當密蘇里州的冬天直接變成夏天，幾乎跳過了春天時，布倫特·桑迪奇開始擔心他的豬。
“然後五月感覺像六月，六月感覺像七月，”桑迪奇說，他是一名養豬戶，他的家庭在密蘇里州馬歇爾擁有一家擁有 3,000 頭母豬的農場。高於正常水平的天氣意味著像他這樣的農民將不得不出售較輕的豬，因為炎熱會減緩動物的肌肉生長。儘管高溫會降低許多牲畜動物的肉類產量，但豬特別容易受到影響，因為它們的汗腺效率低下。
農民們早就觀察到炎熱的天氣會使他們的豬變得昏昏欲睡和瘦弱，但支援這一點的基礎科學直到最近十年才開始出現。越來越多的研究表明，溫度升高到 25 攝氏度以上會導致豬開始儲存較少的蛋白質。高溫還會降低動物的生育能力。而且這種影響不僅限於一代——如果懷孕的母豬遭受熱應激，她將產下更少的幼崽，這些幼崽的生長速度會更慢，儲存的蛋白質會更少，並且與在涼爽溫度下飼養的母豬產下的豬相比，卵子和精子的數量會更少且質量更低。
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農業科學家表示，在一個更溫暖和更潮溼的世界中，豬肉可能會變得更貴，因為飼養豬將需要更多的食物、能源、水和勞動力來滿足不斷增長的人口對蛋白質的需求。氣候變暖對美國豬肉產業的影響主要是一個經濟問題，可以透過投資高階冷卻技術和飼養更多的豬來適應。但越南和菲律賓等貧窮的熱帶國家，豬肉是肉類主要來源，卻缺乏這些資源。愛荷華州立大學的動物科學教授蘭斯·鮑姆加德說，這些國家的豬肉產量下降可能會威脅到糧食安全。研究已經表明，氣候變暖正在使農作物營養價值降低，因此動物蛋白的減少是一個令人擔憂的原因。
隨著氣候變暖，炎熱的天氣只會變得更加普遍。去年在《自然》雜誌上發表的一項研究估計，氣溫升高 1 攝氏度可能會使非洲、中美洲、南美洲和東南亞大部分地區每個季節增加 30 天的熱浪，在美國則增加 15 天。美國 75% 的養豬場所在的美國中西部地區將受到特別嚴重的打擊 (pdf)。科學家們尚未量化溫度升高 1 度將如何影響全球豬肉產量。“很難進行這些研究，因為變數太多，這取決於品種、生命週期階段、熱應激的強度和持續時間，以及豬被飼養的設施，”美國農業部科學家傑伊·約翰遜說。
儘管如此，對熱量對豬的影響的擔憂促使國家豬肉委員會於 2013 年在愛荷華州召集了豬肉生產商、美國農業部代表和科學家舉行會議，以解決一些令人震驚的行業趨勢。“無論我們檢視哪個資料集，每年都有大約 10% 的整體生產力[豬肉產量]下降是由熱應激造成的，”豬肉委員會的動物科學主任克里斯·霍斯特勒說。這可能會威脅到美國豬肉產業，該產業目前的價值約為 200 億美元。美國農業部已經為這項研究提供了多年的資金，但在 2013 年的會議之後，豬肉委員會投入了額外的資金。
烤豬
直到 2010 年左右，科學家們向養豬戶解釋為什麼他們的動物在夏天體重增加較少的唯一解釋是，承受熱應激的豬為了減少代謝熱的產生而吃得更少。但據鮑姆加德和其他科學家稱，這只是部分原因。他們過去幾年在奶牛中，然後在豬中進行的研究表明，免疫系統也發揮著作用。熱應激會啟用豬的免疫系統，這會導致激素胰島素進入超速狀態。胰島素會獲取大量的氨基酸（蛋白質構建塊），否則這些氨基酸會用於製造肌肉，並利用它們來為免疫系統提供燃料。“承受熱應激的豬優先考慮免疫系統而不是肌肉構建，”鮑姆加德說。
更糟糕的是，豬肉行業多年來一直在選擇生長更精瘦（產生更少的脂肪和更多的蛋白質）且生長速度更快的豬。但這些豬產生的熱量比 20 世紀 80 年代飼養的豬多出約 50%。現代豬就像健美運動員一樣——除了豬幾乎不出汗，所以它們不能有效地給自己降溫，約翰遜說。
在 2015 年的一項研究中，約翰遜和他的同事發現，與在舒適溫度下飼養的豬相比，承受熱應激的豬儲存的蛋白質減少了 23%。承受熱應激的豬也吃得更少。但是，當其他研究中的科學家給兩組豬餵食相同量的卡路里來控制食物攝入的影響時，他們仍然發現，與沒有壓力的動物相比，承受熱應激的豬每增加一磅體重，轉化為蛋白質的能量也更少。他的實驗還表明，與在正常溫度條件下飼養的母親產下的幼崽相比，承受熱應激的母親產下的幼崽在長大並達到市場規模時，儲存的蛋白質也減少了 16%。
