El marcado por congelamiento (a veces llamado CryoBranding y las marcas resultantes, tricoglifos [1] ) es una técnica que implica un refrigerante criogénico en lugar de calor para producir marcas permanentes en una variedad de animales . [2]
El refrigerante se utiliza para bajar la temperatura de un hierro para marcar de tal manera que su aplicación sobre la piel afeitada altere permanentemente los folículos pilosos . El frío intenso destruye el aparato de pigmentación en los folículos pilosos del animal, dejando todo el crecimiento de pelo posterior sin color. Esto crea una marca permanente de alto contraste en la forma de la cabeza del hierro para marcar. Una aplicación más prolongada del hierro frío también puede eliminar el pelo de forma permanente, y se utiliza en animales blancos o pálidos. En estos casos, la pérdida de pelo deja un parche de piel sin pelo en la forma de la marca.
La técnica se utiliza más comúnmente como marca de identificación de propiedad , aunque también se aplica en estudios biológicos de animales salvajes. [3] La marca por congelación se utiliza con mayor frecuencia en ganado mamífero con pelaje liso, como vacas, burros y caballos, aunque se ha utilizado con éxito en una amplia variedad de otros mamíferos, así como en ranas, tritones , serpientes, peces e incluso cangrejos. [4] [5] [6] [7] [8]
El marcado por congelación se considera a menudo una alternativa más ética al marcado en caliente tradicional , tanto que los expertos han pedido la prohibición del marcado en caliente en favor de la técnica criogénica. [9] El marcado en caliente implica el uso de un sello de hierro calentado a unos 500 º C (930 º F ), una temperatura suficiente para destruir las tres capas de la piel de un animal y dejar una cicatriz permanente. [10] Este proceso es extremadamente doloroso y puede traumatizar al animal. El marcado por congelación ganó popularidad a mediados del siglo XX como una forma menos dolorosa de marcar e identificar permanentemente a los animales. Ha habido un debate sobre si el marcado por congelación es realmente menos doloroso que el marcado en caliente, pero los estudios científicos realizados para comparar el dolor relativo de los dos métodos han concluido que el marcado por congelación es de hecho menos estresante para el animal que se está marcando. [11]
Las marcas de congelación se utilizan para diversos fines. Por ejemplo, se utilizan para indicar que un animal pertenece a una manada en particular , cuyos miembros están marcados con la misma marca. También se utilizan para indicar mediante un patrón único que un animal individual es propiedad de una persona o rancho en particular. La marca de congelación también se utiliza para etiquetar animales salvajes que serán recapturados para investigaciones posteriores . [7]
El método de marcado por congelación fue concebido y desarrollado a mediados de los años 60 por el profesor Roy Keith Farrell, que en ese entonces era profesor en la Facultad de Veterinaria de la Universidad Estatal de Washington en Pullman . Farrell se había inspirado en su fracaso a la hora de preservar células viables en condiciones criogénicas. [5] Razonó que si las temperaturas extremadamente frías podían arruinar la viabilidad celular durante el almacenamiento, entonces esas temperaturas deberían poder producir el mismo efecto en un animal vivo, específicamente en los melanocitos que pigmentan el pelo en crecimiento cuando sale del folículo.
Esta fue la idea que Farrell probó luego en los animales de la manada de la universidad. Su éxito con una variedad de sujetos, incluidos ganado, perros y ardillas, y refrigerantes como hielo seco y nitrógeno líquido, lo llevaron a promover la técnica como Cryo-Branding. En 1968, Farrell recibió la patente número 3.362.381 para su técnica de Cryo-Branding. Otorgó al Gobierno Federal una licencia permanente no comercial. [12]
Beverly Pat Farrell, esposa del inventor (ambos usaban sus segundos nombres), crearía el popular sistema de marca Alpha-Angle Freeze Mark a principios de los años 1970. [13] [14] [15] Para obtener más información sobre su invención, consulte la marca Freeze § Alpha-Angle Freeze Mark de Pat Farrell a continuación.
La técnica de crio-marcado se utilizó por primera vez a escala comercial bajo licencia de Farrell en 1966, inicialmente en Suecia y al año siguiente en el Reino Unido. [16] [17] A pesar de la resistencia inicial de los ganaderos estadounidenses, que creían que el pelo blanco de una marca congelada podía teñirse para confundir a los propietarios , la técnica se ha convertido desde entonces en un medio popular para marcar animales para su identificación en todo el mundo. [18]
El marcado por congelación fue rápidamente adoptado por las operaciones ganaderas europeas, ya que el hielo seco y el nitrógeno líquido se obtienen fácilmente allí gracias a la infraestructura y las redes de transporte más densas. [19] La técnica también ha sido adoptada por muchas asociaciones de criadores, como el Registro de caballos árabes , como un método más humano para identificar permanentemente a los animales. [20] El marcado criogénico ha sido especialmente bien recibido por los curtidores , cuya antipatía hacia el marcado en caliente es tan antigua como el propio marcado en caliente. El marcado por congelación no daña la capa inferior del corion que divide la piel del tejido subcutáneo . La lesión cutánea mucho menos extensa causada por el marcado por congelación reduce en gran medida la persistencia de la marca en el cuero terminado. [19] Los curtidores a menudo han abogado por colocar la marca en la mandíbula de la vaca en lugar de en las ancas o la silla de montar, fuente de cuero de mejor calidad en la piel de un animal. Los estudios científicos han verificado que el marcado por congelación es eficaz en las mandíbulas del ganado. [21] La marca en la mandíbula tiene la desventaja de que la vaca tiende a girar la cabeza y devolver la mirada a una persona que intenta inspeccionar su marca, ocultándola de la vista. [17]
Farrell continuó buscando nuevos medios para destruir la pigmentación y crear marcas permanentes en los animales. A principios de los años 70 fue pionero en el uso de láseres para marcar a los peces mientras aún estaban bajo el agua. En 1975 obtuvo una patente por el método, que implicaba un haz de canales de luz de fibra óptica sujetos al costado de un pez. El láser en el otro extremo del canal de luz debía colocarse en un marco ajustable de tal manera que su haz pudiera seguir el ancho del haz de fibras, lo que le permitía marcar diseños simples en el pez. [15] [22] Farrell también validó el método para los cangrejos Dungeness en 1973. [23]
En un simposio de 1975, Farrell informó sobre el éxito del uso de marcas congelantes como una forma de crioterapia para tratar varios tumores animales. Se pensaba que la mayor masa de marcas congelantes las hacía más efectivas para destruir tejido enfermo o maligno que la crioterapia humana convencional, en la que se rocía un refrigerante como freón o nitrógeno líquido directamente sobre la piel del paciente. Enumera tumores malignos y no malignos que se han tratado con éxito con aplicaciones de marcas congelantes. Otras afecciones que Farrell informó como tratadas con éxito de esta manera incluyen mixosarcoma , hemangiosarcoma , carcinoma de células escamosas , adenoma , melanoma , fibroma , sarcoides equinos , ateroma , granuloma , higroma del corvejón y trayectos fistulosos crónicos. Uno de los usos más inusuales para las marcas congelantes también se describió en esta reunión: el descenso permanente de zorrillos y machos cabríos. [24]
La marcación por congelación puede alterar permanentemente el color del pelaje de un mamífero, dejando la zona marcada blanca por el resto de su vida. Esto es causado en última instancia por la formación de cristales de hielo dentro de los melanocitos, las células que normalmente cubren el tallo del pelo con pigmento a medida que la raíz de crecimiento empuja el pelo fuera del folículo. Este hielo altera físicamente los microtúbulos a lo largo de los cuales se transportan los gránulos de melanina desde el interior de la célula hasta su membrana, donde normalmente experimentan exocitosis . [23] Esa maquinaria celular se daña permanentemente después de que las células se descongelen, lo que impide que los melanocitos supervivientes vuelvan a secretar melanina. La mayoría de los melanocitos caen rápidamente en apoptosis y no se regeneran.
