تاثیر طول مدت روشنایی بر عملکرد مرغ مادر گوشتی

طیور اهلی مانند مرغ ها و بوقلمون ها به شدت، تحت تاثیر نور قرار دارند. این اثرات در تنظیم چرخه تولید مثلی سالانه و روزانه بسیار مهم می باشند. پرندگان دارای یک چرخه دورنی هستند که طول مدت آن حدود 24 ساعت است. در پرندگان وحشی، تغییرات طول مدت روز نقش اساسی در شروع فرآیند تولید مثل بازی می کند. زمانی که نتایج در هوای گرم تولید می شوند و غذا نیز به مقدار کافی وجود دارد. در بسیاری از این گونه ها پرندگان، فعالیت تولید مثلی با طولانی تر شدن روز افزایش یافته و با کوتاه شدن روز، کاهش می یابد. این حساسیت به طول مدت روز به این معنی است که ما می توانیم زمان بلوغ جنسی در مرغ های مادر به وسیله تنظیم طول مدت روشنایی، تحت تاثیر قرار دهیم. به وسیله کنترل روشنایی طبیعی (نور خورشید)، می توان پاسخ طبیعی پرندگان مولد به افزایش طول مدت روز را دست خوش تغییر کرد. پرندگان از طول مدت روز و شب برای تنظیم ساعت درونی خود و دوره تخمک اندازی روزانه استفاده می کنند. متاسفانه بیشتر اطلاعات منتشر شده در مورد برنامه های نوری طیور اهلی، راجع به مرغ های تخمگذار تجاری و بوقلمون ها هستند.

چگونه هیپوتالاموس نور را دریافت می کند؟

هنوز درک درستی در مورد نحوه دریافت و انتقال نور در پرندگان وجود ندارند. پرنده نور را از طریق گیرنده های نوری که انرژی نور را به پیام های بیولوژیک تبدیل می کنند، دریافت می کند. هر چند که گیرنده های نوری چشم اطلاعات مربوط به روشنایی را دریافت و انتقال می دهند، اما آنها جزء ضروری در فرآیند تولید مثلی نیستند، به صورتی که حتی پرندگان نابینا هم می توانند تحریک نوری شده و دارای چرخه تخمک اندازی طبیعی باشند. مدارک غیر مستقیم بسیار زیادی در مورد گیرنده های نوری غیر چشمی در طیور وجود دارد. اجزا حساس نوری که مسئول تنظیم تحریک نوری هستند در کف هیپوتالاموس قرار دارند. این گیرنده های نوری، پیام های عصبی را ایجاد می کنند که سپس این پیام ها به وسیله هیپوفیز پیشین تقویت و چند برابر می گردند.

در نیمچه ها، هیپوفیز پیشین، هورمون لوتئین کننده (LH) و هورمون تحریک کننده فولیکول (FSH) را تولید و ذخیره می کند. زمانی که پیام تحریک کننده گنادها از هیپوتالاموس دریافت می شود، این هورمون ها به وسیله هیپوفیز پیشین به منظور تنظیم وظایف تخمدان و بیضه به داخل جریان خون ترشح می شوند. بنابراین تحریک گیرنده های نوری هیپوتالاموس خیلی سریع به یک پیغام هورمونی تبدیل می شود. در شب روزی که تحریک نوری صورت گرفته است، سطوح LH وFSH پلاسما به صورت معنی داری بالا هستند.

دریافت نور بدون دخالت چشم

در مرغ ها گیرنده های نور در چشم، غده صنوبری و هیپوتالاموس یا نزدیک آن وجود دارند. گیرنده های نور در چشم و غده صنوبری همراه با سلول های تولید کننده ملاتونین هستند. برداشتن این غدد یا قطع پیام های آنها باعث توقف تولید تخم مرغ نخواهد شد. کاشت دانه ای روشن در هیپوتالاموس تحت شرایط کنترل مدت روشنایی باعت تحریک شدید گناد ها در گونه های مختلف پرندگان گردید. اگرچه، تمام این مراکز ممکن است رفتار یا وظایف تولید مثلی را تحت تاثیر قرار دهند، اما هیپوتالاموس نقطه ای حیاتی در پاسخ پرنده به نور است.

