Bąki reniferów: arktyczne przeżuwacze, porosty i metan
Renifery to o wiele więcej niż zaprzęg Świętego Mikołaja. Jako przeżuwacze przystosowane do surowej Arktyki są żywymi kadziami fermentacyjnymi, których gazy trawienne odgrywają zaskakującą rolę w obiegu węgla dalekiej północy.
Czterokomorowa fabryka gazu
Renifery, podobnie jak bydło i owce, są przeżuwaczami, których żołądek dzieli się na cztery komory: żwacz, czepiec, księgi i trawieniec. Żwacz to ogromna komora fermentacyjna, w której miliardy bakterii, pierwotniaków i grzybów rozkładają twarde włókno roślinne, którego samo zwierzę nie potrafi strawić. Ta wspólnota drobnoustrojów uwalnia kwasy tłuszczowe, które renifer wchłania jako energię, ale wytwarza też duże ilości gazu, przede wszystkim dwutlenku węgla i metanu. Wyspecjalizowane mikroby, archeony metanogenne, łączą wodór i dwutlenek węgla pozostałe po fermentacji, zamieniając je w metan. Renifer zwraca częściowo sfermentowany pokarm, żuje go ponownie jako miazgę i znów połyka, utrzymując cały układ w ruchu. W rezultacie powstaje nieprzerwany strumień gazu trawiennego, który trzeba wypuścić, co czyni skromnego renifera prawdziwym, choć niewielkim, producentem metanu tundry.
Porosty: zimowe paliwo kształtujące gaz
Tym, co odróżnia renifery od większości zwierząt hodowlanych, jest zimowa dieta. Gdy śnieg zasypuje trawy i krzewy, renifery przekopują się przez niego, by dotrzeć do porostów, zwłaszcza do bladej, rozgałęzionej „chrobotka reniferowego” (gatunki z rodzaju Cladonia). Porost to niezwykły pokarm: bogaty w łatwo fermentujące węglowodany, ale bardzo ubogi w białko, a renifery mają mikroby jelitowe i enzymy, takie jak lichenaza, które pozwalają im go wykorzystać tam, gdzie inne roślinożerne padłyby z głodu. Ta charakterystyczna dieta przekształca fermentację w żwaczu i zmienia ilość wytwarzanego metanu w porównaniu z latem, gdy zwierzęta przechodzą na bogate w białko trawy, turzyce, grzyby i liście. Sezonowe zmiany mikrobiomu sprawiają więc, że emisja gazu nie jest stała, lecz rośnie i maleje w ciągu arktycznego roku, podążając za tym, co oferuje zmrożony krajobraz.
Metan reniferów a klimat arktyczny
Metan to silny gaz cieplarniany, który w krótkim okresie zatrzymuje na cząsteczkę znacznie więcej ciepła niż dwutlenek węgla, dlatego naukowcy badający ocieplenie Arktyki zwracają uwagę na każde źródło. Pojedynczy renifer emituje znacznie mniej metanu niż krowa mleczna, bo jest mniejszy i mniej je, ale wokół półkuli północnej żyją miliony dzikich i półudomowionych reniferów oraz karibu. Badacze w Norwegii, Szwecji i Finlandii mierzyli emisję metanu reniferów, by ująć te zwierzęta w regionalnych bilansach gazów cieplarnianych. Liczby mają znaczenie, ponieważ Arktyka ociepla się kilka razy szybciej niż średnia światowa, a zrozumienie każdego wkładu, od topniejącej wiecznej zmarzliny po wypasane stada, pomaga modelować przyszłość regionu. Emisje reniferów są niewielkie w porównaniu ze źródłami przemysłowymi, ale pozostają realną, mierzalną nicią w splątanej węglowej opowieści tundry.
Beknięcia, bąki i uparty mit
Kuszące jest obarczanie bąków reniferów winą za ich udział w efekcie cieplarnianym, lecz prawda jest mniej nieprzyzwoita. U przeżuwaczy przytłaczająca większość metanu, często szacowana na ponad dziewięćdziesiąt procent, opuszcza ciało przez pysk w postaci beknięć, czyli odbijania, a nie drugim końcem. Gaz powstający w żwaczu unosi się i zostaje uwolniony, gdy zwierzę przeżuwa, więc klimatyczny ślad renifera jest głównie odbijany, a nie wypuszczany jako bąk. Prawdziwe bąki też się zdarzają, powstają z fermentacji dalej w jelicie, ale to droga poboczna. Renifery są wypasane od tysięcy lat przez ludy arktyczne, takie jak Saamowie, którzy znają te zwierzęta doskonale, a współczesna nauka jedynie dodała szczegółów do tej dawnej relacji, ujawniając pracowity, pełen gazu mikrobowy silnik buczący wewnątrz każdego renifera.
Czy wiesz, że...?
- U przeżuwaczy takich jak renifery ponad dziewięćdziesiąt procent metanu uwalnia się przez beknięcia, a nie bąki.
- Renifery przeżywają zimę na porostach — pokarmie tak ubogim w białko, że większość roślinożerców padłaby na nim z głodu.
- Metanogeny, mikroby wytwarzające metan w jelicie renifera, to archeony — odrębna domena życia, różna od zwykłych bakterii.
- Emisja metanu renifera zmienia się z porami roku, gdy jego mikroby jelitowe przełączają się między zimowym porostem a letnią zielenią.
Ciekawostka
„Chrobotek reniferowy”, który żywi renifera przez arktyczną zimę, wcale nie jest mchem, lecz porostem — związkiem grzyba i glonu — a to fermentujące go mikroby ostatecznie zamieniają ten dziwny pokarm w gaz.
Źródła
- Storeheier et al., Nutritive value of terricolous lichens for reindeer in winter, The Lichenologist, 2002
- Hansen et al., Methane emissions from reindeer and their role in Arctic greenhouse-gas budgets, Rangifer / Polar Research, 2010
- Aagnes, Sørmo & Mathiesen, Ruminal microbial digestion in free-living reindeer, Applied and Environmental Microbiology, 1995