Existen dos tipos de marcaje por congelación, uno que requiere una aplicación más prolongada de la marca que el otro. Los animales pigmentados pueden ser marcados más rápidamente que los animales pálidos porque los pelajes oscuros solo requieren que se destruya el aparato de pigmentación del folículo piloso. Esto hace que la piel marcada vuelva a generar pelo al que no se le ha aplicado pigmento al salir de la vaina pilosa, haciendo que el tallo sea microscópicamente transparente y macroscópicamente blanco. Los animales pálidos requieren un tiempo de marcaje más largo para matar la parte más profunda del folículo, que secreta el propio tallo piloso. Esto evita cualquier recrecimiento de pelo, dejando una zona de piel calva generalmente más oscura que el pelaje del animal. [25] De este modo, el marcaje por congelación garantiza un alto contraste incluso en animales de pelaje blanco. La diferencia en el tiempo de marcaje entre los dos métodos es mínima, a menudo separada por solo unos pocos segundos.
La marcación por congelación tiene ventajas sobre la marcación con hierro caliente . Entre ellas, se incluye la ausencia de formación de cicatrices, ya que las temperaturas criogénicas no destruyen permanentemente todas las capas de la piel de un animal. Por razones similares, también se cree que es menos dolorosa que una marcación con hierro caliente. Este hecho es de una preocupación más que humanitaria: si un animal sufre un espasmo de dolor cuando se le aplica el hierro de marcar, esto puede desprenderse fácilmente y producir una marca incorrecta, duplicando la marca o volviéndola ilegible. En la práctica, es casi imposible colocar un hierro exactamente en el mismo lugar una vez que se ha movido accidentalmente y este hecho, junto con la menor incomodidad de la marcación por congelación, ha contribuido a la amplia adopción de la técnica. Véase también Marcación por congelación § Controversia, más abajo.
Además, una marca por congelación en un animal pigmentado ofrece un contraste muy alto durante todo el año y una mayor legibilidad a distancia, lo que supone un importante ahorro de tiempo en el trabajo en el campo. Las marcas por congelación son visibles sin importar la época del año porque el pelaje que crece sobre ellas, por más lanoso o espeso que sea, permanece blanco. Dado que generalmente es el pelo blanco el que forma la marca final, también hay menos manchas y distorsiones después de que el animal se cura en comparación con las cicatrices que deja la marca en caliente.
Sin embargo, la marcación por congelación tiene sus inconvenientes. La marcación en caliente generalmente implica el contacto entre el hierro caliente y la carne del animal durante menos de cinco segundos. Esto se denomina "tiempo de permanencia". [19] La marcación por congelación requiere períodos de contacto más largos, de hasta un minuto, para crear marcas exitosas. A pesar de requerir una desviación de la temperatura ambiente de menos de la mitad de la observada en la marcación en caliente, llevar el hierro de marcar a su temperatura de trabajo criogénica es un proceso mucho más complejo y que requiere más tiempo que el utilizado en la marcación con hierro caliente. Se requieren hierros especializados, así como un recipiente aislante en el que enfriarlos. También es esencial el material criogénico, como hielo seco o nitrógeno líquido. Estos pueden ser difíciles de obtener, transportar y almacenar en áreas remotas (aunque el nitrógeno líquido suele estar disponible en las grandes explotaciones ganaderas para preservar el semen almacenado ).
Además, una marca por congelación normalmente alcanza su máxima legibilidad sólo después de varios meses porque primero debe volver a crecer el pelo blanco. Se pueden producir marcas por congelación inmediatamente visibles mediante tiempos de marcado más largos, aunque estos también causan la pérdida permanente del pelo. [26] Las marcas por congelación exitosas también deben ser precedidas por un afeitado cuidadoso del pelaje del animal para exponer su piel. Finalmente, hay dos estados americanos que no reconocen la marca por congelación como un medio legal para indicar la propiedad del ganado. [27]
Esta sección trata sobre la criomarcación del ganado. Desde la década de 1960 , se han llevado a cabo trabajos experimentales sobre marcas por congelación para otros animales. Hasta la fecha, se han evaluado alrededor de setenta especies. Estos esfuerzos se resumen en Marca por congelación § Tabla de duraciones de la marcación.
Para una congelación exitosa se necesitan varios equipos y al menos dos personas.
Las marcas de frío se diferencian de las marcas de calor, que generalmente están hechas de acero o hierro fundido . Las marcas de frío a su temperatura de trabajo poseen una diferencia de temperatura menor a 25 °C que las marcas de calor (−72 °C a −196 °C frente a +500 °C). Por lo tanto, deben aplicarse durante períodos mucho más largos, hasta 1 minuto, en comparación con los 3-5 segundos para el marcado en caliente. Además, la rápida eliminación del calor difiere fundamentalmente de la adición repentina de calor, tanto en sus efectos fisiológicos como en el tiempo necesario para lograr un cambio dado en la temperatura. Para compensar estas desventajas, la conductividad térmica de la marca es mucho más importante en el marcado en frío que en el marcado en caliente.