چه طول روزی یک تحریک نوری است؟

از کنترل طول مدت روشنایی می توان برای ورود پرندگان به مرحله تولید یا نگه داشتن آنها خارج از دوره تولید، استفاده کرد. اگر چه تحریک نوری می تواند برای شروع بلوغ جنسی مهم باشد، اما پرندگان حتی بدون تحریک نوری، نهایتاً شروع به تخمگذاری می کنند. هرگاه پرنده به آستانه رشد و بلوغ هیپوتالاموس برسد، حتی بدون اضافه شدن طول مدت روز، به صورت خود به خودی بلوغ آغاز می شود.

حداکثر پاسخ به تحریک نوری می تواند با یک دوره روشنایی 12 تا 14 ساعته، ایجاد شود. معمولاً حداکثر طول مدت روشنایی به 16 ساعت می رسد، اما طول مدت روشنایی در سالن هایی که دارای دیواره پرده ای هستند، مخصوصاً در فصل تابستان می تواند بیش از این باشد. کوتاهترین دوره روشنایی برای تحریک آزاد سازی هورمون لوتئین کننده، حدود 5/10 ساعت در مرغ های مادر کوتوله گزارش شده است. عدم پاسخ بیشتر به افزایش زمان روشنایی بین 5/10 و 13 ساعت، نشان می دهد که پرنده به طول روز اشباع رسیده است. تصور می شود مرغ های مادر گوشتی از طریق مشابهی به طول روز پاسخ می دهند. به طرز جالبی، طول روز بحرانی و طول روز اشباع در مرغ های تخمگذار بلندتر است. هر چند، دوره های روشنایی بلندتر، می توانند برای اهداف مدیریتی مفید باشند، اما سهمی در افزایش تولید تخم مرغ نخواهد داشت، ولی در بعضی گونه های طیور، طول روز بحرانی برای بلوغ جنسی کوتاهتر از طول روز حیاتی برای تولید تخم مرغ می باشد.

یک طول روز بحرانی به این دلیل موثر است، که پیام هایی را در مرغ ایجاد می کند که مرغ می تواند روزه های کوتاه و بلند را از هم تشخیص دهد. پرنده هنگام دریافت نور از طریق پیام های عصبی زمان سنج روزانه خود را روی صفر تنظیم می کند. این زمان سنج تا حدود 11 ساعت زمان را شمارش می کند. پس از این مدت آغاز مرحله حساس نوری است. روشنایی که پرنده، طی مرحله حساس نوری است. روشنایی که پرنده، طی مرحله حساس نوری (بعد از 11 ساعت) در معرض آن قرار می گیرد، به وسیله گیرنده های نوری هیپوتالاموس دریافت شده و صورت زنجیروار سبب تحریک هورمون های تولید مثلی می گردد.

بزرگی تغییر در طول مدت روز ممکن است کلید اصلی تحریک نوری باشد. تغییر ناگهانی در طول مدت روشنایی از 8 به 15 سانت در یک مرحله رشد تخمدان را نسبت به افزایش کوچکتر اولیه طول روز، بیشتر تحریک می کند. اثرات تحریک نوری اضافی بر تولید طولانی مدت مرغ ها هنوز به درستی روشن نیست. مرغ های مادری که تحت یک برنامه کاهش مدت روشنایی پرورش یافته بودند، طوری که مقدار روشنایی در سن 19 هفتگی 3 ساعت بود، افزایش طول مدت روشنایی از 3 ساعت به 8 ساعت در حدود 36هفتگی باعت تحریک تولید هورمون های تولید مثلی و تولید تخم مرغ در آنها شد. در این مطالعه حداکثر پاسخ تولید مثلی زمانی اتفاق افتاد که طول مدت روز به 16 ساعت در سن 44 هفتگی رسید. لذا به نظر می رسد پاسخ تولید مثلی به تحریک نور، زمانی که تحریک نوری به تاخیر می افتد، آسیب نمی بیند، حتی اگر تعدادی از پرندگان به خودی خود شروع به تولید کرده باشند.

