Автор - Инженер2010 #
Экскременты детенышей кенгуру могут помочь уменьшить проблему с газообразованием у коров
15 февраля 2023 года
Оригинальная история из Университета штата Вашингтон
Есть некоторая вероятность, что экскременты детенышей кенгуру могут помочь решить экологическую проблему метана, вырабатываемого коровами. В ходе исследования, проведённого в Университете штата Вашингтон (WSU), микробная культура, полученная из фекалий кенгуру, подавляла выработку метана в симуляторе желудка коровы.
После того, как исследователи добавили культуру, полученную от детенышей кенгуру, и известный ингибитор метана в имитатор желудка, вместо метана в нем образовалась уксусная кислота. В отличие от метана, который крупный рогатый скот выбрасывает при метеоризме, уксусная кислота полезна для коров, поскольку способствует росту мышц. Исследователи опубликовали свою работу в журнале «Биокатализ и Сельскохозяйственная Биотехнология» (Biocatalysis and Agricultural Biotechnology).
“Выбросы метана от коров являются основным источником парниковых газов, но в то же время люди любят красное мясо”, - сказала Биргитте Аринг, автор-корреспондент статьи и профессор лаборатории биопродуктов, наук и инженерии в кампусе WSU Tri-Cities [Один из шести кампусов, входящих в состав Университета штата Вашингтон – прим.пер.]. “Нам придётся найти способ смягчить эту проблему”.
Сокращение выделений метана от крупного рогатого скота в виде отрыжки и флатуса - это не повод для смеха. Метан является вторым по величине источником парниковых газов и примерно в 30 раз сильнее нагревает атмосферу, чем углекислый газ. Считается, что более половины метана, выбрасываемого в атмосферу, поступает из сельскохозяйственного сектора, и наиболее значительную долю вносят жвачные животные, такие как крупный рогатый скот и козы. Кроме того, на процесс производства метана уходит до 10% энергии, имеющейся в распоряжении животного.
Исследователи пытались изменить рацион питания коров, а также давать им химические ингибиторы, чтобы остановить выработку метана, но бактерии, вырабатывающие метан, вскоре становятся устойчивыми к химическим веществам. Также были попытки разработать вакцины, но микробиом коровы зависит от того, где именно она питается, а разновидностей бактерий, продуцирующих метан, слишком много во всем мире. Вмешательства также могут негативно повлиять на биологические процессы в организме животных.
Исследователи WSU изучают ферментацию и анаэробные процессы и ранее разработали искусственный рубец, самый большой отдел желудка, встречающийся у жвачных животных, для имитации коровьего пищеварения. Благодаря множеству ферментов, способных расщеплять природные материалы, рубец обладает “удивительными способностями”, - заявила Аринг, также являющаяся профессором школы химической инженерии и биоинженерии имени Джина и Линды Войланд и инженерии биологических систем.
Стремясь выяснить, как заместить бактерии, продуцирующие метан в их реакторе, Аринг узнала, что у кенгуру в передней кишке есть бактерии, продуцирующие уксусную кислоту, а не метан. Её ученики выследили нескольких кенгуру, взяли образцы и выяснили, что специализированный процесс производства уксусной кислоты происходит только у детенышей кенгуру, а не у взрослых особей. Не сумев выделить специфические бактерии, которые могли бы быть ответственными за выработку уксусной кислоты, исследователи использовали стабильную смешанную культуру, полученную из фекалий детеныша кенгуру.
После первоначального снижения в их реакторе численности бактерий, продуцирующих метан, специализированным химическим веществом уксуснокислые бактерии смогли заменить микроорганизмы, продуцирующие метан, в течение нескольких месяцев, демонстрируя ту же скорость роста, что и микробы, продуцирующие метан.
Хотя исследователи протестировали свою систему на имитированном рубце, они надеются когда-нибудь в будущем опробовать её на реальных коровах.
“Это очень хорошая культура. Я не сомневаюсь, что всё это многообещающе”, - сказала Аринг. “Было бы действительно интересно посмотреть, сможет ли эта культура работать в течение длительного периода времени, так, чтобы нам приходилось бы только время от времени подавлять выработку метана. Тогда это действительно могло бы перейти в область практики”.
Чтобы связаться с автором (нажмите здесь).