Las marcas de congelación se fabrican ocasionalmente a partir de cobre puro, pero más a menudo se fabrican con una aleación de cuproníquel . Esta aleación se seleccionó para aprovechar la alta conductividad térmica del cobre (solo el diamante y la plata son mejores conductores de calor) y la capacidad del níquel para extender la alta conductividad térmica del cobre a regímenes de temperatura criogénica . La conductividad térmica máxima es deseable porque controla directamente cuánto tiempo debe presionarse el hierro superenfriado sobre la piel del animal. Por esta razón, las marcas criogénicas de acero, latón , bronce y aluminio ya no se usan ampliamente. [6]
Las marcas comerciales de refrigerantes generalmente tienen un sello en el extremo del vástago que indica qué forma de marca se producirá. Esto permite al usuario seleccionar la marca correcta del baño de refrigerante sin tener que sacar cada uno para inspeccionar su cara. [28]
Para afeitar al animal y dejar al descubierto su piel, se utilizan máquinas cortapelos afiladas . El contacto estrecho entre la marca y la piel desnuda es mucho más importante en la marcación por congelación que en la marcación por calor. Esto se debe al excelente aislamiento térmico del pelo, que puede reducir drásticamente el flujo de calor durante la marcación criogénica. La causa principal de que el animal no sea afeitado con la suficiente precisión es que la marcación falle.
Se utiliza un refrigerante líquido , generalmente nitrógeno líquido (−196 °C, 77ºK, −320 °F) o etanol al 99 % enfriado con hielo seco (−72 °C, 201º K , −98 °F), para llevar la cabeza de la marca a su temperatura de trabajo en un recipiente con el aislamiento adecuado. [29] Otros refrigerantes utilizados históricamente con hielo seco han incluido acetona , isopropanol , metanol , gasolina, queroseno y combustible para aviones . [18] [8] [30] [31] Hay alguna evidencia anecdótica de que la menor viscosidad de la acetona enfriada produce marcas más blancas, presumiblemente a través de una mejor conducción del calor. [32]
También se han llevado a cabo trabajos experimentales utilizando la aplicación directa de refrigerantes a la piel de un animal. Los freones 12 , 21 , 22 y 31 se han evaluado como refrigerantes directos, ya sea como un aerosol o una mezcla granizada de hielo de freón y líquido. Se eligieron los freones porque se pueden comprar en latas presurizadas que producen temperaturas criogénicas cuando se ventilan. Esta conveniencia era deseable a bordo de un barco o entre colonias de pinnípedos para marcar mamíferos marinos para estudio científico. La congelación directa con CFC resultó engorrosa y difícil de controlar, requiriendo máscaras personalizadas para formar un patrón intencional. [33] El método ha sido abandonado en gran medida desde la Convención de Viena .
Los baños de alcohol criogénico absorben fácilmente el agua de la humedad atmosférica , produciendo aguanieve. Esta aguanieve es un mal conductor del calor y arruinará las marcas. Si se van a utilizar baños de alcohol para una serie de marcas, el alcohol debe reemplazarse cada dos horas a partir de un suministro nuevo de 99%. [25] Este fenómeno higroscópico fue el impulso original para buscar refrigerantes no solubles en agua, como el queroseno y el combustible para aviones durante el desarrollo de la técnica. Sin embargo, incluso estos hidrocarburos se empapan y espesan después de dos días de uso. [5] La gasolina no absorbe agua de la atmósfera y, a veces, se usa si no hay etanol disponible. [31] El etanol es el refrigerante más utilizado en la actualidad, ya que los subsidios al etanol de maíz estadounidense lo han hecho más barato que la gasolina en muchas áreas rurales.
El alcohol utilizado para limpiar la zona que se va a marcar, así como el alcohol del baño refrigerante, deben tener una pureza del 99 %. Esto se debe a que los aditivos como el agua o el yodo tienden a crear una especie de lodo de alcohol a temperaturas muy frías. Este lodo es un antiséptico ineficaz y un mal conductor del calor.
Los ranchos y granjas grandes generalmente utilizan una manga de compresión para contener a los animales durante el marcado. La respuesta del ganado al marcado por congelación es a menudo tan silenciosa que los ganaderos informan que la restricción de una pata es más que suficiente. El marcado por congelación de caballos a menudo se logra sin más restricción que un tirón . [32] Este es un escenario muy diferente del marcado en caliente, donde los animales a menudo son atados por las cuatro patas a las barras de su manga de compresión para evitar que la respuesta de huida provoque un marcado incorrecto.
Una regla general para el marcado en baños de hielo seco establece que veinte libras (9 kg) de hielo seco y tres galones (11,3 L) de alcohol al 99% son suficientes para marcar por congelación cien cabezas de ganado en un período de tres a cuatro horas. [34] Un día entero de marcado por congelación puede consumir entre 50 y 75 libras (23 y 34 kg) de hielo seco y entre seis y nueve galones (29 y 34 L) de etanol. [29] El hielo seco debe romperse en trozos del tamaño de un huevo, colocarse en un recipiente de poliestireno o en una hielera de metal aislada con poliestireno y cubrirse con al menos tres pulgadas (8 cm) de alcohol. Es importante tener en cuenta que muchas hieleras de consumo están hechas de plásticos que se vuelven excepcionalmente quebradizos a temperaturas criogénicas. Esto es un problema de seguridad si las marcas de metales pesados se devuelven con frecuencia a los baños de refrigerante porque el alcohol al 99% es extremadamente inflamable. Se prefieren los recipientes de aluminio aislados. [35]
Para preparar el marcado, es necesario seleccionar un lugar en la piel del animal. La selección cuidadosa es importante por dos razones: primero, ciertos estados y condados tienen distintas leyes con respecto a la colocación legal de la marca y segundo, la disposición de los músculos debajo de la piel determina si la muerte de las células pigmentarias se produce de manera uniforme. Si se intenta marcar en un área que es en parte músculo y en parte hueso, el hueso más duro absorberá la mayor parte de la marca, mientras que el tejido muscular flexible se enfría con menor eficiencia y, por lo tanto, se marca más ligeramente. [25] Las operaciones de marcado modernas a menudo se graban en video para facilitar la producción de registros en una fecha posterior. [29]
Los hierros de marcar de cuproníquel deben sumergirse completamente en refrigerante durante 20 a 30 minutos. Es necesario sumergir completamente toda la cabeza de la marca en refrigerante para garantizar una temperatura criogénica uniforme durante el marcado real. Esto es necesario porque la alta conductividad térmica de las aleaciones de cuproníquel garantiza que una parte más caliente calentará rápidamente las áreas más frías, lo que dará lugar a una marca desigual. [25] Los hierros de marcar están listos para usar cuando el baño de refrigerante ya no hierve, lo que indica que la marca ha alcanzado la temperatura de equilibrio con su entorno criogénico. [5]
Antes de marcar, el lugar donde se colocará la marca debe afeitarse muy cerca de la piel. El lugar también debe afeitarse de manera que al menos el borde inferior quede lo más recto posible. Esto ayuda al trabajador a colocar la marca y ayuda a evitar que se desprenda en animales con pelaje grueso. [28]
Las excelentes propiedades aislantes del pelo hacen que un afeitado apurado sea de vital importancia para lograr una marca uniforme. El afeitado permite una interfaz cercana entre la marca y la carne. Se han diseñado cuchillas y cabezales de máquina de cortar especiales para el marcado criogénico y están hechos para proporcionar un afeitado lo más apurado posible. [27] [36] Una vez afeitada, la zona que se va a marcar se empapa con alcohol para desinfectar la piel del animal.
