当密苏里州的冬天直接变成夏天，几乎跳过了春天时，布伦特·桑迪奇开始担心他的猪。
“然后五月感觉像六月，六月感觉像七月，”桑迪奇说，他是一名养猪户，他的家庭在密苏里州马歇尔拥有一家拥有 3,000 头母猪的农场。高于正常水平的天气意味着像他这样的农民将不得不出售较轻的猪，因为炎热会减缓动物的肌肉生长。尽管高温会降低许多牲畜动物的肉类产量，但猪特别容易受到影响，因为它们的汗腺效率低下。
农民们早就观察到炎热的天气会使他们的猪变得昏昏欲睡和瘦弱，但支持这一点的基础科学直到最近十年才开始出现。越来越多的研究表明，温度升高到 25 摄氏度以上会导致猪开始储存较少的蛋白质。高温还会降低动物的生育能力。而且这种影响不仅限于一代——如果怀孕的母猪遭受热应激，她将产下更少的幼崽，这些幼崽的生长速度会更慢，储存的蛋白质会更少，并且与在凉爽温度下饲养的母猪产下的猪相比，卵子和精子的数量会更少且质量更低。
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农业科学家表示，在一个更温暖和更潮湿的世界中，猪肉可能会变得更贵，因为饲养猪将需要更多的食物、能源、水和劳动力来满足不断增长的人口对蛋白质的需求。气候变暖对美国猪肉产业的影响主要是一个经济问题，可以通过投资高端冷却技术和饲养更多的猪来适应。但越南和菲律宾等贫穷的热带国家，猪肉是肉类主要来源，却缺乏这些资源。爱荷华州立大学的动物科学教授兰斯·鲍姆加德说，这些国家的猪肉产量下降可能会威胁到粮食安全。研究已经表明，气候变暖正在使农作物营养价值降低，因此动物蛋白的减少是一个令人担忧的原因。
随着气候变暖，炎热的天气只会变得更加普遍。去年在《自然》杂志上发表的一项研究估计，气温升高 1 摄氏度可能会使非洲、中美洲、南美洲和东南亚大部分地区每个季节增加 30 天的热浪，在美国则增加 15 天。美国 75% 的养猪场所在的美国中西部地区将受到特别严重的打击 (pdf)。科学家们尚未量化温度升高 1 度将如何影响全球猪肉产量。“很难进行这些研究，因为变量太多，这取决于品种、生命周期阶段、热应激的强度和持续时间，以及猪被饲养的设施，”美国农业部科学家杰伊·约翰逊说。
尽管如此，对热量对猪的影响的担忧促使国家猪肉委员会于 2013 年在爱荷华州召集了猪肉生产商、美国农业部代表和科学家举行会议，以解决一些令人震惊的行业趋势。“无论我们查看哪个数据集，每年都有大约 10% 的整体生产力[猪肉产量]下降是由热应激造成的，”猪肉委员会的动物科学主任克里斯·霍斯特勒说。这可能会威胁到美国猪肉产业，该产业目前的价值约为 200 亿美元。美国农业部已经为这项研究提供了多年的资金，但在 2013 年的会议之后，猪肉委员会投入了额外的资金。
烤猪
直到 2010 年左右，科学家们向养猪户解释为什么他们的动物在夏天体重增加较少的唯一解释是，承受热应激的猪为了减少代谢热的产生而吃得更少。但据鲍姆加德和其他科学家称，这只是部分原因。他们过去几年在奶牛中，然后在猪中进行的研究表明，免疫系统也发挥着作用。热应激会激活猪的免疫系统，这会导致激素胰岛素进入超速状态。胰岛素会获取大量的氨基酸（蛋白质构建块），否则这些氨基酸会用于制造肌肉，并利用它们来为免疫系统提供燃料。“承受热应激的猪优先考虑免疫系统而不是肌肉构建，”鲍姆加德说。
更糟糕的是，猪肉行业多年来一直在选择生长更精瘦（产生更少的脂肪和更多的蛋白质）且生长速度更快的猪。但这些猪产生的热量比 20 世纪 80 年代饲养的猪多出约 50%。现代猪就像健美运动员一样——除了猪几乎不出汗，所以它们不能有效地给自己降温，约翰逊说。
在 2015 年的一项研究中，约翰逊和他的同事发现，与在舒适温度下饲养的猪相比，承受热应激的猪储存的蛋白质减少了 23%。承受热应激的猪也吃得更少。但是，当其他研究中的科学家给两组猪喂食相同量的卡路里来控制食物摄入的影响时，他们仍然发现，与没有压力的动物相比，承受热应激的猪每增加一磅体重，转化为蛋白质的能量也更少。他的实验还表明，与在正常温度条件下饲养的母亲产下的幼崽相比，承受热应激的母亲产下的幼崽在长大并达到市场规模时，储存的蛋白质也减少了 16%。
