Metan jest drugim co do wpływu na klimat gazem cieplarnianym i ogrzewa atmosferę około 30 razy silniej niż dwutlenek węgla. Uważa się, że ponad połowa metanu uwalnianego do atmosfery pochodzi z sektora rolnego, a największy udział mają przeżuwacze, takie jak bydło i kozy. Ponadto proces wytwarzania metanu pochłania aż 10 proc. energii zwierzęcia.

Jak wykazali naukowcy z Washington State University (WSU), odchody małych kangurów mogą pomóc w rozwiązaniu problemu metanu.

Kultura drobnoustrojów wyhodowana z odchodów młodego kangura hamowała produkcję metanu w symulatorze żołądka krowy. Zamiast powodującego globalne ocieplenie (i wzdęcia) metanu powstawał kwas octowy, który wspomaga wzrost mięśni u bydła.

„Emisja metanu przez krowy to główne źródło gazów cieplarnianych, a jednocześnie ludzie lubią jeść czerwone mięso – powiedziała Birgitte Ahring, autorka artykułu i profesor WSU. - Musimy znaleźć sposób na złagodzenie tego problemu”.

Naukowcy próbowali wcześniej zmieniać dietę krów, a także podawać im chemiczne inhibitory, aby zatrzymać produkcję metanu, ale bakterie wytwarzające metan szybko stają się odporne na chemikalia. Próbowali również opracować szczepionki, ale mikrobiom krowy zależy od tego, gdzie ona je, a na całym świecie jest o wiele za dużo odmian bakterii wytwarzających metan. Interwencje mogą również negatywnie wpływać na procesy biologiczne zwierząt.

Naukowcy z WSU badają fermentację i procesy beztlenowe i wcześniej zaprojektowali sztuczny żwacz, największy przedział żołądkowy występujący u przeżuwaczy, aby symulować trawienie krów. Dzięki wielu enzymom, które są w stanie rozkładać naturalne materiały, żwacze mają „niesamowite zdolności” – powiedziała Ahring, która jest także profesorem w Gene and Linda Voiland School of Chemical Engineering and Bioengineering oraz w Biological System Engineering.

Ahring dowiedziała się, że kangury mają w jelicie przednim bakterie wytwarzające kwas octowy zamiast metanu. Jej uczniowie wyśledzili kilka kangurów, pobrali próbki i zaobserwowali, że wyspecjalizowany proces produkcji kwasu octowego zachodzi tylko u młodych, a nie u dorosłych kangurów. Nie mogąc oddzielić konkretnych bakterii, które mogą wytwarzać kwas octowy, naukowcy wykorzystali stabilną mieszaną kulturę uzyskaną z kału małego kangura.

Po wstępnej redukcji bakterii wytwarzających metan w ich reaktorze za pomocą specjalistycznej substancji chemicznej, bakterie kwasu octowego były w stanie zastąpić drobnoustroje wytwarzające metan przez kilka miesięcy.

Na razie naukowcy przetestowali swój system w symulowanym żwaczu, w przyszłości planują próby na prawdziwych krowach.

Więcej w publikacji: DOI 10.1016/j.bcab.2022.102526 (PAP)

Autor: Paweł Wernicki

pmw/ agt/