اگر ما نیمچه ها را در روز های کوتاه نگهداری کنیم چه اتفاقاتی می افتد؟

پرندگان حساس به طول روز مانند بوقلمون اگر تحت شرایط روزهای کوتاه نگهداری شوند، غیر بالغ خواهند ماند. اما هم مرغ های تخمگذار و هم مرغ های مادر حتی اگر تحت روز های کوتاه نگهداری شوند، نهایتاً وارد مرحله تخمگذاری نیز شوند. تحت شرایطی که مقدار رشد جسمی مناسب باشد، بلوغ جنسی به خودی خود آغاز می شود. اگر شما تخم مرغ هایی را 10 روز پس از تحریک نوری مشاهده کردید، بلوغ جنسی قبل از افزایش طول روز اتفاق افتاده است. در مرغ های مادر برای رشد نسبی فولیکول ها از فولیکول زرد بزرگ به زرده کامل 7-11 روز زمان لازم است. به طور معمولدر مرغ های مادر از زمانی سطح استروژن تخمدان در هنگام بلوغ افزایش می یابد، تا شروع تخمگذاری حدود 3 هفته خواهد بود. بزرگ و قرمز شدن تاج که به وسیله افزایش استروژن صورت می گیرد، می تواند شاخص کلی از وضعیت تولید مثلی در هنگام تحریک نوری باشد.

مدتی که شروع تخمگذاری یک گله بدون تحریک نوری به تاخیر می افتد بستگی به زمینه ژنتیکی و سطح تغذیه پرنده دارد. ما یک تاخیر 6 روزه در شروع تخمگذاری را بدون تحریک نوری در اوایل دهه 1990 مشاهده کردیم. تاخیر شروع تخمگذاری در مرغ های مادر بدون تحریک نوری حدود 40 روز است. این زمان (40روز) تحت شرایط تغذیه آزاد به 20 روز کاهش می یابد. اخیراً ما تعدادی پرنده راس 308 و 508 تخت 8 ساعت روشنایی نگهداری کردیم و مدت روشنایی تعداد دیگری را به 14 ساعت افزایش دادیم. بلوغ جنسی در پرندگان راس 508 بدون تحریک نوری 3 روز و در پرندگان راس 308، 5/7 روز به تاخیر افتاد. اگر چه تعدادی از مرغ های راس 308 تحت برنامه روز کوتاه هرگز وارد چرخه تخمگذاری نشدند. در پرندگانی که آماده ورود به دوره تولید هستند، نقش تحریک نوری ایجاد یکنواختی و هل دادن پرندگان به سیکل تخمگذاری است.

برنامه های روشنایی غیر معمول

به برنامه نوری اطلاق می شود که مجموع دوره روشنایی و تاریکی 24 ساعت نیست. به یک روز با 14 ساعت روشنایی و 14 ساعت تاریکی یک روز 28 ساعته غیر معمول گویند. اساس تجاری استفاده از این برنامه، بر منظم کردن توالی تخمک اندازی با طول روزی که اجازه می دهد، یک تخمک اندازی در هر روز صورت گیرد، استوار است. با یک روز 28 ساعته، یک هفته، شامل 6 روز می شود. در مرغ های تخمگذار مزایای برنامه های نوری غیر معمول بزرگ شدن اندازه تخم مرغ (برای گله های جوان) و افزایش ضخامت پوسته تخم مرغ است. کار ما با برنامه های نوری غیر معمول نتایج مشابه ای را نشان داد، اما همچنین ما دریافتیم که زمان بین دو تخمگذاری به طور میانگین 2/1 سااعت در مقایسه با پرندگانی که تحت برنامه نوری 24 ساعت بودند، افزایش یافت. این نوع روز غیر معمول، برای گله هایی که میزان تخمگذاری پرندگان، بالاتر از 6 عدد در هفته است، مفید نمی باشد. اما، در پرندگانی که فاصله بین دو تخمگذاری آنها بیشتر باشد، استفاده از روز غیر معمول به دلیل ایجاد روزهای بدون تخم مرغ کمتر و توانایی افزایش مقدار تخمگذاری مفید است.

واکنش معکوس نوری

واکنس معکوس نوری مرحله ای است که دستگاه تولید مثل قادر به پاسخ به افزایش طول مدت روشنایی بعدی نیست. این واکنش نتیجه نگهداری پرنده در روزهای بلند است و باعث کاهش رها سازی مقدار کافی FSH و LH، که برای تداوم تشکیل فولیکول لازم می باشند، می شود. این مسئله منجر به کاهش تدریجی تولید تخم مرغ، به صورت افزایش واکنش معکوس نوری می گردد. نتیجه نهایی این اتفاق تحلیل گنادها و توقف تخمک اندازی است. اساس واکنش معکوس نوری احتمالاً جلوگیری از تولید تخم مرغ در زمان های نا مطلوب سال است، زمانی که جوجه ها شانسی برای یافتن غذای خوب ندارند، یا پرنده به اندازه ای مسن است که می تواند زمستان را سپری کند و یا مهاجرت نماید.

