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

양은 다른 많은 동물과 마찬가지로 낮의 길이에 민감합니다. 그들의 몸은 변화하는 계절을 달력처럼 사용하여, 날씨가 온화하고 먹이가 풍부할 때 새끼를 낳을 수 있도록 번식 체계를 켜고 끕니다. 이러한 계절적 리듬은 뇌 속의 아주 작은 기관에 의해 조절되는데, 이 기관은 어두워지면 멜라토닌이라는 호르몬을 방출합니다. 야생에서 이 시스템은 완벽하게 작동하지만, 일 년 내내 양을 키우거나 꾸준한 새 Lamb(새끼 양) 공급을 원하는 농부들에게 이러한 자연적인 타이밍은 걸림돌이 될 수 있습니다. 이를 관리하기 위해 과학자들과 농부들은 종종 '발정 동기화(estrus synchronization)'라고 불리는 기술을 사용합니다. 이는 양의 몸 안에 작은 스펀지를 넣어 호르몬을 방출함으로써 번식 주기를 일시 정지시킨 후, 그 스펀지를 제거하여 많은 암양들이 동시에 발정기에 들도록 다시 주기를 시작하는 과정을 포함합니다. 목표는 번식을 예측 가능하고 효율적으로 만드는 것입니다.

수년 동안 연구자들은 이 과정에 추가적인 멜라토닌을 더하는 것이 과정을 더욱 개선할 수 있을지 궁금해해 왔습니다. 멜라토닌은 몸의 밤과 휴식을 알리는 신호이므로, 양에게 멜라토닌을 투여하는 것은 그들의 몸을 번식하기에 완벽한 시기로 착각하게 만들어 잠재적으로 더 많은 임신이나 더 강한 새끼를 낳도록 유도할 수 있기 때문입니다. 그러나 과거 실험 결과는 엇갈려 왔습니다. 어떤 연구는 그것이 도움이 된다고 제안했지만, 어떤 연구에서는 아무런 이점이 없음을 발견했습니다. 핵심적인 질문은 다음과 같았습니다: 번식 주기가 시작되기 전 얼마나 오랫동안 추가 멜라토닌에 노출되는지가 중요한가? 긴 기간의 노출이 짧은 노출보다 더 효과적인가? 이 질문에 답하기 위해, 터키의 한 연구팀은 중동 지역에서 흔하며 강인함으로 알려진 아와시(Awassi)라는 특정 품종의 양을 대상으로 다양한 타이밍 전략을 테스트하기로 결정했습니다.

연구진은 120마리의 건강한 성체 암양을 모아 네 개의 동일한 그룹으로 나누었습니다. 그들은 주요 번식 처치 전에 멜라토닌 임플란트를 받는 시간의 길이가 차이를 만드는지 알고 싶었습니다. 한 그룹은 번식 처치가 시작되기 20일 전에 임플란트를 받았습니다. 두 번째 그룹은 10일 전에 받았습니다. 세 번째 그룹은 번식 처치가 시작되는 바로 당일에 임플란트를 받았습니다. 대조군 역할을 하는 네 번째 그룹은 멜라토닌을 전혀 받지 않았습니다. 네 그룹 모두에게는 표준 번식 처치가 적용되었습니다: 즉, 호르몬을 방출하는 스펀지가 12일 동안 몸 안에 삽입되었습니다. 스펀지를 제거했을 때, 양들에게 배란을 유도하는 호르몬 주사를 투여했고, 그들을 번식력이 있는 숫양들과 함께 두어 교미하게 했습니다. 또한 연구진은 스펀지가 삽입될 때 각 양이 자연적인 주기 중 어느 단계에 있었는지 주의 깊게 관찰하여, 그녀의 주기 단계가 결과에 영향을 미치는지 확인했습니다.

그 후 몇 주 동안, 연구팀은 양들의 번식 생활에 대한 모든 세부 사항을 추적했습니다. 그들은 양들이 교미할 준비가 된 징후를 언제 보이는지 관찰했고, 성공적으로 교미한 수를 기록했으며, 임신 여부를 확인하기 위해 혈액 내 호르몬 수치를 측정했습니다. 나중에, 그들은 초음파 기기를 사용하여 어떤 양이 임신했는지 확인하고 태어난 새끼 양의 수를 셌습니다. 또한 치료가 크기에 영향을 미쳤는지 보기 위해 태어난 새끼 양의 무게를 쟀습니다. 결과는 모든 그룹에서 명확하고 일관되었습니다. 양이 멜라토닌 임플란트를 보낸 시간의 길이는 결과를 바꾸지 못했습니다. 양이 20일 동안 임플란트를 가졌든, 10일 동안 가졌든, 혹은 단 하루 동안 가졌든, 멜라토닌을 전혀 받지 않은 양들과 똑같이 수행했습니다.

스펀지가 삽입될 당시 양의 자연적인 주기의 타이밍은 그들이 교미할 준비가 된 징후를 보이는 데 약간의 차이를 만들었지만, 이것이 실질적인 이점으로 이어지지는 않았습니다. 서로 다른 주기에 처치를 시작한 양들도 결국 동일한 수의 임신과 동일한 수의 새끼를 낳았습니다. 연구진은 멜라토닌 처리가 임신율을 높이지도 않았고, 발생 초기 단계에서 배아가 소실되는 비율을 줄이지도 않았다는 것을 발견했습니다. 그것은 쌍둥이나 세 쌍둥이를 더 많이 낳게 하지도 않았고, 태어날 때 새끼의 무게를 더 무겁게 만들지도 않았습니다. 사실, 최종 결과에 영향을 미친 것으로 보이는 유일한 요소는 추가적인 호르몬 처치가 아니라 양의 자연적인 건강 상태와 조건이었습니다.

이 연구는 이 품종의 양들에게 있어, 자연적으로 번식할 준비가 된 시기 동안 추가적인 멜라토닌을 더하는 것이 보탬이 되지 않는다는 것을 시사합니다. 더 긴 멜라토닌 노출이 더 나은 결과를 위해 몸을 준비시킬 것이라는 생각은 데이터에 의해 뒷받침되지 않았습니다. 연구진은 번식기 동안의 아와시 암양의 번식 체계는 이미 정점에 도달해 있으며, "밤"을 알리는 호르몬을 더 추가한다고 해서 과정이 개선되지 않는다고 결론지었습니다. 멜라토닌은 신체의 내부 시계를 조절하는 강력한 조절제이지만, 번식을 위한 성능 향상제로 작용하는 능력은 연령, 시기, 동물의 품종과 같은 구체적인 조건에 크게 의존하는 것으로 보입니다. 이 양들을 다루는 농부들에게 있어, 자연적인 번식기 동안의 연구는 표준적인 동기화 방법만으로 충분하며, 다양한 기간 동안 멜라토닌을 투여하는 추가 단계는 추가적인 이점을 제공하지 않는다는 것을 보여줍니다.