Programmation fœtale chez le bovin de boucherie

Les programmes d'amélioration des troupeaux de bovins de boucherie étaient traditionnellement axés sur la sélection génétique. Les progrès récents de la génomique ont accéléré le processus de sélection en permettant d'identifier les principales différences de l'ADN de la séquence d'ADN d'un animal en particulier. Wow! Être capable de « regarder » directement dans l'ADN d'un animal. Vous pensez probablement qu'il ne reste plus grand-chose à découvrir dans le domaine de la génétique. Mais, à mesure que notre compréhension de cette science évolue, d'autres facteurs complexes font leur apparition.

Les gènes et l'environnement

La façon dont la performance d'un animal est habituellement déterminée tient compte de 2 facteurs principaux :

  1. sa composition génétique
  2. l'environnement dans lequel il vit, c'est-à-dire, la nutrition, le logement, le climat, la maladie, etc.

Comme les gènes d'un animal interagissent avec l'environnement dans lequel il vit, leur expression a un effet sur les performances de chaque trait génétique. Dans la production de bovins de boucherie, les traits qui nous intéressent sont le poids à la naissance, le taux de croissance, l'efficacité alimentaire, les attributs de la carcasse et la fertilité, pour ne nommer que ceux-ci. Nous constatons toutefois que l'expression de ces gènes est très variable.

L'un des principes de base de la génétique moderne est que les gènes d'un animal déterminent son potentiel ultime de rendement dans n'importe quel environnement donné. Par exemple, un bouvillon élevé selon un niveau de nutrition donné a la capacité d'atteindre le niveau de performance maximum fixé par son patrimoine génétique. Si son environnement pendant la période d'alimentation est optimal (y compris son état de santé, la literie, l'espace vital, l'absence de stress, etc.), alors la performance du bouvillon sera uniquement limitée par son potentiel génétique. Les traits génétiques étant déterminés à la conception, le potentiel futur de l'animal est donc « ancré dans le roc » et sera uniquement influencé par l'environnement au moment où le trait sera exprimé. Est-ce vraiment ainsi?

En quoi consiste la programmation fœtale?

Des recherches récentes montrent que la performance future d'un animal peut être influencée par l'environnement maternel du fœtus au cours des étapes initiales de son développement1. Cela peut se produire même si les traits exprimés par l'animal nouveau-né, comme le poids à la naissance, ne sont pas affectés. Ce concept est appelé programmation fœtale, et a des répercussions importantes pour les systèmes de production de viande bovine (voir figure 1)

Schéma du principe de la programmation fœtale

Figure 1 : Schéma du principe de la programmation fœtale

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Par exemple, le poids et l'état corporels des vaches gestantes, lesquels affectent la nutrition du fœtus, sont considérablement influencés par le niveau de nutrition. Le niveau de nutrition peut varier d'année en année dans la même exploitation, en fonction des conditions de culture et de récolte des fourrages, lesquels constituent la grande partie de la plupart des régimes alimentaires des vaches de boucherie. En outre, la saisonnalité du cycle de production des vaches de boucherie amène de grands changements dans le régime alimentaire, étant donné que de nombreuses vaches passent des pâturages à des aliments stockés au début de la gestation. Le besoin supplémentaire d'énergie dans la ration alimentaire pour contrer les baisses de température de l'automne à l'hiver complique davantage les choses. Le résultat final est que les vaches gestantes subissent souvent des changements significatifs dans le poids corporel et le taux de graisse au cours de la gestation, et ces changements peuvent varier d'année en année. Nous savons que des changements importants dans le niveau d'énergie et de protéines dans les rations alimentaires des vaches en fin de gestation peuvent influer sur le poids à la naissance, la vigueur et l'état de santé du veau nouveau-né. Toutefois, de nouvelles recherches concluent que, contrairement à la notion traditionnelle, la nutrition de la vache en début de gestation peut avoir un impact sur les traits exprimés beaucoup plus tard dans la vie du veau. De plus, les différences alimentaires en fin de gestation qui ne sont pas suffisamment importantes pour affecter le veau nouveau-né peuvent exercer une influence beaucoup plus tard dans la vie de l'animal.

Une étude du Nebraska2 a observé les effets de la supplémentation protéinée servie à des vaches au pâturage en fin de gestation sur la performance des génisses descendantes. Le poids à la naissance des veaux femelles était le même pour les deux groupes, le groupe supplémenté et le groupe non supplémenté, ce qui indique que la différence dans l'apport de nutriments n'était pas assez grande pour avoir un impact sur la croissance du fœtus. Cependant, le poids des veaux femelles issus des mères supplémentées était plus élevé au sevrage, avant la reproduction et lors du contrôle de la gestation, et, la chose la plus importante, ces femelles ont affiché un meilleur taux de gestation. La différence du taux de gestation était assez grande. Chez les génisses issues des mères non supplémentées, le taux de gestation était de 80 %, tandis que chez les génisses des mères supplémentées, il était de 93 %. De plus, les génisses des mères supplémentées ont démontré un avantage de 28 % dans le nombre de veaux nés au cours des 21 premiers jours de la saison de vêlage. Tout cela s'est produit même si le gain après le sevrage et la prise alimentaire étaient identiques pour les deux groupes de génisses. Ainsi, dans cette étude, un fœtus développé dans un environnement utérin qui a bénéficié d'une supplémentation protéinée présentait un avantage économique important, un an et demi après sa naissance, même si aucune différence n'était apparente à la naissance des veaux.

