Ганс Мелеман | Getty Images
Утро на скотном дворе невыносимо жаркое, даже в тени длинной постройки под открытым небом, куда приходят коровы. На типичной ферме они собираются вокруг кормушки, но здесь, в Калифорнийском университете в Дэвисе, они едят из специальных синих контейнеров, которые определяют, когда и сколько каждый ест. Это как Weight Watchers, только исследователей здесь не столько интересуют цифры этих коров, сколько то, насколько они отрыгивают.
Зоотехник Фрэнк Митлоэнер приводит меня к другому типу кормушки, которую легко можно принять за миниатюрную измельчительную машину для древесины. Он берет пригоршню гранул люцерны, которую машина выдает, когда обнаруживает, что корова просунула голову. «Для них это как леденец», – говорит Митлоэнер. Я сую голову в машину, и Митлёнер указывает на небольшую металлическую трубку внутри: «Этот зонд измеряет метан, который они выдыхают, и это происходит каждые три часа для всех животных в этом исследовании».
Понимаете, у коров серьезные проблемы с выбросами. Их кавернозные желудки действуют как бродильные чаны, чтобы переваривать твердый растительный материал. Они изобилуют метаногенами, микробами, которые перерабатывают целлюлозу с образованием летучих жирных кислот, которые коровы превращают в мясо и молоко. Но эти метаногены также производят метан, особенно неприятный парниковый газ, который в 80 раз сильнее углекислого газа, благодаря тому, как его молекулы вибрируют, поглощая инфракрасное излучение. Эти газы улавливают тепло, а это означает еще большее глобальное потепление.
«Метан – это побочный продукт – я бы сказал, непреднамеренное последствие – уникальной способности жвачных животных переваривать целлюлозу», – говорит Митлоэнер. Но то, что коровы могут есть, не означает, что им это легко. Поскольку растения, которые едят коровы, бедны с точки зрения питания, животные должны есть много пищи, чтобы выжить, и периодически приносить ее обратно из своих четырех желудков, чтобы снова пережевывать ее – это «жевание жвачки». Это приводит к непрекращающейся отрыжке или, как ее называют ученые, кишечной эмиссии.
Теперь умножьте эту отрыжку на огромное поголовье крупного рогатого скота в мире. Чтобы удовлетворить безудержный аппетит человечества к говядине и молоку, миллиард голов крупного рогатого скота теперь бродят по планете. Статья опубликована в сентябре в журнале Природа Еда Международная группа исследователей обнаружила, что глобальная пищевая система генерирует ошеломляющие 35 процентов от общего объема выбросов парниковых газов. На говядину приходится четверть этих пищевых выбросов, а еще 8 процентов приходится на производство молока.
Однако метан существует в атмосфере всего около десяти лет, в то время как углекислый газ сохраняется веками. Если ученые смогут выяснить, как заставить коров перестать так сильно отрыгивать, это значительно снизит выбросы, и мы увидим климатические последствия почти сразу. Итак, Митлоенер и другие исследователи экспериментируют с пищевыми добавками, такими как морские водоросли, чеснок, и даже с эфирными маслами, полученными из растений, таких как семена кориандра, которые по-разному влияют на среду кишечника животных, например, разрушая ферменты, производящие метан. Они также экспериментируют с biochar – по сути, древесным углем – который впитывает метан в кишечнике.
Вот почему Митлоэнер идет на все, чтобы количественно оценить рацион своих коров: с помощью высокотехнологичных кормушек и детекторов метана, дозирующих закуски, он может показать, насколько хорошо тот или иной метод может снизить кишечные выбросы. «Мы обнаружили, что в зависимости от того, с какой добавкой вы имеете дело, мы можем сократить кишечные выбросы на 10–50 процентов, и это сенсация», – говорит Митлоэнер.
Ранее в этом году команда, возглавляемая его коллегой из Калифорнийского университета в Дэвисе, зоотехником Эрмиасом Кебреабом, опубликовала исследование, показывающее, что с добавлением морских водорослей количество газов сокращается до 82 процентов. Но исследования ученых, тестирующих другие добавки, показали более низкую степень эффективности. Исследование, проведенное в 2019 году Университетом Вагенингена и Research, которое изучало органическое соединение 3-нитрооксипропано, или 3-NOP, показало его снижение до 50 процентов. Исследователи из Великобритании и Швейцарии обнаружили, что смесь эфирных масел Аголин снижает выработку метана всего на 6 процентов. В Новой Зеландии танины у коров снизились на 13 процентов.
И концепция выпуска кормовой добавки для миллиарда коров в мире сталкивается с некоторыми логистическими проблемами. «Правда в том, что преимущества морских водорослей, вероятно, гораздо более ограничены, как по их способности сокращать выбросы метана коровами, так и по их способности масштабироваться до размера проблемы», – писали ранее исследователи Мэтью Хайек и Ян Дуткевич в WIRED. год. Они отметили, что коровы производят больше всего метана, когда пасутся на пастбище, поедая всю эту траву – трудно перевариваемый материал. Вот где большая часть крупного рогатого скота проводит большую часть своей жизни; они живут на откормочных площадках, где было бы легко добавить добавки в их рацион, только в последние месяцы их откорма для убоя. Исследователи подсчитали, что коровы отрыгивают только 11 процентов метана в течение этих месяцев на откормочных площадках.
Это проблема, признает Митлоэнер. «Задача будет заключаться в том, чтобы передать их скоту на свободном выгуле, которого не кормят по кормушке», – говорит он. «Одним из способов может быть солонка или питьевая вода. Также продолжается работа по введению этих активных ингредиентов в болюс с медленным высвобождением, который будет помещен в желудочную систему коровы ».
Он также хочет избежать побочных эффектов. «Чем выше вы поднимаетесь со своим [emissions] сокращение, тем больше вероятность того, что вы столкнетесь с непредвиденными последствиями », – говорит он. Например, исследователи должны отслеживать вес животных, чтобы убедиться, что добавка не влияет на рост. Они также должны учитывать вкусовые качества – может быть, коровам не нравится, что их еда по вкусу напоминает чеснок. Или у животного может быть меньше отрыжки, но их молоко может получиться странным на вкус. «Мы должны выяснить, что такое золотая середина», – говорит он.
