Mořské řasy by mohly způsobit, že krávy říhají méně metanu a snižují jejich uhlíkový otisk kopyt

James Temple

V dřevěné stodole na okraji kampusu Kalifornské univerzity v Davisu se dobytek seřadí u vyhrazených krmných míst, aby si utrhl sousta vojtěškového sena.

Letos na jaře se několik těchto holštýnských dojnic zúčastnilo studie, která měla otestovat slibnou cestu ke snížení emisí metanu z hospodářských zvířat, což je obrovský zdroj skleníkových plynů způsobujících změnu klimatu. Vědci zjistili, že přidáním malého množství mořských řas do krmiva zvířat by mohli snížit produkci metanu u krav o téměř 60 %.

Živočišná výroba každoročně odčerpává skleníkové plyny s ekvivalentním oteplovacím efektem více než 7 gigatun oxidu uhličitého, zhruba stejný globální dopad jako dopravní průmysl. Téměř 40 % z toho vzniká při trávení: skot, kozy a ovce říhají a míjí metan, vysoce účinný, i když relativně krátkodobý skleníkový plyn.

Pokud by bylo možné snížení dosažené ve studii UC Davis aplikovat v celém celosvětovém živočišném průmyslu, odstranilo by to téměř 2 gigatuny těchto emisí ročně – přibližně čtvrtinu celkového znečištění klimatu v USA každý rok.

Ermias Kebreab, profesor vědy o zvířatech na UC Davis, který vede práci, se připravuje na provedení ambicióznější studie v nadcházejících měsících, která zhodnotí, zda menší množství silnější formy mořských řas může snížit emise metanu ještě více. Mezitím některé podniky začaly zkoumat, co by mohlo být těžší výzvou: rozšiřování v masovém měřítku.

Velmi, velmi vysoké redukce

Problémem je trávicí proces skotu a dalších přežvýkavců, známý jako enterická fermentace. Mikrobi ve svém trávicím traktu rozkládají a extrahují energii ze sacharidů ve vláknité trávě. Ale stejný proces také generuje vodík, kterým se živí samostatná sada mikroorganismů, produkujících metan.

Asi 95 % plynu uniká ústy a nosními dírkami, zatímco zbytek vystupuje opačným směrem.

Výzkumníci prozkoumali řadu potenciálních cest ke snížení emisí hospodářských zvířat, včetně selektivního chovu (některá zvířata jsou méně plynná než jiná), vakcín, přenosů mikrobiomů, různých doplňků stravy a účinnějších krmiv – to vše s různými výsledky, říká Dan Blaustein-Rejto , senior zemědělský analytik z Breakthrough Institute, výzkumného centra zaměřeného na technologická řešení problémů životního prostředí.

Ale za přístupem s mořskými řasami je rostoucí dynamika díky téměř šokujícím efektivním výsledkům v počátečních vědeckých studiích. V roce 2014 australští vědci nalezeno že nízké dávky červené řasy známé jako Asparagopsis taxiformis prakticky eliminoval produkci metanu v laboratorních experimentech. Polní zkoušky s živými ovcemi snížit emise až 80 %, zatímco experiment UC Davis, první na živém skotu, ukázal v průměru 58% snížení, když příbuzné mořské řasy tvořily 1 % jejich stravy.

Více mléka a masa

Kebreab vyrostl v Eritreji, východoafrické zemi na pobřeží Rudého moře, která se potýká s opakujícími se suchy a hladomory. Neustálý nedostatek mléka nebo masa ho inspiroval ke studiu dobytka v naději, že najde udržitelné způsoby, jak produkovat více obojího.

Profesor UC Davis Ermias Kebreab ručně krmí krávu na akademické půdě. James Temple

Kebreab poprvé začal zkoumat problém s metanem před více než deseti lety. Ale nedávná práce na mořských řasách byla částečně vyvolána přijetím zákona v Kalifornii v roce 2016, který požadoval snížení emisí metanu ve státě o 40%. To vytvořilo skutečný tlak na podniky, aby našly efektivní a cenově dostupné způsoby, jak toho dosáhnout, zejména mezi chovateli dobytka a mléka v Central Valley. Statut se zaměřuje především na související, ale menší problém snižování metanu z chlévské mrvy – pro který existuje některé dostupné prostředky k dosažení a měření pokroku . Snížení emisí z říhnutí krav by se však také započítávalo do splnění tohoto mandátu.

Jakmile SB-1383 Přišel online, úroveň zájmu výrazně vzrostla – a soustředí se v Kalifornii, říká Kebreab.

Jedním z negativních vedlejších účinků v počáteční studii UC Davis je, že dobytek snížil množství, které každý den konzumoval. To je velký problém, protože čím více krávy jedí, tím více mléka nebo masa produkují. Kebreab má podezření, že problém byl prostě chuť: mořské řasy jsou velmi slané. Vědci to nakonec smíchali s melasou, aby pomohli léku jít dolů.