Une étude à long terme menée au Montana3 a consisté à servir deux niveaux d'alimentation (un niveau jugé marginal et l'autre suffisant) à des vaches gestantes. Ces vaches pâturaient en hiver (de décembre à mars) et leur régime était supplémenté avec divers aliments récoltés. Les veaux femelles issus de ces vaches ont été par la suite soumis à 2 niveaux d'alimentation pendant une période de 140 jours après le sevrage. Au total, quatre groupes de gestion ont été étudiés. Le régime alimentaire de haut niveau a été servi à satiété et a donné un taux de croissance chez les génisses de 1,5 lb/jour. Le régime de bas niveau a été servi à 80 % de satiété et a donné un taux de croissance de 1,15 lb/jour. Au cours des hivers qui ont suivi leur première saison de reproduction, chaque groupe alimentaire a été maintenu; les génisses à consommation restreinte ont été soumises à un régime marginal une fois devenues adultes et les génisses consommant à volonté ont été soumises à un régime alimentaire adéquat en hiver. Les performances des génisses à la suite de leur première saison de reproduction ont donné les effets escomptés des niveaux d'alimentation post-sevrage sur les performances de croissance, de carcasse et de la reproduction (les génisses ayant le taux de croissance le plus élevé ont donné un rendement supérieur), mais il n'y a pas eu d'effets découlant du traitement nutritionnel de leurs mères.

Toutefois, des mesures prises plus tard dans la vie ont montré les effets associés à l'environnement maternel dans lequel le fœtus s'était développé. Les génisses des mères ayant reçu le régime alimentaire de qualité inférieure avaient un poids corporel plus élevé à l'âge de 5 ans, qu'elles aient été soumises ou pas à un niveau d'alimentation élevé ou faible après le sevrage et en hiver. Les génisses des mères ayant reçu le régime alimentaire de qualité élevée, et qui ont par la suite été soumises à un régime alimentaire de faible qualité à leur tour ont enregistré le poids le plus léger et la plus faible note d'état corporel à l'âge de 5 ans. Les génisses des mères ayant reçu le régime alimentaire de qualité inférieure, et qui ont par la suite été soumises à un régime alimentaire de qualité inférieure au cours de leur développement et pendant les hivers suivants ont donné naissance à une progéniture nettement plus légère que tous les autres groupes, même si elles arrivaient au deuxième rang pour leur poids corporel à l'âge de 5 ans. Quelque chose se rapportant au fait d'avoir eu un régime restreint en tant que fœtus s'est reporté dans leurs performances à l'âge adulte, indépendamment de la façon dont elles ont été nourries après le sevrage. Les génisses des mères ayant reçu un niveau d'alimentation élevé, et qui ont été placées par la suite dans le groupe à consommation restreinte ont enregistré une faible note d'état corporel à l'âge de 5 ans comparativement à toutes les autres combinaisons alimentaires.

Qu'en est-il des performances d'engraissement de la progéniture issue de mères ayant été soumises à un niveau d'alimentation restreint? Une recherche de l'Ohio (Underwood et coll.4) comprenant des vaches gestantes dans des pâturages naturels ou améliorés a démontré que malgré le fait que le poids des veaux mâles à la naissance ne différait pas entre les groupes, les bouvillons issus des mères alimentées dans des pâturages améliorés ont enregistré de meilleurs résultats pour le poids au sevrage, le gain de poids à l'engraissement, le poids de la carcasse et le taux de gras.

Ces résultats et d'autres ont incité les scientifiques à s'intéresser de plus près aux mécanismes qui pourraient expliquer la programmation fœtale. Bien que 75 % de la croissance fœtale ait lieu durant les deux derniers mois de la gestation, et que nous ayons généralement concentré notre attention sur la nutrition des vaches au cours de cette phase, la nutrition précoce du fœtus semble être importante par son impact sur la performance à plus long terme. Ceci est probablement lié à l'évolution rapide du placenta, notamment le degré de développement des vaisseaux sanguins. Bien que la grande partie de la masse fœtale soit fabriquée en fin de gestation, les aspects critiques du développement, tels que la différenciation des cellules et le début de la formation des organes, se produisent à un moment beaucoup plus précoce. Cela rend la nutrition de la mère au début de la gestation beaucoup plus importante qu'on ne le pensait - ce qui est contraire à notre façon de faire traditionnelle, soit de traiter les vaches gestantes comme si elles avaient peu de besoins nutritifs à ce stade.

Bien que notre compréhension de la programmation fœtale chez les bovins de boucherie soit seulement à un niveau rudimentaire, ce domaine semble prometteur. J'espère que nous finirons par être en mesure de recommander des stratégies d'alimentation pour les vaches de boucherie en gestation qui tiendront compte de l'effet de la programmation fœtale sur le rendement futur des animaux d'engraissement et des femelles qui restent dans le troupeau à des fins de reproduction.

Références

1 Funston et coll., 2012. J. Anim. Sci., 90 :2301-2307.
2 Martin et coll., 2007. J. Anim. Sci. 85 :841-847
3 Roberts et coll., 2009. J. Anim. Sci. 87 :3043-3042.
4 Underwood et coll., 2010. Meat Sci. 86:588-593


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