在過去的幾年裡，科學家們還開始注意到過多的熱量會使豬及其後代的生育能力下降。桑迪奇觀察到，在夏季，他的豬的生育能力下降了 5% 到 10%。據密蘇里大學哥倫比亞分校的動物科學教授蒂姆·薩夫蘭斯基領導的一項研究顯示，承受熱應激的懷孕母豬平均比非應激母豬少產一隻小豬，非應激母豬通常產下約 13 只小豬。“在商業農場層面，這些數字加起來就意味著很多豬無法進入市場，”他說。
普渡大學的動物科學助理教授卡拉·斯圖爾特分析了承受熱應激的母親所生的公豬的精液，發現每次射精的精子比母親沒有壓力的公豬少約 70 億個。這意味著每週可以用於透過人工授精使母豬受精的精液劑量減少三個。（一劑含有約 25 億個精子。）而且公豬確實產生的精子的尾巴異常地盤繞和扭曲。同樣，研究人員發現，承受熱應激的母親的雌性後代產生的卵子較少。這種生育能力下降也可能導致炎熱天氣下豬肉產量下降。
科學家們現在正在試圖弄清楚熱應激究竟如何影響胎兒。他們認為，其中一部分原因是血液從懷孕母豬的子宮轉移到皮膚以散發熱量。為了深入研究，約翰遜目前正在檢驗以下假設：熱應激會影響胎兒大腦的發育，尤其是下丘腦，下丘腦是充當身體體溫調節器的區域。他的假設基於一個一致的觀察結果，即承受熱應激的母親所生的嬰兒的頭部比沒有經歷過極端高溫的母親所生的嬰兒的頭部短約 5%。
充足的問題
每年夏天，尤其是在更炎熱的夏天，像桑迪奇這樣的農民被迫出售比約 270 磅的理想體重輕約 10% 的豬，因為他們需要騰出穀倉，以便為下一批豬騰出空間。這個時間表是提前確定的。桑迪奇別無選擇。理論上，這應該會減少市場上的豬肉數量，但每年的產量持續上升，預計 2018 年將從 2017 年的 1160 萬噸躍升 5%。愛荷華州立大學的畜牧業經濟學家李·舒爾茨說，這是因為該行業正在飼養更多的豬，這抵消了熱應激造成的豬肉產量下降。但約翰遜提出的問題是，你需要飼養多少豬才能彌補這種減少，以及這是否可持續。“在一個更熱的世界裡，養豬可能會變得很貴，”密蘇里州的薩夫蘭斯基補充說。
儘管科學家和經濟學家都認為市場是動態的，難以預測，但他們表示，主要基於飼養更多豬的養豬模式不是為蓬勃發展的人口增加蛋白質的可持續方式。科學家們說，他們研究的最終目標是找出在更少的資源下有效增加動物蛋白的方法。“熱應激是高效生產的障礙，”約翰遜說。
冷卻技術和更好的品種
多年來，保持豬涼爽的技術不斷發展，從 20 世紀 40 年代和 50 年代在戶外飼養豬時的遮陽結構，到今天在穀倉內使用風扇、通風建築物、噴霧器、滴水器和溼墊來冷卻空氣。儘管這些技術幫助豬更好地承受了高溫，但它們在熱浪期間的效率會降低。愛荷華州立大學專門研究冷卻基礎設施的工程師佈雷特·拉米雷斯說，在過去十年左右的時間裡，冷卻豬的技術沒有取得任何重大進展。“我們需要更高效、更經濟的冷卻技術，”他說。
科學家們還在調查是否可以在豬的食物中新增礦物質和化學物質（例如鋅和甜菜鹼）來保護動物的腸道，這些腸道會因熱應激而受損。鋅可以加強腸道屏障，而甜菜鹼則以保護細胞免受環境壓力而著稱。
然而，美國的一些農民和熱帶國家的許多農民可能沒有錢投資冷卻技術。“如果你負擔不起嬌慣豬的費用，那麼你就選擇一種有彈性的動物，”薩夫蘭斯基說。科學家們說，傳統養殖的豬品種往往比當今工業化養殖的豬品種更能承受環境變化，但將飼料轉化為身體質量的效率較低。
薩夫蘭斯基認為，儲存和研究這些本土品種至關重要。“遺傳資源正在因現代化而消失，如果你願意的話，”他說。“這很可怕，因為一旦[這些品種]消失，它們就永遠消失了。”研究人員說，如果他們能在一個品種中發現耐熱基因，他們可以將它拼接成商業豬系，使其效率更高。“我們談論的是養活[超過] 90 億人，”他指出。“我們必須更具創新性。”
就桑迪奇而言，他希望科學能在未來的夏天為他提供一些答案。他願意嘗試新的技術，這些技術可以幫助他的豬更好地抵禦炎熱。“我愛我的豬，”他說。