Independientemente de si se utiliza un baño de alcohol para enfriar los hierros o no, la zona debe volver a empaparse con alcohol justo antes de marcar. Este segundo baño de alcohol proporciona un cierto enfriamiento por evaporación de la piel del animal, pero, lo que es mucho más importante, crea una interfaz entre la carne y la cabeza de la marca, lo que mejora en gran medida la transferencia de calor y, al mismo tiempo, reduce la cantidad de tiempo que se debe presionar una marca sobre la piel del animal. [37] Humedecer previamente la piel del animal con alcohol también evita que el hierro se adhiera a la piel congelada cuando se utiliza nitrógeno líquido, ya que el alcohol congelado es mecánicamente muy débil en comparación con las variedades de hielo de agua que se encuentran a temperaturas criogénicas. [25] [5]
Después de limpiar y mojar con alcohol la zona que se va a marcar, se retira la marca del líquido refrigerante. Es muy importante agitar la marca con fuerza para eliminar la mayor cantidad posible de líquido refrigerante de su superficie de trabajo. Esto es necesario porque las gotas de líquido refrigerante pueden congelar la piel de un animal por sí solas a medida que se deslizan por su cuerpo, lo que produce una marca de goteo permanente en la piel del animal. También es necesario porque la viscosidad dinámica del etanol aumenta considerablemente a temperaturas criogénicas, aumentando más de ocho veces con respecto a la temperatura ambiente. El alcohol más espeso requiere una agitación más completa que la que se daría a la misma marca cubierta de agua.
Una vez que se ha eliminado el líquido refrigerante, la marca se presiona contra la piel desnuda del animal con un ligero movimiento de balanceo durante entre seis y sesenta segundos, con una fuerza de entre 35 y 45 libras (16-20 kg; 170-200 N ). El tiempo lo suele llevar un asistente con un cronómetro, ya que la diferencia entre una marca que vuelve a crecer con pelo blanco y una que permanece calva para siempre puede ser de menos de cinco segundos.
A continuación, el hierro se devuelve al baño de refrigerante. Una vez utilizado, el hierro de marcar en su refrigerante tarda entre dos y diez minutos en alcanzar de nuevo su temperatura de trabajo. Por este motivo, normalmente se enfrían varios hierros al mismo tiempo para permitir marcar rápidamente más de un animal o duplicar cómodamente caracteres alfanuméricos como "AA" o "33". Mientras el hielo seco permanezca en un baño de alcohol, los hierros sumergidos en él alcanzarán con el tiempo las temperaturas de trabajo.
Si se marca a más de un animal, las máquinas también deben lavarse con alcohol entre el afeitado de cada animal. Esto evita que las partículas de pelo se acumulen en las cuchillas de las máquinas, cuyos residuos en la piel del animal pueden provocar una marca desigual o fallida. [5] [27]
Inmediatamente después de marcar el tejido enfriado se marca con el patrón deseado. Esto dura de 3 a 5 minutos hasta que comienza la descongelación. [38] Después de esto, la circulación sanguínea regresa al tejido descongelado. El cuerpo del animal detecta la lesión y el área comienza a mostrar enrojecimiento seguido poco después de hinchazón . Este edema desaparece después de unos cinco días, a menudo dando paso a una costra . En este punto, algunos aplican un ungüento, como la pomada multiusos Corona. [32] Después de un mes, la capa superior de la piel se desprenderá junto con cualquier pelo que haya crecido durante este tiempo.
Este cronograma es una aproximación, ya que las tasas de curación reales varían según el momento en el ciclo anual de crecimiento del pelo del animal en que se aplica la marca. La curación completa y la aparición final de la marca pueden demorar hasta cinco meses en animales marcados durante la fase invernal del crecimiento del pelo y tan solo uno o dos meses en animales con pelaje primaveral. [5]
Una de las razones por las que la marca por congelación produce una marca tan nítida en los animales curados es que en el borde de la zona de muerte de los melanocitos queda un borde de melanocitos que simplemente han sido sometidos a estrés. Estos melanocitos estresados expresan más melanina, lo que proporciona un contorno sutil al patrón de pelo blanco, lo que aumenta la definición de su borde y la legibilidad, si es alfanumérica. [5] A los tres meses, el proceso suele estar completo en el caso del ganado y la marca por congelación completa es visible. [25]
En los animales más oscuros, el pelo vuelve a la zona marcada con el siguiente ciclo piloso, pero la pérdida después de un mes es permanente en los animales de pelaje claro. Alrededor de dos meses después de la marca, en los animales más oscuros comienza a crecer pelo blanco. Este pelo blanco suele crecer mucho más rápido que el resto del pelaje y puede llegar a crecer lo suficiente como para superponerse al pelo pigmentado circundante. [18] Este aumento se produce porque los folículos de crecimiento ya no compiten por energía con los melanocitos inactivos o muertos. En condiciones normales, esta competencia es uno de los controles clave de la velocidad de crecimiento del pelo. [5]
El tiempo de aplicación de la marca depende de varios factores, como la conductividad térmica del metal utilizado, la edad del animal, el grosor de su piel, el color o pigmento de su pelaje y la cantidad de pelo, si lo hay, que queda entre la marca y la piel después del afeitado.
Aunque se afeite al animal, el momento de la aplicación de la marca también depende de la etapa de crecimiento del pelo del animal, ya que los pelajes de primavera de rápido crecimiento requieren menos tiempo y los de invierno requieren más tiempo. Se plantea la hipótesis de que los melanocitos productores de pigmento se destruyen más fácilmente durante los períodos de rápida producción de pelo y, por lo tanto, de pigmentación. [5] Es importante cumplir con las pautas de tiempo de aplicación de la marca porque los melanocitos que simplemente se estresan en lugar de morir a menudo reaccionan produciendo incluso más melanina que antes de la lesión. [5] Esta es la misma reacción responsable del bronceado y el oscurecimiento de la piel bajo tensión mecánica regular. Estas marcas fallidas vuelven a crecer como piel oscura que produce un pelo aún más oscuro que el que estaba presente antes, creando una marca de muy bajo contraste.
