Effect of extreme severe heat stress on respiratory rate in unshorn and shorn Australian Merino rams from Northern Patagonia

Abstract

The aim of this study was to determine the effects of severe extreme thermal stress on the respiratory rate (panting) of unsheared and sheared rams in standing and lying position, and to analyse two temperature-humidity indices (THIs). Six mature Australian Merino rams from Northern Patagonia, three unshorn and three shorn, were subjected to 40 hours (8 hours each day for five days) of gradual increase in temperature from 25°C to 40°C, guaranteeing 4h daily at 40°C in a heat chamber. Respiratory rate (RR) was registered continuously by counting flank movements, and the ambient air temperature and relative humidity were recorded every five minutes inside the heat chamber. From 1413 RR measurements, descriptive and modelling analyses were performed. Panting as a response variable was distributed into five categories, and fixed effects such as THI, wool (unshorn/shorn), and position (standing/lying) were considered. No significant differences were observed between the panting score in the unshorn (standing or lying) and standing (unshorn or shorn) sheep, but significant differences were observed in shorn and lying rams. The explanations could be that heat production from muscle activity was lower and the transfer and heat lost by conduction to the floor was easier in the rams with shorter fleece (at least 0.7 inches long). However, in the unshorn rams, their wool acted as an insulator, both with air as well as the floor. Australian Merino rams from Northern Patagonia are heat tolerant to an environment between 31.5°C and 42°C, and 32% to 48% humidity for 40 hours over five days. The rams were in the first phase of panting, and the normal rectal temperatures registered daily when leaving the heat chamber confirmed that regulation of body temperature was possible. The LPHSI’s THI was adjusted to improve the analysis of the RR more than the National Research Council’s THI.

O objetivo deste estudo foi determinar o efeito do estresse térmico extremamente severo sobre a frequência respiratória (ofego) em carneiros com lã e tosquiados, em pé ou deitados, e analisar dois índices de temperatura e umidade (ITU). Seis carneiros Merino Australiano da Patagônia Norte, três com lã e três tosquiados, foram expostos durante 40 horas a aumento gradual de temperatura de 25 a 40°C (oito horas durante cinco dias), garantindo quatro horas diárias a 40°C em uma câmara de calor. A frequência respiratória foi registrada continuamente mediante a contagem dos movimentos do flanco. A temperatura e a umidade relativa ambiente foram registradas a cada cinco minutos dentro da câmara. A partir de 1.413 frequências respiratórias registradas, uma análise descritiva foi realizada e um modelo calculado. A variável de resposta do ofego foi dividida em cinco categorias e os efeitos fixos considerados foram: ITU, lã (com lã ou tosquiado) e posição (em pé ou deitado). Não se observaram diferenças significativas nas frequências de ofego nos carneiros com lã (em pé ou deitados) nem entre os carneiros em pé (com lã e tosquiados), mas foram observadas diferenças significativas nos carneiros tosquiados deitados. Essas diferenças podem ser atribuídas à perda de calor com o solo, facilitada nos carneiros com mecha mais curta (pelo menos 1,8 cm), e à baixa produção de calor de atividade de músculo. Nos carneiros lanados, a lã atua como isolante tanto com o ar quanto com o solo. Os carneiros Merino Australianos do Norte da Patagônia foram adaptados a temperaturas ambiente entre 31,5 e 42°C e 32 e 48% de umidade durante 40 horas em cinco dias. Os carneiros permaneceram na primeira fase do ofego e as temperaturas retais diárias, que se registraram ao deixar a câmara de calor, permaneceram dentro da normalidade, o que demonstra que eles puderam regular a temperatura corporal. Além disso, foram analisados comparativamente os ajustes à frequência respiratória dos ITUs: LPHSI e National Research Council.