Как красная водоросль снижает выбросы метана от коров

Метан — второй по значимости фактор потепления климата после CO2. Один из его главных источников — выбросы от крупного рогатого скота, в частности, отрыжка коров.

Фермеры добавляют различные водоросли в рацион коров как источник белка, ненасыщенных жиров и других полезных веществ. Исследование 2016 года в Австралии показало, что кормление овец красной водорослью Asparagopsis taxiformis (AT) снижает выбросы метана на 80%.

Чтобы понять, как именно водоросль действует, учёные из Лаборатории сельскохозяйственных систем и микробной геномики (ASMG lab) Университета Пенсильвании и Университета штата Пенсильвания изучили её влияние на микробиом рубца (отдела желудка коровы). Результаты опубликованы в журнале mBio.

Ход исследования

20 коров случайным образом разделили на 4 группы:

  • Высокая доза AT
  • Низкая доза AT
  • Орегано (также ингибирует образование метана)
  • Контрольная группа

Животных ротировали между группами в течение четырёх периодов по 28 дней.

Результаты

  • Высокая доза водоросли подавляла выбросы метана на 55% в первые два периода, но эффект был недолгим и снижался к третьему и четвёртому периоду.
  • В первые периоды водоросль почти полностью уничтожила в рубце микроб Methanosphaera, который использует водород для восстановления метанола в метан. Это указывает на его большую роль в образовании метана, чем считалось ранее.
  • Однако популяция Methanosphaera резко возросла в поздние периоды, так как микроб не смог инактивировать бромоформ — вещество в водорослях, подавляющее образование метана.
  • Активность ферментов, участвующих в метаногенезе (процессе производства метана), у коров, получавших AT, была снижена по сравнению с контрольной группой.
  • Неожиданным прямым эффектом стало значительное увеличение бактерий, производящих бутират — короткоцепочечную жирную кислоту, служащую источником энергии для коров.

Значение и дальнейшие исследования

Это одно из первых исследований, детально изучающих, как формируется метан в рубце и как различные стратегии смягчения воздействия меняют микробные пути. Важно сохранить здоровье микробиома и продуктивность животных при снижении выбросов метана.

Лаборатория ASMG сейчас работает над комбинированием стратегий, например, тестирует водоросль в рационе коров, идентифицированных как высокие или низкие эмитенты метана. Также изучаются разные дозы водорослей в метаногенных культурах для точного определения концентраций, необходимых для подавления метаногенеза.