Los tiempos típicos de marcado con hierros de tamaño apropiado son los siguientes; los animales más oscuros generalmente desarrollan marcas exitosas después del tiempo mínimo de aplicación. [25] Esta tabla también resume el trabajo experimental realizado para evaluar el marcado por congelación como un medio para marcar animales para estudio científico.
a Ver Marca Freeze § La marca Freeze como una alternativa indolora al mulesing.
b Consulte la subsección sobre criomarcaje humano en Marca congelada § Uso.
c Irwin informa que mantener el hierro estacionario al marcar la aleta dorsal de un delfín, en lugar de balancearlo como con el ganado, produjo un resultado notablemente más claro. [57]
d Aunque aparecieron marcas adecuadas en la piel del elefante marino en el momento de la criomarcación, ninguna de las marcas producidas duró más de un año. [67]
Las plumas de plumón se volvieron blancas después de la criomarcación, pero no persistieron en los ánades reales adultos ni afectaron las plumas de contorno externas cuando crecieron. Según Greenwood, [69] citando a Foulks: [97] "los melanocitos surgen continuamente de melanoblastos indiferenciados en la dermis durante el crecimiento de las plumas. Aparentemente, la presencia de plumón con puntas blancas resultó de la destrucción de melanocitos asociados con la punta de la pluma en desarrollo, que luego fueron reemplazados por melanocitos activos antes de que terminara el proceso de deposición. Aunque las aves fueron tratadas a edades de 5 a 10 días y en varias etapas tempranas del desarrollo de las plumas, no se produjo ningún efecto aparente en la pigmentación de las plumas de contorno".
El herpetólogo Charles F. Smith describió la marcación por congelación como "[in]eficaz para los bufónidos [sapos] y otros taxones con superficies de piel granulares". [71]
g Todas las salamandras examinadas resultaron gravemente heridas y algunas murieron más tarde. El autor no recomienda que se copie su método. [72]
La intensa sociabilidad de los seres humanos y la facilidad con la que perciben y se identifican con las manifestaciones de dolor físico en otros han hecho que el estudio del dolor sea notoriamente difícil de cuantificar. De hecho, muchos investigadores del dolor animal evitan el uso de la palabra "dolor" en las investigaciones publicadas. Consideran que el término no es científico y se basa en la emoción humana, y prefieren otros como "estrés" o "evitación". Como la experiencia subjetiva de los animales es muy resistente a la evaluación racional, la diferencia subjetiva entre sus respuestas reflejas indoloras a los estímulos nocivos ( nocicepción ) y el dolor tal como lo entienden los humanos ha sido casi imposible de determinar de manera concluyente.
Por esta razón, prácticamente toda la investigación científica sobre la naturaleza del dolor animal ha dependido de los llamados indicadores del dolor. Estos incluyen cambios conductuales obvios (huir, pisotear, vocalizar, señales auditivas, etc.) así como cambios más sutiles, como cuando los pollos o ratas heridos eligen un alimento que ha sido mezclado con un analgésico en lugar de un alimento que no lo ha sido. Los científicos valoran más los cambios fisiológicos cuantificables, como el aumento de la frecuencia cardíaca , la temperatura de la herida o las concentraciones séricas de la hormona del estrés . Estos indicadores fisiológicos son valiosos porque sus evaluaciones las llevan a cabo máquinas y no dependen de que los humanos determinen la magnitud de la variable en estudio. Este rara vez es el caso de los indicadores conductuales del dolor, que suelen ser calificados por un investigador en alguna escala numérica que va desde "ninguna respuesta" a "respuesta intensa". [98] [99]
A pesar de que las metodologías científicas actuales no pueden distinguir adecuadamente entre la respuesta refleja y la comprensión del dolor por parte de los legos , los métodos científicos son muy adecuados para comparar dos estímulos y hacer una afirmación razonable sobre cuál es objetivamente menos nocivo. La marcación por congelación se ha aclamado con frecuencia como un medio menos nocivo para denotar permanentemente la propiedad del ganado. A pesar de esto, la afirmación de que la marcación por congelación es inherentemente menos dolorosa que la marcación por calor ha sido cuestionada. Estos cuestionamientos provocaron estudios científicos para determinar la cuestión objetivamente y han intentado medir el dolor experimentado por los animales durante y después de su marcación. [11]
En un estudio realizado con ganado joven se identificaron indicadores medibles del dolor, como la frecuencia cardíaca y las concentraciones plasmáticas de las hormonas del estrés cortisol , epinefrina , norepinefrina y catecolamina . La frecuencia cardíaca se controló con un equipo veterinario estándar de ECG y las concentraciones hormonales se determinaron mediante muestras de sangre repetidas. Se asumió que un aumento de cualquiera de estas hormonas del estrés o de la vocalización del animal registraba un aumento del dolor. Se utilizó un pequeño micrófono pegado a la garganta de los terneros para capturar su respuesta de vocalización.
Se dividieron veintisiete terneros en tres grupos. Cada grupo recibió una marca con hierro caliente, una marca congelada con nitrógeno líquido o una marca "simulada". La marca simulada era un hierro mantenido a temperatura ambiente y presionado sobre la piel de los terneros durante el mismo tiempo que una marca caliente. La marca simulada creó un grupo de control utilizado para determinar los niveles basales de vocalización y las concentraciones hormonales normales. Se insertó una cánula en la vena yugular de cada ternero para tomar una muestra de sangre durante la marca. Estas cánulas se insertaron en cada ternero entre 14 y 20 horas antes del experimento utilizando tolvas de compresión en un edificio diferente de aquel en el que serían marcados. [11]
Para minimizar el sesgo sistemático , los investigadores utilizaron un método de bloqueo para separar a los terneros por temperamento, peso y sexo. Luego se utilizó una asignación aleatoria para determinar el orden y el día en que se marcó a un animal determinado. Mientras se marcaba a los animales, se recogieron diez muestras de sangre, se tomaron mediciones de la frecuencia cardíaca y se grabaron las vocalizaciones con el micrófono. Estas muestras se tomaron a intervalos desiguales durante un período de 25 minutos, desde cinco minutos antes hasta veinte minutos después de la marca. [11]
Este estudio determinó que las concentraciones medias de epinefrina plasmática eran más altas en los terneros marcados con fuego que en los terneros marcados con fuego congelado y en los terneros marcados con fuego simulado. Los niveles de epinefrina alcanzaron su punto máximo a los 30 segundos en los terneros marcados con fuego y al minuto en los terneros marcados con fuego congelado. La frecuencia cardíaca, las concentraciones hormonales y los niveles de epinefrina, el principal indicador de dolor del estudio, estaban elevados en los terneros marcados con fuego. En cuanto a la vocalización, un ternero marcado con fuego y dos terneros marcados con fuego congelado expresaron angustia durante la marca, aunque esto puede haberse debido a la ausencia de otros animales en el campo de visión del ternero. Los terneros marcados en presencia de otros terneros tenían más probabilidades de vocalizar, como se esperaría de los animales de manada. [11]
Otro estudio en el que también se utilizaron terneros monitoreó su reacción de huida-evitación. El movimiento vertical de un ternero durante la marca se utilizó como una definición operativa para medir la evitación de la marca. Los experimentadores concluyeron que los terneros marcados con hierro caliente se esforzaban más por escapar de sus hierros de marcar que los terneros marcados con hierro congelado o con hierro simulado. [100]
