Dalam menghadapi perubahan iklim dan pemanasan global, efisiensi penggunaan air tawar menjadi perhatian utama, termasuk dalam industri unggas. Sebuah penelitian terbaru mengungkap bagaimana beberapa jenis ayam mampu lebih hemat air dibandingkan lainnya hingga 28%, terutama saat menghadapi suhu lingkungan yang tinggi. Studi ini dilakukan oleh tim peneliti dari University of Arkansas, dipublikasikan di jurnal Physiological Reports.
Mengapa Efisiensi Air Penting dalam Peternakan Ayam?
Dengan semakin meningkatnya populasi manusia secara global, permintaan akan daging ayam akan terus melonjak. Namun, produksi ayam menghadapi tantangan besar, terutama terkait perubahan iklim dan keterbatasan sumber daya air utamanya air tawar. Ayam memiliki suhu tubuh tinggi sekitar 41°C dan tidak memiliki kelenjar keringat, sehingga sangat rentan terhadap panas. Dalam kondisi panas ekstrem, konsumsi air ayam dapat meningkat drastis hingga empat kali lipat.
Penelitian tentang efisiensi air pada ayam memiliki kaitan erat dengan beberapa Tujuan Pembangunan Berkelanjutan (Sustainable Development Goals/SDGs), khususnya dalam konteks perubahan iklim, ketahanan pangan, dan pengelolaan sumber daya alam yang berkelanjutan. Berikut adalah penjabaran dan kaitannya:
SDG 2: Mengakhiri Kelaparan (Zero Hunger)
- Ketahanan pangan: Dengan populasi global yang terus meningkat, kebutuhan akan sumber protein seperti ayam juga meningkat. Penelitian terkait efisiensi air pada ayam menunjukkan bahwa beternak ayam yang efisien dalam penggunaan air dapat menjaga produksi daging ayam meskipun menghadapi kendala perubahan iklim. Hal ini penting untuk menjamin pasokan pangan global yang memadai.
- Produksi yang berkelanjutan: Dengan mengurangi konsumsi air tanpa mengorbankan hasil produksi, efisiensi air pada ayam mendukung sistem pangan yang lebih berkelanjutan.
SDG 6: Air Bersih dan Sanitasi (Clean Water and Sanitation)
- Pengelolaan air yang berkelanjutan: Ayam dengan efisiensi air tinggi dapat mengurangi kebutuhan pada sumber daya air tawar, terutama di wilayah yang menghadapi kekeringan atau kelangkaan air. Hal ini mendukung tujuan untuk memastikan ketersediaan air bersih dan pengelolaannya secara berkelanjutan.
SDG 12: Konsumsi dan Produksi yang Bertanggung Jawab (Responsible Consumption and Production)
- Efisiensi sumber daya: Ayam yang hemat air tidak hanya mengurangi konsumsi air tetapi juga meningkatkan efisiensi penggunaan pakan. Dengan demikian, rantai produksi unggas dapat lebih efisien dan mengurangi limbah sumber daya.
- Pola produksi berkelanjutan: Penelitian terkait efisiensi air pada ayam memberikan landasan ilmiah untuk mendorong pola peternakan yang lebih bertanggung jawab terhadap lingkungan.
SDG 13: Aksi untuk Iklim (Climate Action)
- Adaptasi terhadap perubahan iklim: Stres akibat panas yang dialami ayam merupakan dampak nyata dari perubahan iklim. Ayam dengan efisiensi air tinggi lebih tahan terhadap panas, sehingga dapat membantu sektor peternakan beradaptasi dengan kondisi lingkungan yang berubah.
- Mitigasi dampak lingkungan: Dengan konsumsi sumber daya yang lebih rendah, termasuk air dan pakan, emisi gas rumah kaca yang dihasilkan dari sektor peternakan juga dapat ditekan.