اگر چه اولین گزارشات در مورد واکنش معکوس نوری عمدتاً در بوقلمون ها بود، اما این اتفاق در مرغ های مادر نیز شناخته شده است. بعضی از مدارک نشان می دهند که این مشکل بیشتر در مولدین با صفت گوشت آوری بالا (خطوط پدری) در مقایسه با اغلب خطوط مادری دیده می شود. به نظر می رسد پیام هایی که منجر به واکنش معکوس نوری می شوند، مشابه پیام هایی باشند که شروع تولید تخم مرغ را تحریک می کنند. تفاوت عمده این دو اتفاق این است که طول روز لازم برای تحریک نوری کوتاه تر از طول روز لازم برای باز خور منفی در طول زمان، به سبب کاهش آزاد سازی GnRH از هیپوتالاموس، افزایش می یابد. هیپوتالاموس مهمترین عضو در تولید مثل پرنده بالغ است، در حالی که وظیفه هیپوفیز و تخمدان پاسخ به پیام های هورمونی می باشد.

شاید بهترین روش برای جلوگیری از شروع واکنش معکوس نوری، تحریک مرغ های مادر با حداقل طول مدت روز، برای تحریک کامل بلوغ جنسی و تولید تخم مرغ مطلوب، باشد (12-11 ساعت طول روز). به وسیله جلوگیری از در معرض نور قرار گرفتن پرنده در روزهای بلند، از تمایل ذاتی حیوان به حساس بودن به روز های بلند، مخصوصاً در سویه هایی که به کاهش شدید تولید در اواخر دوره تخمگذاری مستعد هستند، جلوگیری شده یا کاهش می یابد. افزایش طول مدت روشنایی به بیش از 15 ساعت در اویل تولید به عنوان قسمتی از برنامه نوری ممکن است با تحریک شدید فرآیند واکنش های معکوس نوری اثرات زیان آوری بر تولید پرنده در دراز مدت داشته باشد. اگر چه تحقیق در مورد طول مدت روز در گله ای تخمگذار فقط تفاوت های اندکی را در طول روز 11 ساعت، نسبت به 15 ساعت نشان داد. اما مرغ های مادر ذاتاً تخمگذار نیستند و ممکن است این تفاوت ها در آنها بیشتر باشد. افزایش ناگهانی در طول روز یا شدت نور می تواند پیام تحریک کننده رابه هیپوتالاموس هم برای پشتیبانی از تولید تخم مرغ و برای سیستم واکنش نوری ارسال کند. چون پاسخ واکنش نوری آهسته تر است، حفظ پتانسیل افزایش طول مدت روشنایی یا شدت نور تا انتهای دوره تخمگذاری برای مبارزه با کاهش تولید در کوتاه مدت، ممکن است مفید باشد.

نگهداری مرغ ها تحت شدت نور بالا ممکن است نقش محدود کننده ای بر تولید تخم مرغ در بعضی سویه ها داشته باشد. در یک آزمایش، شدت نور 500 لوکس تولید تخم مرغ را در مرغ تخمگذار قهوه ای کاهش داد. اگر چه این پرنندگان خیلی سریع به اوج تولید تخم مرغ رسیدند و تولید خوبی نیز داشتند، اما تداوم تولید آنها در مقایسه با پرندگانی که تحت شدت نور های کمتر قار داشتند، به سرعت کاهش یافت. چون سویه مرغ تخمگذار قهوه ای آزمایش شده می تواتند با مرغ های مادر قابل مقایسه باشد، این نوع کاهش تولید، تحت تاثیر شدت نور بالا ممکن است در گله های مرغ های مادر نیز قابل انتظار باشد.

