Pierdy kangurów: torbacze o niskiej emisji metanu
Kangury stały się naukowymi celebrytami, gdy badacze odkryli, że ich trawienie uwalnia znacznie mniej metanu niż trawienie krów i owiec. Wyjaśnienie tego zjawiska to fascynująca opowieść o mikrobach jelitowych, nauce o klimacie i kilku obalonych mitach.
Metanowa zagadka australijskiego buszu
Podobnie jak bydło i owce, kangury są fermentatorami przedżołądkowymi: polegają na dużej komorze pełnej mikrobów, które rozkładają twarde, włókniste rośliny, zanim trawienie potoczy się dalej. U przeżuwaczy ta fermentacja wytwarza ogromne ilości metanu, silnego gazu cieplarnianego, odbijanego i wydalanego przez miliardy zwierząt hodowlanych na całym świecie. Przez dziesięciolecia naukowcy zauważali u kangurów coś osobliwego: mimo podobnej, trawiastej diety wydawały się uwalniać zaskakująco mało metanu. Ta obserwacja uczyniła ze skromnego torbacza nieoczekiwaną ikonę badań nad klimatem. Jeśli kangury potrafią wydajnie fermentować rośliny bez produkowania tak dużej ilości metanu, zrozumienie chemii ich trawienia mogłoby podpowiedzieć, jak zmniejszyć emisje z rolnictwa. Zagadka ta uruchomiła falę badań nad tym, co dokładnie żyje w jelitach kangura i czym różni się to od jelit krowy.
Fermentatory przedżołądkowe bez metanu
Sekret tkwi we wspólnocie mikrobów w przedżołądku kangura. U bydła archeony zwane metanogenami zużywają wodór powstający podczas fermentacji i przekształcają go w metan. Kangury natomiast goszczą inną równowagę mikrobów, zdominowaną przez bakterie takie jak Succinivibrio i inne acetogeny. Zamiast kierować wodór ku metanowi, te mikroby preferują proces zwany acetogenezą redukcyjną, w którym wodór i dwutlenek węgla łączą się, tworząc octan, użyteczny kwas tłuszczowy, który zwierzę może wchłonąć jako energię. W rezultacie powstaje układ fermentacji, który pozbywa się wodoru bez wytwarzania dużych ilości metanu, a jednocześnie wydobywa więcej składników odżywczych z tego samego kęsa trawy. Ta elegancka mikrobowa alternatywa pomaga wyjaśnić, dlaczego kangury dobrze radzą sobie na ubogiej australijskiej roślinności, zachowując stosunkowo skromny ślad metanowy.
Co naprawdę pokazały badania
Początkowy entuzjazm sugerował, że kangury niemal w ogóle nie produkują metanu, lecz staranne pomiary opowiedziały bardziej zniuansowaną historię. W szeroko cytowanym badaniu z 2015 roku umieszczono kangury w komorach oddechowych i bezpośrednio zmierzono emisję gazów. Zwierzęta rzeczywiście wytwarzały metan, tyle że znacznie mniej na jednostkę pokarmu niż bydło czy owce. Ich emisje były z grubsza porównywalne z emisjami nieprzeżuwających roślinożerców, takich jak konie, a wydajność metanu wręcz spadała względem spożycia, gdy zwierzęta jadły więcej. Innymi słowy, kangury nie są magicznymi maszynami o zerowej emisji metanu, ale są naprawdę niskoemisyjne. Wyniki ostudziły część początkowego entuzjazmu, potwierdzając zarazem kluczowy wniosek: trawienie torbaczy faktycznie trzyma metan w ryzach w sposób, na jaki jelita przeżuwaczy po prostu nie potrafią.
Czy jelitowe mikroby kangura mogą walczyć z klimatem?
Kuszące pytanie brzmi, czy bakterie jelitowe kangura można by przeszczepić zwierzętom hodowlanym, aby ograniczyć metan rolniczy, który odpowiada za znaczną część emisji pochodzenia ludzkiego. Badacze, w tym zespoły w Australii, wyizolowali bakterie acetogenne z kangurów i walabii w nadziei na zasiedlenie nimi żwacza bydła. W praktyce okazało się to trudne: istniejący już ekosystem mikrobów krowy zwykle wypiera przybyszów, a metanogeny szybko odzyskują pozycję. Mimo to biochemia kangura wciąż inspiruje alternatywne strategie, od dodatków paszowych takich jak wodorosty i 3-NOP, które hamują metanogeny, po selektywną hodowlę zwierząt o niskiej emisji. Choć być może nigdy po prostu nie damy krowom „jelita kangura”, badanie tych torbaczy pogłębiło zrozumienie, jak odwracać wodór od metanu, co stanowi kluczową dźwignię w dążeniu do bardziej zrównoważonej produkcji żywności.
Czy wiesz, że?
- Kangury są fermentatorami przedżołądkowymi, podobnie jak krowy, lecz chemia ich jelit obchodzi się z wodorem zupełnie inaczej.
- Bakterie takie jak Succinivibrio pomagają kangurom przekształcać wodór w octan zamiast w metan.
- Badanie z 2015 roku wykazało, że kangury jednak emitują metan, ale na poziomie bliższym koniom niż bydłu.
- Naukowcy próbowali, z ograniczonym powodzeniem, przenieść jelitowe mikroby kangura do bydła, aby ograniczyć emisje.
Ciekawostka
Australia na poły poważnie rozważała pomysł hodowania większej liczby kangurów dla mięsa o niskiej emisji metanu, co umieściło trawienie torbaczy w centrum krajowej agendy klimatycznej.
Źródła
- Vendl, C. et al., 'Decreasing methane yield with increasing food intake keeps daily methane emissions constant in two foregut fermenting marsupials', Journal of Experimental Biology, 2015
- Pope, P. B. et al., 'Isolation of Succinivibrionaceae implicated in low methane emissions from Tammar wallabies', Science, 2011