Внешне коровы – это неторопливые животные, неспешно щиплющие травку, однако внутри у них постоянно работает сложная пищеварительная система, которая превращает траву в сложные углеводы, необходимые коровам для жизни. Побочным продуктом этого процесса является метан – один из самых мощных парниковых газов на Земле.
Хотя метан задерживается в атмосфере на меньшее время, чем углерод, он очень эффективно улавливает тепло. По оценкам исследователей, около 25% метана поступает от коров.
Сокращение выбросов метана является основной целью экологов, работающих над смягчением последствий изменения климата, и новые исследования показали, что решение может крыться в генетическом коде коров.
Некоторые бактерии, живущие в организмах коров, более активно способствуют выработке метана, чем другие. Одно исследование показало, что многие метановые бактерии наследуются, из чего ученые сделали вывод, что если перейти к избирательному разведению коров без этого наследуемого признака, то можно вывести породу «экологически чистых» коров.
В 2012 году Европейский Союз поручил группе ученых изучить взаимосвязь между домашним скотом и выбросами метана. Свой исследовательский проект ученые назвали «Ruminomics» – от английского слова «ruminant», означающего подотряд жвачных животных. В свою очередь, слово «ruminant» образовано от «rumen» – рубец, первый отдел четырехкамерного желудка жвачных животных, где трава частично переваривается путем брожения, а затем переходит в остальные отделы желудка.
Именно в рубце начинается процесс производства метана. Бактерии ферментируют углероды и производят водород, а одноклеточные организмы, называемые археями, объединяют этот водород с углекислым газом, производя метан. 95% избыточного метана затем выбрасывается через отрыжку животных.
Ученые подозревали, что набор генов может иметь связь с производством метана, но было неясно, как работает эта система. Цель состояла в том, чтобы выявить связь между тремя составляющими: выбросами метана, микробиомом рубца и генами животного.
Для проведения исследования были разработаны специальные инструменты для сбора образцов жидкости из рубца, в которой ученые обнаружили простейших, грибы, бактерии, архей и ДНК. Также были взяты образцы дыхания для определения количества метана, которое отрыгивают коровы.
В результате ученым удалось выяснить, какие микробы передаются у коров из поколения в поколение, а также определить, какие микробы преобладают в организме коров, производящих меньше метана.
Таким образом, наука сделала первый шаг к изменениям, для практического выполнения которых потребуются годы. Однако до тех пор, пока фермеры полагаются на молочную промышленность, скорее всего, они не будут поддерживать идею разведения коров по признаку низкого уровня выбросов метана, поскольку сокращение выбросов не будет иметь для них прямых финансовых последствий.
Тем не менее, по словам исследователей, селективное разведение коров, выделяющих меньшее количество метана, уже началось, и никаких побочных эффектов выявлено пока что не было.
Вероника Кузьмина
Источник: National Geographic
Фото: National Geographic