在过去的几年里，科学家们还开始注意到过多的热量会使猪及其后代的生育能力下降。桑迪奇观察到，在夏季，他的猪的生育能力下降了 5% 到 10%。据密苏里大学哥伦比亚分校的动物科学教授蒂姆·萨夫兰斯基领导的一项研究显示，承受热应激的怀孕母猪平均比非应激母猪少产一只小猪，非应激母猪通常产下约 13 只小猪。“在商业农场层面，这些数字加起来就意味着很多猪无法进入市场，”他说。
普渡大学的动物科学助理教授卡拉·斯图尔特分析了承受热应激的母亲所生的公猪的精液，发现每次射精的精子比母亲没有压力的公猪少约 70 亿个。这意味着每周可以用于通过人工授精使母猪受精的精液剂量减少三个。（一剂含有约 25 亿个精子。）而且公猪确实产生的精子的尾巴异常地盘绕和扭曲。同样，研究人员发现，承受热应激的母亲的雌性后代产生的卵子较少。这种生育能力下降也可能导致炎热天气下猪肉产量下降。
科学家们现在正在试图弄清楚热应激究竟如何影响胎儿。他们认为，其中一部分原因是血液从怀孕母猪的子宫转移到皮肤以散发热量。为了深入研究，约翰逊目前正在检验以下假设：热应激会影响胎儿大脑的发育，尤其是下丘脑，下丘脑是充当身体体温调节器的区域。他的假设基于一个一致的观察结果，即承受热应激的母亲所生的婴儿的头部比没有经历过极端高温的母亲所生的婴儿的头部短约 5%。
充足的问题
每年夏天，尤其是在更炎热的夏天，像桑迪奇这样的农民被迫出售比约 270 磅的理想体重轻约 10% 的猪，因为他们需要腾出谷仓，以便为下一批猪腾出空间。这个时间表是提前确定的。桑迪奇别无选择。理论上，这应该会减少市场上的猪肉数量，但每年的产量持续上升，预计 2018 年将从 2017 年的 1160 万吨跃升 5%。爱荷华州立大学的畜牧业经济学家李·舒尔茨说，这是因为该行业正在饲养更多的猪，这抵消了热应激造成的猪肉产量下降。但约翰逊提出的问题是，你需要饲养多少猪才能弥补这种减少，以及这是否可持续。“在一个更热的世界里，养猪可能会变得很贵，”密苏里州的萨夫兰斯基补充说。
尽管科学家和经济学家都认为市场是动态的，难以预测，但他们表示，主要基于饲养更多猪的养猪模式不是为蓬勃发展的人口增加蛋白质的可持续方式。科学家们说，他们研究的最终目标是找出在更少的资源下有效增加动物蛋白的方法。“热应激是高效生产的障碍，”约翰逊说。
冷却技术和更好的品种
多年来，保持猪凉爽的技术不断发展，从 20 世纪 40 年代和 50 年代在户外饲养猪时的遮阳结构，到今天在谷仓内使用风扇、通风建筑物、喷雾器、滴水器和湿垫来冷却空气。尽管这些技术帮助猪更好地承受了高温，但它们在热浪期间的效率会降低。爱荷华州立大学专门研究冷却基础设施的工程师布雷特·拉米雷斯说，在过去十年左右的时间里，冷却猪的技术没有取得任何重大进展。“我们需要更高效、更经济的冷却技术，”他说。
科学家们还在调查是否可以在猪的食物中添加矿物质和化学物质（例如锌和甜菜碱）来保护动物的肠道，这些肠道会因热应激而受损。锌可以加强肠道屏障，而甜菜碱则以保护细胞免受环境压力而著称。
然而，美国的一些农民和热带国家的许多农民可能没有钱投资冷却技术。“如果你负担不起娇惯猪的费用，那么你就选择一种有弹性的动物，”萨夫兰斯基说。科学家们说，传统养殖的猪品种往往比当今工业化养殖的猪品种更能承受环境变化，但将饲料转化为身体质量的效率较低。
萨夫兰斯基认为，保存和研究这些本土品种至关重要。“遗传资源正在因现代化而消失，如果你愿意的话，”他说。“这很可怕，因为一旦[这些品种]消失，它们就永远消失了。”研究人员说，如果他们能在一个品种中发现耐热基因，他们可以将它拼接成商业猪系，使其效率更高。“我们谈论的是养活[超过] 90 亿人，”他指出。“我们必须更具创新性。”
就桑迪奇而言，他希望科学能在未来的夏天为他提供一些答案。他愿意尝试新的技术，这些技术可以帮助他的猪更好地抵御炎热。“我爱我的猪，”他说。