Bąki owiec: wełna, metan i klimatyczna zagadka
Owce to łagodne roślinożercy, które odgrywają nieproporcjonalnie wielką rolę w bilansie gazów cieplarnianych planety. Ich czterokomorowy żołądek zamienia trawę w energię — i w metan, gaz o wiele silniejszy niż dwutlenek węgla. Dziś naukowcy hodują owce, które mniej beknają i puszczają bąki, zmieniając skromną owcę w nieoczekiwaną bohaterkę klimatu.
Czy owce naprawdę puszczają bąki? Bekanie kontra bąki u przeżuwaczy
Owce są przeżuwaczami: trawią włókniste rośliny w czterokomorowym żołądku, w którym dominuje żwacz — ogromna kadź fermentacyjna pełna drobnoustrojów. Gdy bakterie, pierwotniaki i wyspecjalizowane archeony rozkładają celulozę, uwalniają wodór i dwutlenek węgla, które wytwarzające metan drobnoustroje zwane metanogenami łączą w metan. Zaskakująca prawda jest taka, że większość tego metanu opuszcza zwierzę nie od tyłu, lecz przez pysk: około 90 do 95 procent jest odbijane w procesie zwanym eruktacją. Prawdziwe wzdęcia — gaz wydalany z jelita grubego — stanowią jedynie niewielki ułamek, powstający podczas drugiej fermentacji w jelicie grubym. Choć więc owce z pewnością puszczają bąki, ich reputacja maszyn do produkcji metanu opiera się w przeważającej mierze na bekaniu. Obie drogi uwalniają jednak ten sam ocieplający klimat gaz, dlatego badacze mierzą całkowitą produkcję metanu owcy, a nie roztrząsają, którym końcem on wychodzi.
Owce a światowy budżet metanu
Na Ziemi żyje ponad miliard owiec i razem stanowią one istotne źródło metanu rolniczego. Pojedyncza dorosła owca wytwarza rocznie mniej więcej od ośmiu do dwunastu kilogramów metanu — znacznie mniej niż osiemdziesiąt do stu dwudziestu kilogramów krowy mlecznej, ale pomnożone przez ogromne stada daje w sumie sporo. W krajach pasterskich rachunek robi się uderzający: Nowa Zelandia ma około pięciu owiec na mieszkańca, a rolnictwo odpowiada za niemal połowę emisji gazów cieplarnianych kraju, przy czym metan jelitowy to największa pojedyncza część. Metan jest gazem krótkotrwałym, lecz potężnym, zatrzymującym w ciągu stulecia około dwadzieścia osiem razy więcej ciepła niż dwutlenek węgla, a w krótszych okresach znacznie więcej. Ponieważ rozkłada się w ciągu mniej więcej dekady, ograniczanie metanu z hodowli to jedna z najszybszych dostępnych dźwigni spowalniających krótkoterminowe ocieplenie.
Hodowla owiec o niskiej emisji: nowozelandzki eksperyment
Jednym z najbardziej obiecujących odkryć jest to, że produkcja metanu jest częściowo dziedziczna. Badacze z nowozelandzkiego AgResearch zmierzyli tysiące owiec w szczelnych komorach oddechowych i stwierdzili, że niektóre zwierzęta konsekwentnie emitują znacznie mniej metanu niż inne przy tej samej paszy — cecha przekazywana potomstwu. Selekcjonując barany o niskiej emisji, naukowcy uzyskali stada o wymiernie zmniejszonej wydajności metanowej, nie szkodząc wzrostowi, wełnie ani płodności. Owce niskometanowe mają zwykle mniejsze żwacze, które szybciej przepuszczają paszę, przesuwając równowagę mikrobiologiczną z dala od metanogenów. Poza genetyką dramatyczne efekty dają dodatki paszowe: czerwona alga Asparagopsis oraz syntetyczny związek 3-nitrooksypropanol potrafią znacznie obniżyć metan, hamując enzym, od którego zależą metanogeny. Aktywnie opracowywane są też eksperymentalne szczepionki przeciw metanowi.
Wełna, trawienie i mikrobiom jelitowy owcy
Metanowy podpis owcy zapisany jest w jej mikrobiomie jelitowym — społeczności bakterii, pierwotniaków, grzybów i archeonów żyjących w żwaczu. Dieta głęboko kształtuje ten ekosystem: soczysta wiosenna trawa, suche siano, koniczyna i ziarno karmią różne drobnoustroje i dają różne ilości gazu. Pasze łatwostrawne i bogate w energię wytwarzają na ogół mniej metanu na jednostkę wartości odżywczej, podczas gdy szorstkie, włókniste pasze objętościowe produkują go więcej. Mierzenie tych emisji to nauka sama w sobie. Komory oddechowe stanowią złoty standard, zamykając zwierzę tak, by uchwycić każdy wydech, natomiast przenośne urządzenia GreenFeed i technika znacznika z sześciofluorkiem siarki pozwalają szacować metan wypasanych owiec w terenie. Zrozumienie, jak okryte wełną przeżuwacze zamieniają skromne pastwisko w energię — i gaz — pomaga hodowcom karmić stada wydajniej, zmniejszając ich klimatyczny ślad.
Czy wiesz, że...?
- Około 90-95% metanu owcy jest wybekiwane przez pysk, a nie wydalane jako wzdęcie.
- Pojedyncza owca wytwarza rocznie mniej więcej 8-12 kilogramów metanu.
- Nowa Zelandia hoduje owce niskometanowe od lat 2000., mierząc poszczególne zwierzęta w szczelnych komorach oddechowych.
- Czerwona alga Asparagopsis potrafi zmniejszyć emisję metanu przeżuwacza o ponad połowę, gdy doda się ją do paszy w maleńkich ilościach.
Ciekawostka
Naukowcy odkryli kiedyś, że niektóre owce są z natury 'niskoemisyjne', z mniejszymi żwaczami — a te ekologiczne owce mogą przekazywać tę cechę swoim jagniętom, co oznacza, że można dosłownie wyhodować stado, które mniej puszcza bąki i beka.
Źródła
- Pinares-Patiño, C. et al., Heritability estimates of methane emissions from sheep, Animal, 2013
- Rowe, S. et al., Selection for divergent methane yield in New Zealand sheep, Proceedings of the Association for the Advancement of Animal Breeding and Genetics, 2019
- Roque, B. et al., Effect of Asparagopsis taxiformis on ruminant methane production, PLOS ONE, 2021
- New Zealand Agricultural Greenhouse Gas Research Centre, Reducing livestock methane emissions, 2022
- IPCC, Sixth Assessment Report, Working Group III, Agriculture Chapter, 2022