خصوصیات نور

شکل های مختلف نور می توانند از طریق تفاوت شدت نور، طول موج و انرژی تشعشعات از هم تمیز داده شوند. هر یک ار اینها می توانند اثراتی بر مدیریت و خصوصیات تولیدی مرغ های مادر داشته باشد. برای مثال مشخص شده است که شدت نور سفید می تواند بر مقدار رشد، بلوغ جنسی و تولید تخم مرغ مرغ های تخمگذار موثر باشد. نور می تواند به وسیله منابع مختلف روشنایی نظیر سیستم های روشنایی تنگستن، فلوسنت، تبخیر سدیمی و تبخیر مرکوری تامین شود و برای تامین روشنایی در مرحله رشد و تحریک نوری پرندگان استفاده شوند. سیستم های مختلف روشنایی، سطح خاصی از انرژی تشعشعات و طیف خاصی از طول موج (نانومتر)، روشنایی (وات در هر متر مربع) و شدت نور (لوکس یا فوت کندل) را ایجاد می کنند. در لامپ های فلوسنت، از فشار پایین تخلیه گاز مرکوری استفاده می شود که  نسبت بالایی از تشعشعات ان در دامنه ماورای بنفش است (به صورت گرما آشکار می شود).لامپ های تنگستن، 90% از انرژی خود را به صورت تشعشعات مادون قرمز منتشر می کنند. لامپ های فشار بالای سدیم، دامنه وسیعتری از امواج را تولید می کنند که ایجاد روشنایی سفید می کند. توزیع طول موج ها را به وسله طیف سنج الکترومگنتیک در منابع مختلف روشنایی نشان می دهد.

طیف نوری شامل سه دسته اصلی ماورای بنفش، قابل دید و مادون قرمز است. دامنه قابل دید بین 3700 تا 7500A می باشد که به وسیله چشم قابل دریافت است. این دامنه اغلب در برنامه های تحریک نوری پرندگان استفاده می شود. این منابع روشنایی طول موجی بلند تر از ماورای بنفش اما کوتاهتر از مادون قرمز دارند.

نور فلورسنت به دلیل انرژی منبع جایگزین مناسبی برای نور تنگستن است. نوری که از لامپ فلورسنت منتشر می گردد، تقریباً در دامنه قابل دید قرار دارد (به سبب دامنه طول موج باریک) در حالی که، نوری که از لامپ تنگستن منتشر می شود عمدتاً به صورت تشعشع مادون قرمز غیر قابل دید است (طول موج بلند که به صورت گرما ظاهر می شود). با اینکه تعدادی از محققین اظهار داشتند که استفاده از لامپ فلوسنت در مقایسه با لامپ تنگستن به دلیل جایگزینی نسبت بالاتری از طیف قابل دید، بهتر است اما اثرات اندکی بر راندمان تولید تخم مرغ در سویه های تخمگذار و مرغ های مادر گزارش شده است.

در هر منبع نور، چگونه تفاوت در نوع نور به وسیله پرنده دریافت می شود و سپس پرنده واکنش متفاوتی به هر منبع نور به سبب درک آن از طول موج روشنایی (بدون توجه به شدت روشنایی) نشان می دهد، تفاوت های ظاهری وجود دارد. در چشم پرندگان 4 نوع متفاوت از سلول های استوانه ای وجود دارد، در حالی که در انسان این تعداد 3 نوع است. این سلول حساس نوری اضافه، ممکن است تفاوت های دید رنگ در پرنده نسبت به انسان را شرح دهد. مرغ ها دارای توانایی درک طیف حساس وسیعتری نسبت به انسان هستند، طوری که به نور بنفش و نارنجی یا قرمز پاسخ قوی نشان می دهند، اما انسان حساسیت به نور ماوراء بنفش ندارد.

زمانی که نور تنگستن با نور فلورسنت در شدت نور بالای 5 لوکس مقایسه شود، پرندگان تحت نور فلورسنت فعال تر هستند. جدا از مقدار شدت نور سالن، پرندگان ممکن است شدت نور بیشتری را تحت نور فلورسنت به سبب طیف نوری قابل دیدشان دریافت کنند (چشم پرنده به طول موج های کوتاه حساس تر است). ناحیه هیپوتالاموس مغز مرغ به نور آبی و سبز نسبت به نور قرمز بسیار حساس تر می باشد. اما این نوع از نور نمی تواند از پر، پوست، جمجمه و مغز با راندمانی برابر با نور قرمز نفوذ کند و این بدان معنی است که نهایتاً نور قرمز مهم تر از نور آبی می باشد. در مورد انرژی عبوری جمجمه در زمان تحریک نوری در مرغ های مادر نیاز به تحقیقات بیشتری است.