noradrenalina = estresse
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41. • Quantidade de suor produzido depende:
• Número de glândulas sudoríparas ativas
• Número de glândulas por unidade de área epidérmica
• Animais que vivem em locais sujeitos a altas temperaturas
tendem a apresentar uma maior densidade numérica de
glândulas sudoríparas!!!
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42. Ordem decrescente de capacidade de sudação
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HOMEM
CAVALO
JUMENTO
BOVINO INDIANO
BOVINO EUROPEU
BUBALINOS
OVINOS
CAPRINOS
SUÍNOS

43. Termólise Evaporativa Cutânea: Zebu X Europeu
Glândulas Sudoríparas
Zebuínos
Foto: Andréa R. Bueno Ribeiro (2008)
✓ Diâmetro maior
✓ Mais funcionais
✓ Maioria Saculiformes Microscopia Óptica (10 x)
Técnica modificada de Nay & Hayman (1958)

44. Termólise Evaporativa Cutânea: Zebu X Europeu
Glândulas Sudoríparas
Europeu
Foto: Andréa R. Bueno Ribeiro (2008)
✓ Diâmetro menor
✓ Menos funcionais
✓ Maioria Enoveladas

45. Glândulas Sudoríparas: Zebu X Europeu
Fotos: Andréa R. Bueno Ribeiro (2008)
Intermediárias

46. Taxa de Sudação: Método Colorimétrico
(Berman, 1957 modificado por Schleger & Turner, 1965)
✓Tricotomia (1 x 3 cm)
✓ Discos 0,5 cm (cromatografia): solução Cloreto de Cobalto 10%
✓ Cronometrar o tempo de viragem (segundos): média
✓ Azul-violeta  Rosa-clara
✓ Cálculo: g/m2/h
a)
a) Azul = seco
b) Róseo = saturado de água
b)

47. Taxa de Sudação: Método Colorimétrico
(Berman, 1957 modificado por Schleger & Turner, 1965)

48. Cálculo de taxa de sudação
• TX = (22 × 360) ÷ 2,06 × t
• em que 22 é a quantidade, em gramas, de água necessária para fazer
mudar a cor de 1 m2 do papel-filtro; 60 o número de segundos por
minuto; a área de pele abrangida por um disco representa 2,06 vezes
a área deste; e t é o tempo médio de mudança (em segundos); o
resultado foi obtido em g m-2min-1.
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T1 = 3’20’’
T2 = 4’10’’
T3 = 3’25’’

49. Glândulas sebáceas
• Produzem substancia oleosa que são secretadas junto com o suor,
auxiliam na lubrificação dos pelos, promovendo impermeabilidade
evitando encharcamento e também pode auxiliar proteção contra a
radiação solar.
• Aves: glândula uropígea, em que esses animais passam a secreção
óleo nas penas com auxílio do bico, para impermeabilizar sua capa
externa.
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50. 4. Hipoderme
A última camada sendo mais profunda é a hipoderme,
constituída basicamente por células adiposas, sendo mais
espessa e fundamental a depender da espécie e raça em
questão.
Tem como principal função reserva energética e
termoisolante.
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51. Aspectos estão envolvidos sobre o tipo de
pelame e adaptação:
1. Isolamento térmico: efeito do pelame na termólise por perda de calor
sensível (condução, convecção e radiação);
2. Eficiência da termólise evaporativa: efeito do pelame sobre a transferência
de calor latente de evaporação da epiderme para a atmosfera;
3. Atributos termorreguladores correlacionados: características do pelame que
são associados a mecanismos termorreguladores (Ex: dimensões e nível de
atividade das glândulas sudoríparas).
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52. Características fisiológicas
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53. • Processos fisiológicos
• Circulação
• Respiração
• Sudação
• Taxas metabólicas
• Espécie podem apresentar diferentes taxas metabólicas
• Estocagem térmica (aumentam a temperatura corporal durante o dia para
dissipação a noite)
• Produtividade
• Eficiência reprodutiva
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54. Aspecto fisiológico de adaptação ao calor
observado em animais de produção
• A prolongada exposição = diminuição do esforço fisiológico que se
manifesta na temperatura corporal, nos ritmos respiratórios e
cardíacos, e se mantem pouco alterados conforme segue a exposição
a alta temperatura.
• Diminuições compensatórios no consumo, na atividade tireoidiana, na
produção de calor, e nas características de pelame.
• Redução na proporção do crescimento, nos processos produtivos, e
diminuição nas funções reprodutivas.
• O tempo de ajuste fisiológico as condições crônicas de estresse pelo
calor é muito menor em raças oriundas de regiões quentes.
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55. Características
comportamentais
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56. Processos comportamentais
oProcura por fontes de água
oRedução de alimentos
oProcura por sombra
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57. Curiosidade...
oAves Roadrunners da América do Norte.
oNas noites frias, estas aves tornam-se aparentemente hipotérmicas.
o(Cai de 38ºC - 39ºC para 33ºC ou 35ºC)
oPela manhã elas se aquecem ao sol, levantando suas asas para trás para
expor uma área de pele negra na região interescapular.
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Geococcyx californianus

