Effects of melatonin exposure duration and estrous cycle phase at the initiation of estrus synchronization on reproductive performance in Awassi ewes during the breeding season

羊は、多くの動物と同様に、日照時間に敏感です。彼らの体は、季節の変化をカレンダーとして利用し、天候が穏やかで食物が豊富な時期に子羊が生まれるよう、生殖システムをオンにしたりオフにしたりしています。この季節的なリズムは、暗くなるとメラトニンと呼ばれるホルモンを放出する脳内の小さな腺によって制御されています。野生環境では、このシステムは完璧に機能しますが、一年中羊を育てたい、あるいは安定した子羊の供給を確保したいと考えている農家にとって、この自然なタイミングは障害となることがあります。これを管理するために、科学者や農家は「発情同期」と呼ばれる技術をしばしば用います。これは、生殖サイクルを一時停止させるホルモンを放出する小さなスポンジを羊の体内に挿入し、その後、それを除去することでサイクルを再始動させ、多くの雌羊が同時に発情するようにする方法です。その目的は、繁殖を予測可能で効率的なものにすることです。

長年、研究者たちは、このプロセスに余分なメラトニンを加えることで、さらに効果を高められるのではないかと考えてきました。メラトニンは、体が夜と休息を感知するための信号であるため、羊にメラトニンを与えることは、彼らの体に「今こそ繁殖に最適な時期である」と錯覚させることにつながり、結果として妊娠率の向上や子羊の強化をもたらす可能性があるからです。しかし、過去の実験結果はまちまちでした。メラトニンが効果的であることを示唆する研究もあれば、全く効果がないとした研究もありました。一つの重要な疑問は、「繁殖サイクルが始まる前に、どれくらいの期間メラトニンにさらされるかが重要なのか？」という点でした。長い期間さらされる方が、短い期間よりも効果的なのでしょうか？この疑問に答えるため、トルコの研究チームは、中東で一般的であり、強健さで知られるアワッシ種という特定の品種の羊を用いて、異なるタイミングの戦略をテストすることにしました。

研究者たちは120頭の健康な成体の雌羊を集め、それらを4つの等しいグループに分けました。彼らは、繁殖処理が始まる前にメラトニンインプラントを投与する時間の長さが、結果に違いをもたらすかどうかを調べたいと考えました。第1のグループは、繁殖処理が始まる20日前にメラトニンインプラントを受け取りました。第2のグループは10日前に、第3のグループは繁殖処理が始まる当日にインプラントを受け取りました。そして、コントロール群としての第4のグループは、メラトニンを全く受け取りませんでした。4つのグループすべてに対し、標準的な繁殖処理が行われました。すなわち、ホルモンを放出するスポンジが12日間、体内に挿入されました。スポンジが取り除かれた後、雌羊には排卵を促すためのホルモン注射が行われ、受精能力のある雄羊と一緒にされて交配が行われました。また、研究者たちは、スポンジを挿入した時点での各個体の自然なサイクルにおける状態にも細心の注意を払い、彼女たちのサイクルにおける特定のフェーズが結果に影響を与えるかどうかを確認しました。

数週間にわたり、チームは羊の生殖に関するあらゆる詳細を追跡しました。彼らは、羊が交配の準備ができている兆候を示し始める時期を観察し、何頭が正常に交配したかを記録し、妊娠を確認するために血液中のホルモン値を測定しました。その後、超音波診断装置を使用して、どの羊が妊娠しているかを確認し、生まれた子羊の数を数えました。また、治療が子羊の大きさに影響を与えるかどうかを見るために、生まれた子羊の体重も測定しました。結果はすべてのグループにおいて明確かつ一貫していました。メラトニンインプラントによる滞在時間の長さは、結果を変えませんでした。メラトニンを20日間投与しても、10日間でも、あるいはわずか1日間であっても、メラトニンを全く投与しなかったグループと全く同じパフォーマンスを示しました。

スポンジを挿入した際の雌羊の自然なサイクルのタイミングは、発情の兆候を示す時期にわずかな違いを生じさせましたが、それが実質的な利点につながることはありませんでした。治療を異なるフェーズで開始したとしても、最終的な妊娠数や子羊の数に違いはありませんでした。研究者たちは、メラトニン治療が妊娠率を高めることも、発生初期の胚の消失数を減らすこともないことを発見しました。また、双子や三つ子の数を増やすことも、誕生時の子羊を重くすることもありませんでした。実際、最終的な結果に影響を与えた唯一の要素は、追加のホルモン治療ではなく、羊の自然な健康状態とコンディションであるように見受けられました。

この研究は、これらの羊にとって、繁殖に適した時期にある間は、余分なメラトニンを追加しても恩恵はないことを示唆しています。「より長いメラトニンへの曝露が、より良い結果を得るための準備（プライミング）になる」という考えは、データによって支持されませんでした。研究者たちは、繁殖期にあるアワッシ雌羊の生殖システムはすでにピーク状態で機能しており、「夜」を知らせるホルモンをさらに追加してもプロセスは改善されないと結論付けました。メラトニンは体の体内時計を制御する強力な調節因子ですが、繁殖のパフォーマンスを高める能力は、季節や動物の品種といった特定の条件に大きく依存するようです。この種の羊を扱う農家にとって、繁殖シーズン中であれば、標準的な同期法だけで十分であり、様々な期間メラトニンを投与するという追加のステップは、追加のメリットをもたらさないことがこの研究から示されています。