Čo sa deje v bachore hovädzieho dobytka? University of Illinois vedie projekt na zníženie produkcie metánu v dôsledku fermentácie v bachore hovädzieho dobytka.
Kým sa rútime k rozhodujúcim bodom zvratu na otepľujúcej sa planéte, medzinárodný tím vedcov verbuje prekvapivého spojenca, ktorý urobí silný prielom v emisiách skleníkových plynov: kravu.
Vedci zaoberajúci sa zvieratami z University of Illinois Urbana-Champaign vedú nový projekt na zníženie produkcie metánu v dôsledku fermentácie v bachore hovädzieho dobytka. 3-ročný projekt v hodnote 3,2 milióna dolárov je súčasťou iniciatívy Greener Cattle, ktorú vedie Nadácia pre výskum potravín a poľnohospodárstva (Foundation for Food and Agriculture Research - FFAR).
Podľa vedcov by agresívne zacielenie na metán mohlo pomôcť korigovať našu klimatickú trajektóriu rýchlejšie ako kontrola samotného oxidu uhličitého (CO2). Metán je 28-krát účinnejší ako CO2 a degraduje v atmosfére v priebehu tucta rokov, v porovnaní so stovkami rokov, ktoré potrebuje na rozptýlenie CO2.
„To znamená, že čokoľvek, čo teraz robíme s prežúvavcami, môže mať obrovský vplyv na otepľovanie v priebehu desaťročí, a nie storočí. Našou výzvou je znížiť enterické emisie metánu o približne 30 až 40 % pomocou technológií, ktoré máme,“ povedal vedúci projektu Rod Mackie, profesor na Katedre vied o zvieratách, ktorá je súčasťou Vysokej školy poľnohospodárskych, spotrebiteľských a environmentálnych vied (College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences - ACES) na U. of I.
Projekt zahŕňa šesť výskumných centier po celom svete. Všetky riešia problém enterického metánu, ktorý vzniká v bachore ako súčasť procesu mikrobiálnej fermentácie. Mackie spolu s profesorom živočíšnych vied z Illinois Joshom McCannom začnú sledovaním produkcie a využitia vodíka počas fermentácie.
Kľúčovým krokom v procese fermentácie je regenerácia vysokoenergetickej nosnej molekuly známej ako NADH. Aby mikróby pokračovali vo výrobe energie počas glykolýzy, NADH musí vypustiť svoj vodík – H v NADH – a počkať, kým ho nahradí recyklovaný vodík z rozkladu uhľohydrátov a iných fermentovateľných organických látok obsiahnutých v strave. Normálne sa prebytok vodíka z NADH používa na premenu CO2 na metán, molekulu pozostávajúcu z jedného uhlíka a štyroch atómov vodíka. Výskumný tím si však myslí, že môžu existovať spôsoby, ako presmerovať prebytočné vodíky smerom k produktívnejším konečným produktom.
„Pri anaeróbnej fermentácii v bachore musíte mať nejaký spôsob recyklácie vodíka prostredníctvom premeny NADH na NAD. V tomto procese väčšina prebytočného vodíka smeruje k metánu. Ak zastavíte produkciu metánu, vodík sa hromadí a brzdí glykolýzu,“ povedal Mackie. „Nechceme, aby sa to stalo. Namiesto toho chceme presmerovať vodík do iných produktov, ako sú propionát a butyrát, redukované mastné kyseliny, ktoré slúžia ako primárny zdroj energie pre všetky prežúvavce.“
McCann dodal: „Existuje veľa skupín, ktoré pracujú na inhibícii metánu priamo pomocou diétnych prísad. Zameriavame sa na to, aby sme zistili, ako to vlastne pri zvieratách funguje a ako ho robíme energeticky realizovateľnejším. To bol naozaj chýbajúci kúsok. Ak kravy nedokážu metabolizovať prebytočné vodíky na produktívny úžitok a na zlepšenie rastu, bude naďalej existovať obmedzené prijímanie stratégií alebo prísad na znižovanie metánu. Neexistuje žiadny ekonomický stimul."
Tím začne podrobným pohľadom na výrobu a využitie vodíka v laboratóriu. Vezmú bachorové mikrobiálne spoločenstvá z hovädzieho dobytka, ktorý prirodzene produkuje viac alebo menej metánu, aby preskúmali potenciálne úpravy, ktoré môžu urobiť v systéme so sľubnými inhibítormi. Neskôr prinesú svoje zistenia späť do kráv.
„Väčšina grantu je zameraná na základnú a mechanickú stránku, ale keď vytvoríme niečo, čo by mohlo fungovať v mikrobiálnej komunite, stále to musí fungovať pri zvieratách," povedal McCann. „Máme komplikujúce faktory, ako sú zložky stravy a koľko chcú jesť.“ Nehovoriac o tom, že dojnice a mäsový dobytok aj dojčiace kravy konzumujú rôzne veci, takže ploštice v bachore fungujú inak. Takže ak použijeme inhibítor metánu na komunitu mliečnych mikroorganizmov, možno budeme musieť pristupovať k zachytávaniu vodíka trochu inak ako v komunite hovädzieho bachora.“
Mackie povedal, že projekt je začiatkom dlhodobejšieho úsilia o nájdenie enterických metánových riešení. Ale cieľom je do troch rokov odporučiť konkrétne množstvá inhibítorov, ktoré nebránia alebo dokonca nezlepšujú výkonnosť výroby. „Chceli by sme, aby prežúvavce zachránili planétu do 10 rokov," povedal Mackie. „To by bolo úžasné.“
Medzi inštitúcie zapojené do projektu patrí University of Illinois Urbana-Champaign ako vedúca projektu; Grasslands Research Centre, AgResearch, Nový Zéland; University of Alberta; Lethbridge Research and Development Centre, Agriculture and Agi-Food Canada; Nórska univerzita prírodných vied; Queen’s University Belfast, Severné Írsko; Ben-Gurionova univerzita v Negeve, Izrael; a ProAgni, Austrália.
Z thecattlesite preložila a upravila Ing. Martina Gondeková, PhD., NPPC-VÚŽV Nitra