Estos dos experimentos determinaron que los terneros marcados con hierro caliente experimentaron mayores concentraciones de epinefrina plasmática, frecuencias cardíacas, concentraciones de cortisol plasmático y reacciones de evitación de escape y, por lo tanto, experimentaron más dolor que los terneros marcados con hierro caliente y los marcados con hierro simulado. [11] [100]
Investigadores de Brasil utilizaron potros en un intento de cuantificar el dolor de la marcación por congelación en comparación con la marcación por calor. Se colocaron monitores cardíacos a dos grupos de potros y se les asignó aleatoriamente la marcación por congelación o la marcación por calor. Se tomaron muestras de sangre 30 minutos antes de la marcación y luego nuevamente, 30 y 60 minutos después de la marcación. Las marcas por calor se aplicaron durante 3 segundos o menos y las marcas por congelación enfriadas con nitrógeno líquido se aplicaron durante 60 segundos ( sic ). Los potros fueron grabados en video durante su marcación para un análisis etológico posterior por dos veterinarios. Estos expertos en lenguaje corporal de caballos examinaron las grabaciones y asignaron puntuaciones basadas en cuántas indicaciones de dolor exhibió cada potro durante la marcación. La puntuación varió de 0 a 6 e intentó cuantificar la angustia, si la hubiera, mostrada por los potros. Los niveles de cortisol se determinaron a partir de las tres muestras de sangre y se registraron las frecuencias cardíacas hasta 60 minutos después de la marcación. No se utilizó un grupo de control con marcación simulada. [9]
Su análisis de los datos recopilados indicó que "tanto la marca con hierro caliente como con hierro congelado inducía respuestas de estrés en los potros, con un aumento similar en los niveles de cortisol y un dolor intenso y una respuesta conductual de escape", pero que la marca con hierro congelado daba lugar a una respuesta menos autónoma (de lucha o huida), lo que sugería que la marca con hierro caliente era el más estresante de los dos procedimientos. Esto, combinado con la menor gravedad de la herida creada por las marcas con hierro congelado, llevó a los experimentadores a concluir que la marca con hierro congelado era la mejor opción. Los resultados llevaron a los autores a recomendar la prohibición de la marca con hierro caliente. [9]
Los investigadores canadienses utilizaron novillas de un año para determinar el dolor relativo de los dos métodos de marcado. Treinta animales fueron asignados aleatoriamente a un marcado en caliente, congelado o simulado. Se extrajeron muestras de sangre cada 20 minutos, comenzando 20 minutos antes del marcado y durante 3 horas después. Cada novilla del grupo caliente fue marcada con tres hierros de acero separados por un total de 9 a 15 segundos (3 a 5 segundos por hierro), mientras que las novillas del grupo congelado fueron marcadas con tres hierros de cobre separados (del mismo diseño que el grupo caliente) por un total de 60 segundos (20 segundos por hierro). El ganado del grupo simulado fue colocado en la misma manga de compresión utilizada para los marcados reales. Los animales fueron afeitados en esta restricción y luego mantenidos allí durante 3 minutos, la duración media de los marcados reales. [101]
Los resultados mostraron que tanto el ganado marcado con calor como el marcado con frío tenían niveles elevados de cortisol en comparación con el grupo marcado con placebo. Los animales marcados con calor y con frío tuvieron elevaciones máximas similares, que se produjeron a los 20 minutos después de la marca. Los niveles de cortisol en el grupo marcado con calor tardaron más en volver a los valores iniciales que en las novillas marcadas con frío o con placebo. No se observaron diferencias significativas en la concentración de cortisol entre los dos grupos marcados después de 40 minutos después de la marca. No se detectaron diferencias significativas entre los tres grupos con los otros indicadores que los experimentadores seleccionaron para el dolor (sensibilidad al tacto y analgesia inducida por estrés). [101] Los autores concluyeron que,
[Tanto la marca con hierro caliente como la marca con frío provocan dolor agudo en las primeras 1,5 horas posteriores a la marca, como lo demuestra el marcado aumento del cortisol. La elevación más pronunciada y prolongada del cortisol observada en los animales H implica que la marca con hierro caliente puede ser inicialmente (hasta 40 minutos después de la marca) más angustiante que la marca con frío. Sin embargo, no pareció haber diferencias después del tiempo de muestreo de 40 minutos, lo que sugiere que el malestar causado por ambos métodos es relativamente de corta duración.
Drawing on successful medical research that used thermal imaging to appraise the severity of burns, in 1997 a different group of Canadian researchers used similar technology on recently-branded cattle. This was done to determine whether the wounds created by hot and freeze branding remained equally swollen, and presumably painful, or if there was a difference in healing between the two methods. Thirty heifers were randomly selected for either hot or freeze branding. Two 25 cm2 patches were shaved on each heifer and the higher of the two was selected for branding, with the other serving as a control. Fifteen of the heifers were hot branded for 3–4 seconds and the others cryobranded with copper irons for 22 seconds. A thermographic camera able to measure skin temperatures to ± 0.1 °C was then used to observe the wound and the control at intervals. This gave a proxy for tissue inflammation and, it was thought, the animal's level of discomfort. The temperature of the control site was then subtracted from the temperature of the branding site to give the difference between the two techniques.[102][103]
The data indicated that both methods caused tissue damage, with the freeze brands being warmer and more inflamed than the hot brands at two and eight hours. However, this trend soon reversed and the inflammatory responses triggered by the brandings appeared to diverge rapidly. Hot brand wounds were still significantly warmer than controls one week later, by which time the freeze branded areas were no warmer than their own controls. This led the researchers to conclude that although there was little evidence for one technique being less painful than the other at the time of application, freeze branding did produce much less inflammation in the heifers' skin one week out from their brandings.[103]
In 1998 the same researchers followed up with a similar study comparing the effectiveness of thermal imagery to behavioral cues like tail flicking and vocalizing as a proxy for pain in steers. Unsurprisingly they found that thermography was far more reliable and its results more statistically significant than human-mediated behavioral study.[104]
The Australian sheep blow fly (in fact an invasive species from South Africa) afflicts many sheep in Australia.[105] In the late 19th century Merino sheep in Australia were crossbred with loose-skinned Merino sheep from Vermont. This resulted in such a productive fleece that it formed wrinkles on the animal. The popularity of Merino wool in the 20th century led Australian sheep breeders to continue selecting for the thickest possible fleeces on their sheep. However, this lucrative trait often meant that the thick wool and wrinkled skin on the sheep's rear readily attracted and held dirt and feces. This collection of unsanitary material as well as the ulcers it sometimes causes at the bottom of skin wrinkles are very attractive to gravid female blow flies, who seek out sheep with wounds and soiled fleeces to lay their eggs. Once the maggots hatch they gravitate to open wounds if any are present. This is flystrike, a type of myiasis. The disorder, also called breechstrike, often leads to systemic secondary infections and death.
