Сокращение выбросов метана от животноводства – популярная тема в обществе и агронауке. В качестве первого шага к разведению коров с низким уровнем выбросов метана ученые определили ключевые различия между коровами, которые естественным образом выделяют меньше метана, чем в среднем.
Исследователи из Школы ветеринарной медицины Пенсильванского университета и Университета штата Пенсильвания в статье, опубликованной в Journal of Dairy Science, сообщают, что голштинские коровы с низким уровнем выбросов метана, как правило, меньше по размеру и содержат специфические микробные сообщества, но эти отличия не связаны со снижением надоев или изменением состава молока.
«Мы обнаружили, что различия в выбросах метана сопровождались различиями в микробных популяциях, а также в путях их ферментации. Хотя мы сосредоточились на молочных коровах, результаты этого проекта можно легко применить к любому другому жвачному скоту, например, к овцам», - говорит старший автор Дипти Питта из Школы ветеринарной медицины.
Животноводство, особенно крупный рогатый скот, по подсчетам экологов, производит 25% метана в Соединенных Штатах, парникового газа, который в 28 раз сильнее, чем CO 2. Сокращение этих выбросов заботит многих, в том числе, исследователей. является приоритетом для фермеров, поскольку, помимо пользы для окружающей среды, сокращение выбросов метана может увеличить производство молока и рост животных.
«Образование метана - это энергонеэффективный процесс, поэтому сокращение производства метана возвращает эту энергию корове для использования в метаболических процессах, в том числе для улучшения темпов роста и производства молока», - поясняет Питта.
У коров и других жвачных животных метан вырабатывается в рубце или первом желудке, который, по сути, представляет собой точку микробного брожения, где находятся миллионы микробов, помогающих коровам расщеплять пищу. Во время этого процесса пищеварения микробы превращают клетчатку в различные химические вещества, включая метан, который коровы выделяют через отрыжку.
В настоящее время частым методом ограничения выбросов метана является кормление крупного рогатого скота ингибиторами метана, но мало что известно о том, как эти ингибиторы влияют на микробы в рубце. Предыдущие исследования показали, что синтетические ингибиторы метана могут сократить выбросы метана на 30%, а ингибиторы метана, полученные из морских водорослей, могут сократить выбросы на 60%, но могут мешать пищеварению животных.
Альтернативным подходом было бы разведение «антиметановых коров», поскольку коровы естественным образом различаются по количеству выделяемого ими метана, и предыдущие исследования показали, что эта вариация частично передается по наследству.
«Мы хотели выяснить, связаны ли какие-либо генетические компоненты хозяина или другие параметры хозяина, такие как микробиом, с коровами, которые производят меньше метана. Знание этих характеристик может позволить нам выборочно разводить крупный рогатый скот с низким уровнем выбросов метана», - говорит Питта.
Для этого команда проекта сначала идентифицировала пять коров с низким выбросом метана и пять коров с высоким выбросом метана из стада из 130 лактирующих голштинских коров на ферме, а потом охарактеризовали различия между животными с низкими и высокими уровнями выбросов с точки зрения их генетики, производства молока, ферментации рубца и микробиомов рубца.
В среднем животные с низким уровнем выбросов производили примерно на 22% меньше метана, чем животные с высоким уровнем выбросов, и были выявлены существенные различия в микробах рубца и характере ферментации. У коров с низким уровнем выделения метана в рубце содержалось меньше типов микробов, и их микробы с меньшей вероятностью были производителями метана или «метаногенами».
Коровы с низким уровнем выбросов метана также, как правило, имели меньший рост, чем коровы с высоким уровнем выбросов. Хотя связь между размером тела и выбросами метана может быть неочевидна, ученые предположили, что в основном она сводится к размеру желудка и обороту пищи в рубце.
«Между хозяином и микробиомом существует некоторая взаимосвязь с точки зрения того, управляет ли хозяин микробиомом или микробиом управляет хозяином. У более мелких коров рубец меньше, а это значит, что они могут съесть меньше пищи в данный момент времени. Это означает, что пища быстрее проходит через кишечник, и этот более быстрый темп менее благоприятен для видов микробов, которые производят метан», - отмечает Питта.
Теперь исследователи ищут способы как селективно разводить молочных коров, чтобы у них был эффективный микробиом. В перспективе объединить селекцию с другими стратегиями управления, например, скармливания синтетических или водорослевых ингибиторов метана коровам с низким уровнем выбросов метана.
(Источник: University of Pennsylvania).
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.