58. 05/08/2017 58
Tar Alta Baixa
Espécie Mamíferos Aves Mamíferos Aves
Comportamento
chafurdam estendem as asas hibernação espojam as plumas
cavam
não posam as patas no
solo cabeça embaixo da asa
lambem a superfície do corpo jogam agua na crista cobrem os músculos e as patas
pastejo noturno Chafurdam choca
ingestão de alimentos mais
úmidos
umedecem os ovos
incubados
anorexia flexão do corpo
estiramento do corpo agrupamento
dispersão do grupo atividades locomotoras externas
ingestão de água excessiva ninhos
diminuição de exercício
busca de microclimas de temperaturas mais altas
deitam sobre solo ou piso frio
umedecem a superfície do corpo com saliva, água
secreção de saliva
buscam microclima de temperatura mais baixa

59. Características adaptativas
nas diferentes espécies
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60. Bovinos
• Pele pigmentada
• Pelos claros
• Curtos
• Grossos/medulados
• Bem assentados
• Menos numerosos
• Lisos
• Pele despigmentada
• Maior densidade dos pelos
• Pelos mais longos
• Barreira de penetração aos raios
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Convecção e
evaporação
cutânea
• Diferença para Glândulas
Sudoríparas
• Taxa metabólica
• Resistência à ectoparasitos

61. 05/08/2017 61
Sucesso da exploração dos zebuínos no Brasil = adaptabilidade

62. Bubalinos
• Melanina  proteção UV
• Pele pigmentada  alta absorção
de raios
• Lama e sombra
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Maior atividade do que
nos bovinos, menor
densidade por área
A charfundação ainda é capaz de reduzir a TR em 1,8°C sendo
responsável por 40% da dissipação do calor basal.

63. Ovinos
• Os ovinos, pela existência de um velo espesso que dificulta a evaporação da umidade
cutânea, a evaporação respiratória tem sido apontada como o principal mecanismo de
termólise.
• Principal processo de adaptação dos ovinos  ausência de velo
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64. Aves
• Plumagem dificulta a perda de calor
• Durante o estresse calórico, a ave aumenta o fluxo sanguíneo (pés,
cristas e barbelas)  troca de calor sensível
• FR  alcalose respiratória
• Estudados características morfológicas associadas à maior tolerância
ao calor:
• O melhoramento genético  opção ao reduzir custos com climatização
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65. Suínos
• Os suínos apresentam o aparelho termorregulador pouco desenvolvido
• São animais sensíveis ao frio quando pequenos e sensíveis ao calor quando adultos
• Dificuldade de se adaptar ao calor é devido principalmente ao seu elevado metabolismo,
a capa de tecido adiposo subcutâneo e seu sistema termorregulador pouco desenvolvido
e glândulas sudoríparas queratinizadas
• Calor sensível (vasoconstrição ou vasodilatação
• Incremento calórico  reação metabólica (estímulo à fome)
• Acima de 30°C  FR (60% das perdas de calor)
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66. 1. Utilização de câmaras climáticas
2. Teste de campo:
a) Teste de Rhoad ou Ibéria (1944)
ITC = 100 – [18(TR – 38.33)]
Zebu (Brahman) 89
½ Zebu x Angus 84
Santa Gertrudes 82
Jersey 79
Hereford 73
¼ Zebu x ¾ Angus 72
A. Angus 59
Avaliação de adaptabilidade do animal

67. b) Teste de Yerokhin (1975)
Bovinos: ITC = 1.2 ta – 20d + 52
Ovinos: ITC = 1.0 ta – 20d + 60
Suínos: ITC = 1.4 ta – 20d + 44
Ta = temperatura do ar
d = é a diferença de temperaturas retais medida às 9h e às 15h (manter os animais
expostos à radiação solar intensa.
C) Teste de Baccari Júnior (1986)
ITC = 10 - (TR2- TR1)
O teste consistiu em manter os animais à sombra por um período de duas horas (13:00h às 15:00h), em seguida
verificando e registrando a temperatura retal (TR1 ºC); logo após os mesmos foram submetidos à radiação solar
direta durante uma hora (15:00h às 16:00h), sendo posteriormente reconduzidos à sombra onde permaneceram
por igual período de tempo (16:00h às 17:00h), quando foi tomada novamente a temperatura retal (TR2 ºC)

68. 05/08/2017 68

69. Literatura consultada
• Takahashi, L.S.; Biller, J.D.; Takahashi, K.M. Bioclimatologia zootécnica.
2009. 91p.
• Silva, R. Introdução a bioclimatologia animal. 2000. 286p.
05/08/2017 69