In the early-1930s an Australian rancher named John Mules was shearing an ewe when he accidentally cut off a small patch of skin near the ewe's breech (anus). The ewe had suffered from flystrike before and Mules carefully attended to her healing in case she developed another infestation in the wound he had accidentally caused. To Mules' surprise once the wound healed it replaced tangled and dirty breech wool with smooth scar tissue. Blowflies were no longer attracted to this area on the ewe as it could collect little dirt or feces. No relapse of flystrike occurred. Mules and others soon developed this serendipitous discovery into a technique now known as mulesing.[105]
During this operation small strips of epidermis are peeled from a sheep's buttock using steel shears on either side of the anus and underside of the tail. This was formerly performed on mature sheep but it was later found that lambs recover more quickly and completely than older animals. Mulesing reduces the likelihood of flystrike by about 13 times.[43] The practice became nearly universal during the 20th century. The success of animal rights movements in agitating for the procedure's curtailment has brought the proportion of Australian sheep ranchers who practice mulesing down to around 70% today.
Successful international boycotts of Australian Merino wool in the early 2000s set those invested in Australian sheep rearing on the hunt for alternatives.[106][107] The publicity generated intense interest in finding a replacement for mulesing that domestic and international consumers would accept. An adaptation of the freeze branding process was hit upon in the 2010s.[108][109] The new technique was quickly christened steining after its designer, John Steinfort, an Australian veterinary scientist. In 2019 Australian Wool Network (AWN), a private corporation servicing the Australian wool industry, provided Steinfort funding to commercialize the technique.[110]
During steining hollow cupronickel clamping jaws about 4 inches (10 cm) long are used to pinch up rolls of skin beneath the tail and near the anus of a lamb.[111] No shaving is required in this application of freeze branding. Once sufficient skin is in the clamps liquid nitrogen is pumped through the jaws and onto the pinched skin. This rapidly freezes the lamb's skin as it drips out of the jaws and through the animal's fleece. The goal is to achieve a level of cellular injury that prevents future hair growth but not so much that a 3rd degree cold burn is created. Pinching the skin is thought to mitigate the degree of cold burn by removing it somewhat from the muscles and connective tissue beneath. The treated skin goes through the same stages of healing seen in the long method of freeze branding larger livestock, concluding with permanent hairlessness. Studies show this method is at least as good at preventing flystrike as mulesing and carries few long-term consequences for the lamb's later growth.
Steinfort and others invested in the process have claimed it is less painful and distressing than mulesing to the animals on which it is practiced.[112] They argue that affected nerve endings are immediately numbed and that sensation does not return during healing, when a scab forms and is eventually sloughed in 6 to 8 weeks. A 2018 study found behavioral markers indicating pain and distress in lambs who had been steined without analgesic treatment compared to those who had been given analgesics.[113] In 2020 a University of Melbourne researcher named Ellen Jongman was commissioned to study the issue by the company Steinfort formed to commercialize his technique, SteinfortAgVet. On December 22, 2020 she released preliminary results from her study on the relative pain of mulesing and steining.[114][43]
Jongman found that mulesing and steining were equally painful on the day of the procedure but that steined lambs appeared to be in less pain than mulesed lambs on subsequent days.[43] Her study tracked and interpreted a series of lamb behaviors like the speed at which it returned to its mother after undergoing either mulesing or steining. She called for further research using physiological data such heart rate and blood sampling in addition to behavioral observations.[43] Jongman's final report was released on January 25, 2021.[115] In March of 2021 AWN cut ties with Steinfort and divested from this application of freeze branding.[110][116]
As of July 22, 2021 the position of the RSPCA is that Australian Merino sheep have not been ethically bred, as seen in their susceptibility to flystrike. They believe "any painful procedure to change the breech area should only be considered an interim, short-term solution that accompanies a breeding program that focusses on flystrike resistance, and is carried out only where absolutely necessary to manage at-risk sheep."[117]
Horses are branded with both the hot-iron and cryogenic techniques. Their brands most often denote ownership. Owners will generally create a unique brand to identify the horses that belong to a given ranch. Freeze brands can also be used to denote a breed in general, or to identify an animal with a specific breed registry. The brand is typically placed on a horse's haunches or on its neck, near the crest.
In the United States brands applied by any method often must be registered with a state or county office. In some jurisdictions it is illegal to brand an animal without first registering the design with a state office. The following table summarizes the legal recognition and requirements for equine freeze brands in the United States:
a New York State maintains a brand registry ("brand book") but it does not recognize either freeze or hot brands as official identification for an animal.
b In Oklahoma brand registrations are not required, however those that have been registered with the state receive higher priority in the state-arbitrated resolution of ownership disputes.
c Brand registrations are issued and held by county clerks rather than the state of Texas. This was a response to the immense number of brands required by ranching operations in that state; more than 100,000 distinct marks are in use.[32]
A specialized brand system is required to mark many animals such that each can be individually identified. Arabic numerals are difficult to brand much smaller than 4 inches (10 cm) tall. Further, conventional numbers can be altered, with a branded "3" easily turned into an "8," potentially shifting apparent ownership of the horse. It is also inconvenient to carry a dozen or more unique brands into the field if animals must be branded there.
These facts spurred Pat Farrell, wife of the inventor of cryobranding, to create the Alpha-Angle Freeze Mark in the early 1970s.[14][15] Her goal was a set of symbols that could produce unique brands, remained legible for longer than alphanumeric brands, could not easily be tampered with, and reduced the number of branding irons that must be carried into the field. The Alpha-Angle Freeze Mark is composed of symbols representing 46 US States and the Federal Government as well as 20 breeds of horse.[166]
To complement these symbols Farrell also invented a number system requiring only two signs. In this number system the numerals 0 through 9 can be produced using two brands. One is shaped like a right angle ( ∟ ) and the other like parallel lines ( ll ). Different numerals are created depending on the orientation of these two symbols. For example, vertical parallel lines ( ll ) stand for 1 and horizontal lines (＝) for zero. The other eight digits are created by rotating the ∟-shaped brand clockwise through 360º. Using only these two brands, the Alpha-Angle Freeze Mark system can encode any sequence of numbers. This was a great improvement on traditional numerals requiring 10 separate irons, each of which must be applied either one after the other or simultaneously with an assistant.
The easiest way to remember the code is to think of the even numbers as making a square and the odd numbers, a diamond.[167] Superimposing the diamond onto the square gives the full series of 2–9, which can be easily counted in the mind by starting with 2 in the top left hand corner of the square. This mnemonic does not include the zero and 1 symbols, which are much easier to remember by rote (see diagram at right.)