SDG 15: Kehidupan di Darat (Life on Land)
- Konservasi sumber daya alam: Ayam hemat air membantu melestarikan sumber daya air yang esensial bagi ekosistem darat lainnya. Penurunan kebutuhan air untuk peternakan dapat meringankan beban lingkungan dan memastikan ekosistem yang sehat.
Ayam dengan Efisiensi Air Tinggi vs. Rendah
Penelitian dari University of Arkansas memfokuskan pada dua jenis ayam yang telah dikembangbiakkan berdasarkan efisiensi penggunaan air: High-Water Efficient (HWE) dan Low-Water Efficient (LWE). Ayam HWE secara konsisten menunjukkan konsumsi air lebih rendah dibandingkan LWE, bahkan dalam kondisi suhu tinggi.
Selain hemat air, ayam HWE juga memiliki kemampuan konversi pakan lebih baik. Dengan kata lain, ayam HWE dapat menghasilkan berat badan yang sama meskipun asupan air dan pakan lebih sedikit. Haln ini memberikan keuntungan signifikan dalam kondisi lingkungan yang menantang, seperti musim panas yang ekstrem.
Bagaimana Panas Mempengaruhi Ayam?
Air adalah komponen esensial bagi kehidupan ayam, yang menyumbang hingga 85% berat tubuh ayam. Kekurangan air pada ayam dapat menyebabkan berbagai masalah fisiologis yang serius. Salah satu dampak utama adalah dehidrasi, yang secara langsung memengaruhi fungsi tubuh ayam, seperti pengaturan suhu tubuh, metabolisme, dan pencernaan. Tanpa asupan air yang cukup, ayam kehilangan kemampuan untuk menjaga suhu tubuhnya dalam batas normal, terutama saat menghadapi suhu panas ekstrem. Hal ini dapat memperparah risiko stres panas dan menurunkan efisiensi metabolisme, sehingga mengganggu pertumbuhan dan kesehatan ayam secara keseluruhan.
Kekurangan air juga berdampak negatif pada performa produksi ayam. Penelitian menunjukkan bahwa konsumsi air berkorelasi langsung dengan konsumsi pakan. Ketika ayam tidak mendapatkan cukup air, asupan pakan mereka juga menurun, yang mengakibatkan penurunan berat badan dan efisiensi konversi pakan (feed conversion ratio/FCR). Kondisi tersebut dapat mengurangi hasil produksi daging atau telur, yang pada akhirnya merugikan peternak secara ekonomi dan juga waktu. Selain itu, stres yang diakibatkan kekurangan air dapat menurunkan daya tahan tubuh ayam, membuat mereka lebih rentan terhadap penyakit.
Dampak lain yang signifikan adalah penurunan kualitas hidup ayam, yang secara tidak langsung juga memengaruhi kesejahteraan hewan (animal welfare). Ayam yang mengalami dehidrasi sering menunjukkan perilaku stres seperti kepanasan, peningkatan frekuensi bernapas (panting), dan penurunan aktivitas. Dalam jangka panjang, kekurangan air tidak hanya memperburuk kondisi kesehatan individu ayam tetapi juga dapat mengakibatkan kematian massal di peternakan, terutama dalam kondisi lingkungan yang panas. Hal ini menegaskan pentingnya pengelolaan air yang baik untuk memastikan kesehatan, produktivitas, dan kesejahteraan ayam.
Penelitian dari University of Arkansas dilakukan di laboratorium lingkungan dengan mengatur dua kondisi: suhu normal (25°C) dan stres panas (36°C selama 9 jam per hari). Dalam kondisi panas, ayam dari kedua jenis mengalami peningkatan suhu tubuh dan konsumsi air. Namun, ayam LWE lebih terpengaruh, menunjukkan peningkatan konsumsi air yang jauh lebih tinggi dibandingkan ayam HWE.
