Desarrollo de un método automático para la determinación de largo de pelo en bovinos mediante análisis de imágenes

El largo del pelo tiene un rol importante en la adaptación del ganado bovino al ambiente. Las razas cebuinas, adaptadas a ambientes calurosos y húmedos, poseen pelo más corto que las taurinas. La relación entre la composición y estructura del pelaje bovino y el confort térmico ha sido estudiada previamente y se sabe que el pelo largo, denso y grueso típico de las razas taurinas reduce el flujo de calor desde el animal hacia el exterior, provocando la retención de aire caliente en la interfase piel-pelo. El pelo corto, en cambio facilita la liberación de calor del animal a través de la evaporación del sudor y la radiación principalmente (Balbi et al., 2022).

La determinación del largo de pelo de forma manual es en general lenta, limitando el uso de esta variable ya sea en investigación como en programas de mejora genética. Con el objetivo de resolver esta problemática, en el presente trabajo se planteó el desarrollo de un método para determinar el largo del pelo bovino de forma fácil, rápida, precisa y automática, que permita estudiar el fenotipo a nivel poblacional.

Las muestras se tomaron de la región costal (a 10 cm de la línea media dorsal) a nivel del último espacio intercostal (entre la 12° - 13° costilla) utilizando una pinza y se almacenaron en sobres de papel hasta su procesamiento.

Para la toma de las fotos para medición de largo de pelo se utilizó una caja cúbica cerrada de 20 cm de lado, con una tapa y una abertura circular en la base para posicionar una cámara desde el exterior. El interior de la caja se iluminó con 4 módulos de 6 luces led de 12/24v en el fondo de la caja del lado interior. En el interior de la tapa, utilizada como base, se colocó una hoja de papel blanco con un cuadrado de 15 cm de lado, sobre la cual se dispersan los pelos (Figura 1.A).

El procedimiento de trabajo consistió en dispersar un número al azar de pelos sobre la hoja de papel evitando la superposición de pelos entre sí y con el cuadrado que delimita el área de medición. Luego se tomó una fotografía bajo parámetros de cámara estandarizados (ISO = 800 y WB = 5100; +/- = 0; Figura 1.B).

Las imágenes se segmentaron para entrenar un algoritmo que permita identificar los pelos sobre el fondo blanco utilizando el plugin trainable weka segmentation en el software FIJI (Schindelin et al., 2019). Una vez identificados individualmente los pelos, se buscaron los pixeles terminales y se midió el largo de la línea trazada entre estos (brazo). Todos estos pasos fueron programados en dos macros en el entorno del software FIJI, que se ejecutaron en tándem. Una vez obtenidas las mediciones se aplicaron filtros para eliminar mediciones correspondientes a artefactos que generan elementos extremadamente pequeños o errores en la disposición de los pelos en la fotografía que generan elementos con más de un brazo.

Para evaluar las mediciones, dos operadores independientes analizaron 10 muestras al azar, y luego se les aplicó la medición automática. La correlación entre las mediciones se calculó utilizando el software R.

La correlación entre las mediciones obtenidas mediante medición manual y automática fue de 0,997 y 0,999 según el operador interviniente (Tabla 1), con una reducción considerable del tiempo requerido para la evaluación.

Como ventaja adicional, el uso de sistemas automáticos de medición reduce la variabilidad intra-operador e interoperador, mejorando así la calidad de los datos fenotípicos (Lürig et al., 2021). Además, el algoritmo de medición puede incorporarse en programas informáticos que permitan la medición automática a gran escala una vez que las fotos están disponibles, disminuyendo la necesidad de tiempo de operadores para la evaluación de fenotipos. La posibilidad de medir un gran número de animales posibilita la incorporación del largo de pelo como rasgo en las evaluaciones genéticas.

El método de medición automática desarrollado permite evaluar el largo de pelo de forma rápida y precisa.

Los autores agradecen a la Asociación Argentina de Brangus (AAB) y a las cabañas participantes por la provisión de las muestras de pelo.