The white hair often produced by freeze branding is highly amenable to simple shapes such as angles and lines. Farrell's Alpha Angle Freeze Mark was later adopted by the Bureau of Land Management (BLM) and the U.S. Forest Service as their preferred means of tracking captured wild equids.[168][169] Alpha-Angle brands can be used one at a time or set into a frame that enables all the irons needed for a particular brand to be chilled, shaken off and applied to the animal's skin at once.[170] The Alpha-Angle system was patented by Farrell in 1972, originally for a punch gun made to tattoo the ears of livestock with Alpha-Angle symbols.[171]
The simplicity of her number system means that users can construct their own irons with little difficulty, an important consideration in the American West. Alpha-Angle numerals remain the best known and most widely-used part of her branding system.[16]
Starting in April, 1978, all free-ranging mustangs and burros rounded up by the BLM or the U.S. Forest Service have been freeze branded on the left side of the neck using Farrell's Alpha-Angle system. This is generally done at a short-term holding facility along with basic medical care like vaccination and deworming.[172][173] Captured mustangs then enter the BLM's adoption program. Capture, branding, medical screening and adoption have long been the preferred means of controlling feral horse populations in the US. So efficient is Farrell's system and so successful was this tagging project that since the early 1980s it has become extremely rare to run across an adult mustang without a freeze brand.[16]
The BLM uses the following sequence for identification:
If a mustang has been offered for adoption three times and has not settled at any of its new locations the horse is referred to as "Sale Authority." This means that BLM is legally authorized to sell the horse to anyone willing to buy it. The BLM is prohibited by law from controlling wild horse populations through culling, but Sale Authority sometimes amounts to the same thing as intractable horses are often sold to slaughterhouses or their agents. Sale Authority is indicated with a large ᑌ shape after the registration number.[174]
If a horse is neither adopted nor deemed Sale Authority it is often housed at a long-term BLM pasture. In this case a second brand is added at the top of their left rear leg, the croup. The second brand aids in identifying a particular horse among the hundreds or thousands under care. This mark uses Arabic numerals 4 inches (10 cm) high and displays the horse's tag number.[175] If a horse has undergone special medical treatment the hip brand is preceded by a letter code. A hip brand preceded by "LB" for example indicates that a mare was treated with fertility control by BLM before being released back onto the range.[174]
Due to its success in livestock operations cryobranding has attracted the attention of humans in pursuit of novel body modifications.[176][177][178] It remains a rare practice, with many instances carried out in an amateur setting.[179] Most report pain, edema and sloughing of skin. Branding times vary but most are strongly overbranded, perhaps due a naive assumption that human skin requires the same brand durations as those of cattle and horses. Branding times up to 30 seconds have been recorded, although even 10 seconds have proved sufficient to produce a third degree cryoburn.[180]
This instance of a 10-second freeze brand formed the basis of the first medical report on a case of human cryobranding.[44] The case involved a 33-year-old woman who received a large runic cryobrand to her inner forearm. The brand was cooled in a dry ice isopropanol bath for 5 minutes and then applied to her hairless skin for 10 seconds. The woman developed a third degree burn at the center of the imprint and sought medical attention 18 days after being branded. Her wound was treated with the same protocol for thermal burns and closed approximately 8 weeks after branding and 5 weeks after treatment began. At six months the final brand was somewhat hyperpigmented, with a central scar from the open wound.[44]
The mild steel branding iron used in this case bore a combination of two vowels from the Elder Futhark alphabet, an ᛁ superimposed on a ᛟ (equivalent to the English vowels i and o). Ranchers strongly advise that a gap be left in a brand face where the pattern has crossing lines. Solid line crossings in both hot and freeze branding irons frequently overbrand stock and can lead to tissue damage that blurs the final result. That was the case in this report, where the runic freeze branding iron contained a crossing of three lines.[26][44]
One of the only human self-reports on a cryobranding in the scientific literature relates "a sharp tingling sensation followed by numbness" as the subject used a small cryobrand to mark his own forearm.[17] There is little information regarding the safety or long-term effectiveness of human cryobranding.
Entire herds of cattle are often marked with a single freeze brand to indicate where they belong or to whom they should be returned. Other means of achieving the same end include ear tags, ear notches, ear tattoos, and electronic identification by subcutaneous microchipping, ear tag microchips or rumen bolus microchips retained in a cow's stomach.[19] These are often used in conjunction with freeze branding, where one method serves to distinguish an individual animal and the other, usually the freeze brand, denoting the herd.[181]
Although it is generally accepted that freeze branding is less painful than hot-iron branding, it is still less frequently seen in cattle than the traditional technique. This is because freeze branding requires more expensive materials, some of which are difficult to store and distribute. Hot-branding is comparatively simple and cheap, as all that is required are a fire and the branding iron.
Freeze branding is one of the few means of permanently distinguishing an animal that meets all of William Ricker's requirements for an effective marking system for wild animal research. Ricker developed his requirements while working as a fisheries scientist. He sought ways to mark animals used in scientific experiments such that their markings did not influence scientific data. His four requirements for such markings are:
Many species have been expirimentally freeze branded to assess the technique's suitability for animal tracking in scientific research. (See Freeze brand § Table of branding durations above for some of these attempts.) Amphibians have proved one of the more successful applications, though freeze branding in scientific research remains relatively rare compared to traditional methods like tagging and radio tracking.
A Ricker-complete marking system using freeze brands has been tested on tailed frogs. Previous methods of marking wild amphibians intended for recapture included hot branding, toe clipping, jaw tags, elastic waistbands and India ink scarification.[7] These can be broadly categorized into tagging and mutilation. In scientific circles freeze branding is considered a kind of tagging: it has no permanent effect other than to identify individuals. Mutilation, on the other hand, can strongly affect an individual's life history. This may subsequently pollute scientific data gathered from studying animals that have been marked through mutilation. Toe-clipping is commonly used but it can affect the anuran's motor skills and also cause weight loss. These consequences of human interference will all affect an animal's mortality rate and hence invalidate scientific conclusions drawn from their study. Freeze branding is therefore seen as a permanent and low-impact means of tracking amphibians.[7]
Freeze branding was tested on frogs that were released into the wild after branding and later recaptured. One set of researchers used a branding iron made from a length of copper wire, cooled in a dry ice ethanol bath for 30 minutes. The brand was then applied to the anuran's skin for about ten seconds. The brand was then re-cooled for 20–30 seconds before being applied to a new frog. By using various numbers and orientations while differentiating for sex, it is possible to create a sufficient number of combinations to mark large populations of frogs.
The frog's brands were healed and readable within 24 hours of application, making this method nearly immediately effective as a tracking system. The branded area gradually loses its pigmentation such that older brands become almost completely transparent, increasing their legibility over time.[7]
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