Mekanisme Molekuler di Balik Efisiensi Air
Ayam Low-Water Efficient (LWE) dan High-Water Efficient (HWE) memiliki perbedaan signifikan dalam cara tubuh mereka mengatur penggunaan air, terutama dalam kondisi stres panas. Penelitian menunjukkan bahwa ayam HWE lebih mampu mengelola air secara efisien dibandingkan LWE, dengan ekspresi gen aquaporin (AQP) yang lebih tinggi, khususnya AQP2 dan AQP5, di hipotalamus. Gen ini berperan dalam pengaturan aliran air di tubuh ayam, sehingga memungkinkan ayam HWE mengurangi konsumsi air tanpa mengorbankan performa metabolisme, bahkan saat suhu lingkungan mencapai 36°C.
Kondisi stres panas meningkatkan kebutuhan air untuk mempertahankan suhu tubuh, tetapi respons ini lebih parah pada ayam LWE. Pada ayam HWE, meskipun terjadi peningkatan suhu tubuh akibat panas, konsumsi air tetap lebih rendah dibandingkan ayam LWE. Efisiensi metabolisme ayam HWE juga ditunjukkan melalui Feed Conversion Ratio (FCR) dan Water Conversion Ratio (WCR) yang lebih baik. Kemampuan ini membuat ayam HWE lebih unggul dalam menghadapi tantangan iklim dibandingkan LWE, yang lebih rentan terhadap dehidrasi dan penurunan performa saat stres panas.
Ayam High-Water Efficient (HWE) menunjukkan konsumsi air yang jauh lebih rendah dibandingkan ayam Low-Water Efficient (LWE), baik dalam kondisi termoneutral (25°C) maupun stres panas (36°C). Secara spesifik, data menunjukkan bahwa:
- Pada kondisi stres panas, konsumsi air ayam HWE sekitar 28% lebih rendah dibandingkan ayam LWE.
- Pada kondisi termoneutral, konsumsi air ayam HWE juga lebih hemat, dengan perbedaan konsumsi sekitar 20-25% lebih rendah dibandingkan LWE
Mereplikasi keunggulan ayam HWE pada LWE dapat dilakukan melalui rekayasa genetik atau program pemuliaan selektif. Ekspresi gen-gen kunci seperti AQP2, AQP5, dan sistem renin-angiotensin dapat dioptimalkan menggunakan teknologi seperti CRISPR atau genome editing. Selain itu, seleksi genetik generasi berikutnya, seperti yang dilakukan pada program penelitian ini, dapat mempercepat pembentukan ayam dengan efisiensi air tinggi. Pendekatan tersebut tidak hanya meningkatkan ketahanan ayam terhadap panas, tetapi juga mendukung keberlanjutan peternakan dalam menghadapi perubahan iklim dan pemanasan global.
Dampak untuk Masa Depan Peternakan
Penemuan ini memiliki implikasi besar untuk industri unggas. Dengan memilih jenis ayam yang lebih efisien dalam penggunaan air, peternak dapat mengurangi kebutuhan pada sumber daya air tawar, terutama di daerah yang rentan terhadap kekeringan. Selain itu, pengembangan ayam dengan sifat ini dapat membantu mengurangi biaya produksi tanpa mengorbankan kualitas hasil ternak.
Penelitian ini menunjukkan bagaimana pendekatan genetika dan molekuler dapat menjadi solusi untuk tantangan global dalam menghadapi perubahan iklim. Ayam HWE adalah contoh nyata bagaimana sains dapat memberikan manfaat praktis untuk keberlanjutan di sektor agrikultur.
Referensi
Aloui, L., Greene, E. S., Tabler, T., Lassiter, K., Thompson, K., Bottje, W. G., Orlowski, S., & Dridi, S. (2024). Effect of heat stress on the hypothalamic expression profile of water homeostasis-associated genes in low- and high-water efficient chicken lines. Physiological Reports, 12, e15972. https://doi.org/10.14814/phy2.15972
