Comparison of UAV, Reticuloruminal Temperature, and Tail Chalk Scoring for Estrus Detection and Pregnancy Association in Bos indicus Cows
Bos indicus 암소에 대한 연구에서, 망상위(reticuloruminal) 온도 볼러스, 드론 모니터링, 꼬리 초크 스코어링은 발정 감지 능력 면에서 유사한 능력을 보였으나, 오직 행동 기반 방식(드론 및 꼬리 초크)만이 차후 임신율을 유의미하게 예측한 반면, 생리학적 온도 센서는 예측하지 못했다.
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네놀레(Nelore) 품종의 소 떼가 자유롭게 풀을 뜯는 브라질의 광활하고 햇살 가득한 목초지에서, 생명의 리듬은 계절과 동물들의 생체 시계에 의해 결정됩니다. 축산 농가들에게 이 순환 과정에서 가장 중요한 순간 중 하나는 번식기입니다. 현대 과학은 자연적인 징후를 기다리지 않고도 암소들이 정해진 시간에 교배할 수 있도록 번식 주기를 동기화하는 방법을 개발해 왔지만, 한 가지 완고한 생물학적 진실이 남아 있습니다. 즉, 적극적으로 교배 준비가 되었음을 보이는 암소가 임신할 확률이 훨씬 높다는 것입니다. 발정(estrus)이라고 알려진 이 적극적인 표시는 암컷이 가임기임을 나타내는 복잡한 시간대이지만, 넓은 들판을 돌아다니는 수백 마리의 가축 무리 속에서 이를 포착하는 것은 어렵고 노동 집약적인 작업입니다. 이를 해결하기 위해 과학자들은 인간의 눈을 대신하여 밤낮으로 가축 무리를 관찰할 수 있는 자동 센서를 통해 기술의 도움을 받고자 노력해 왔습니다. 최근 연구를 이끄는 질문은 단순히 이 기계들이 징후를 포착할 수 있는지 여부가 아니라, 그들이 찾아낸 징후가 실제로 가축 무리의 미래에 의미가 있는지에 관한 것입니다.
한 연구팀은 네놀레 암소의 이 결정적인 순간을 감지하는 세 가지 서로 다른 방법을 테스트하기 위해 나섰습니다. 연구진은 이미 한 번 이상 출산 경험이 있는 다산우(multiparous cows) 44마리를 모아 캄푸 그란데(Campo Grande)의 넓은 목초지에 배치했습니다. 번식 과정이 시작되기 전, 과학자들은 이 무리에 세 가지 서로 다른 모니터링 시스템을 갖추었습니다. 첫째, 각 암소에게 알약 크기의 작은 장치를 삼키게 했습니다. 이 루멘 내 볼러스(intraruminal bolus)는 암소의 위 속에 자리 잡아 체온계 역할을 하며, 매시간 동물의 내부 체온을 기록합니다. 이론적으로는 암소가 배란 직전에 체온이 약간 상승하여 생리적 경보 역할을 할 것이라는 가설이었습니다. 둘째, 연구팀은 무인 항공기인 드론을 사용하여 하루에 두 번 목초지 상공을 비행하게 했습니다. 드론의 카메라는 암소가 다른 암소의 등에 올라타 있는 동안 가만히 서 있는 특정한 행동을 스캔하며, 이는 발정의 가장 신뢰할 수 있는 시각적 징후입니다. 마지막으로, 연구진은 단순하고 저기술적인 방법을 적용했습니다. 암소의 꼬리 부분에 분필을 칠한 것입니다. 암소들이 움직이고 상호작용함에 따라 분필은 닦여 나가게 됩니다. 번식 시간이 되었을 때 남아 있는 분필의 양은 지난 며칠 동안 발생한 활동량의 누적 기록 역할을 했습니다.
번식 프로토콜은 모든 암소가 동시에 인공 수정할 수 있도록 동기화되었습니다. 이 순간으로 이어지는 이틀 동안, 세 가지 시스템은 병렬로 작동하며 어떤 암소가 발정 상태인지 식별하려고 시도했습니다. 연구진이 결과를 분석했을 때, 세 방법 모두 단순히 동물을 식별하는 작업에는 놀라울 정도로 우수하다는 것을 발견했습니다. 분필 방식은 약 4분의 3의 암소를 발정 상태로 식별했고, 체온 센서와 드론은 각각 약 60%와 57%를 식별했습니다. 통계적으로 이 수치들은 단순히 동물을 찾아내는 데 있어서는 어느 한 방법이 명확하게 우월하다고 할 수 없을 만큼 근접했습니다. 그러나 연구진이 궁극적인 목표인 '임신'을 살펴보았을 때, 이야기는 극적으로 변했습니다.
이 기술들의 진정한 시험대는 인공 수정 30일 후 암소들의 임신 여부를 확인하는 것이었습니다. 무리의 전체 임신율은 절반을 약간 상회했습니다. 과학자들이 이러한 감지 방법들을 임신 결과와 비교했을 때, 명확한 패턴이 나타났습니다. 드론이 정지해 있는 모습을 포착한 암소들과 꼬리에서 분필이 가장 많이 닦여 나간 암소들이 바로 성공적으로 임신한 개체들이었습니다. 행동이 더 격렬할수록 임신 확률이 높았습니다. 반면, 체온 센서의 데이터는 다른 이야기를 들려주었습니다. 볼러스가 급격한 온도 상승을 기록했음에도 불구하고, 그것은 해당 암소가 임신할지를 예측하지 못했습니다. 온도 상승은 실제 번식 성공과는 무관해 보였습니다.
연구진은 내부 체온계가 정교한 도구이기는 하지만, 목초지의 현실에 너무 쉽게 혼동될 수 있다고 결론지었습니다. 암소의 내부 온도는 태양의 열기, 풀을 소화하는 과정, 또는 환경적 스트레스에 의해 영향을 받을 수 있으며, 이는 실제 번식 신호를 가리는 가짜 경보를 만들어냅니다. 그러나 드론과 분필은 동물의 실제 행동을 측정했습니다. 이 방법들은 암소의 물리적 실체를 포착했기 때문에, 어떤 동물이 새끼를 가질 것인지를 신뢰성 있게 예측할 수 있는 유일한 수단이 되었습니다. 이 연구는 넓은 들판에서 방목하는 가축 무리의 경우, 동물의 내부 상태를 측정하는 것보다 동물의 행동을 관찰하는 것이 훨씬 더 가치 있다는 점을 시사합니다. 또한, 연구진은 암소의 신체 조건 또한 중요하다고 언급했는데, 신체 조건 점수(body condition score)가 좋은 암소들이 강한 발정 징후를 보이고 임신에 성공할 가능성이 더 높았습니다. 궁ultimately, 이 연구는 복잡한 가축 번식의 세계에서 가장 신뢰할 수 있는 지표는 동물의 내부 상태를 고립시켜 측정하려는 것이 아니라, 동물이 살아가고 움직이는 모습을 관찰하는 것임을 강조합니다.
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