Ale rozhodující je, že v počáteční studii použili formu mořských řas, která není tak účinná jako červené řasy používané v počátečních australských laboratorních experimentech. Kebreab má v úmyslu použít tento kmen v následné zkoušce a věří, že by mohl snížit více emisí i při nižší dávce.

V nadcházejících měsících bude Kebreab dohlížet na šestiměsíční experiment s 24 masným skotem. Plánuje pečlivě vyhodnotit, zda vliv na metan přetrvává na stejné úrovni po delší dobu, a také zda doplněk ovlivňuje zdraví, váhu a kvalitu masa.

Teoreticky, dokud dobytek nevnímá chuť (nebo si na ni nezvykne), mořské řasy by mu měly pomoci přibrat. Blokování produkce metanu by mělo znamenat, že více spotřebovaných sacharidů bude směřováno k budování tkáně. Pokud ano, farmáři by mohli vidět ekonomickou návratnost počátečních nákladů na tento doplněk – ačkoli to může nebo nemusí být nákladově nejefektivnější variantou balení na váhu.

Ale je tu další starost: jak získat 200 kilogramů červených mořských řas, které potřebují pro studium. V komerčním měřítku se teprve musí vyrábět, a to se může ukázat jako složité.

Dostat se do měřítka

Australis Aquaculture, producent asijských mořských okounů chovaných na oceánu se sídlem v Greenfieldu ve státě Massachusetts, se pokouší najít cestu prostřednictvím výzkumného projektu ve Vietnamu nazvaného Greener Grazing.

Červené řasy rostou přirozeně ve volné přírodě, ale vyrobit je v rychlosti a rozsahu nezbytném k tomu, aby sloužily byť jen zlomku celosvětového živočišného průmyslu, bude vyžadovat těžkou lidskou ruku. A zatím mořské řasy odolávaly pokusům o jejich rozmnožení, říká Josh Goldman, zakladatel společnosti.

Huynh Thi Khanh při práci v semenné bance Greener Grazing. Zelenější pastva

Greener Grazing a její spolupracovníci sledují několik cest, jak problém vyřešit. Pokud ji prolomí, společnost přejde k dalšímu kroku pokusu o pěstování mořských řas u pobřeží Vietnamu. Rostliny by byly umístěny do typu plastové trubkové sítě používané k pěstování ústřic a zavěšeny několik stop pod vodou – dostatečně hluboko, aby byly chráněny před vlnami, ale dostatečně blízko slunci, aby fotosyntéza podpořila růst.

Mezitím DSM, obří holandský konglomerát, pracuje na syntetické přísadě pro krávy. Článek, na jehož autorech se podíleli výzkumníci, zjistil, že inhibitor metanu známý jako 3-nitrooxypropanol nebo 3NOP snížil emise o 30 % u kojících holštýnek. Studie poznamenala, že produkce mléka nebyla během 12týdenního experimentu ovlivněna a jako bonus ušetřená energie metanu pomohla vytvořit tkáň, což vedlo k vyšší tělesné hmotnosti.

DSM Nutritional Products údajně doufá, že komercializuje krmivo pro zvířata již zažádal pro schválení US Food and Drug Administration k jeho prodeji ve Spojených státech.

Zatímco snížení nejsou zdaleka tak dramatická jako ta, která byla pozorována v prvních testech mořských řas, velká společnost se stávajícími výrobními závody a distribučními kanály by mohla potenciálně zvýšit produkci rychleji a snížit náklady dále než přístup akvakultury, říká Kebreab.

Společnost DSM neodpověděla na dotaz společnosti MIT Technology Review.

Za Kalifornií

Kebreab spolupracuje s Joan Salwenová , Stanfordský kolega, který založil Inovace jilmu , sociální podnik, který se snaží získat peníze na výzkum mořských řas a spolupracovat s průmyslem hospodářských zvířat.

Salwen ochotně uznává, že je třeba provést další výzkum zdravotních účinků mořských řas – na hospodářská zvířata i na lidi – a že stále není jasné, zda lze tyto kmeny zvýšit ekonomicky proveditelným způsobem. Navíc výnosy z produktu ve státě, jako je Kalifornie, kde farmáři čelí regulačním mandátům, budou zcela odlišné od jeho prodeje v chudých částech světa, které také přispívají k emisím metanu.

Ale pokud vše půjde dobře, Salwen doufá, že první trhy podporované silnými klimatickými politikami by mohly pomoci rozšířit výrobu a snížit náklady jinde.

Kebreab, když se vracel ze stodoly, zmiňuje, že investoři rizikového kapitálu navštívili kampus, aby se dozvěděli více o výzkumu a příležitostech. Dychtivě se o to podělil, vzhledem k výši investic, které by byly zapotřebí k tomu, aby se odvětví červených mořských řas rozběhlo.

Čím více peněz máte, tím rychleji je dostaneme na trh, říká.

Ale Kebreab sám nemá žádné podnikatelské ambice.

Prostě rád pracuji se zvířaty, říká.

skrýt