Fermentación entérica
La fermentación entérica es un proceso digestivo mediante el cual los microorganismos descomponen los carbohidratos en moléculas simples para que sean absorbidos por el torrente sanguíneo de un animal. Debido a que en muchas partes del mundo la agricultura humana depende de animales que digieren mediante fermentación entérica, es el segundo factor antropogénico más importante en el aumento de las emisiones de metano , después del uso de combustibles fósiles.
Rumiantes
Los animales rumiantes son aquellos que tienen rumen . El rumen es un estómago con múltiples cámaras que se encuentra casi exclusivamente entre algunos mamíferos artiodáctilos , como el ganado vacuno , las ovejas y los ciervos , lo que les permite comer plantas y granos duros enriquecidos con celulosa que los animales monogástricos (es decir, con "estómago de una sola cámara"), como los humanos , los perros y los gatos , no pueden digerir. Aunque se cree que los camellos son rumiantes, no son verdaderos rumiantes. [1]
La fermentación entérica ocurre cuando se produce metano (CH 4 ) en el rumen a medida que se lleva a cabo la fermentación microbiana. En el rumen están presentes más de 200 especies de microorganismos, aunque solo alrededor del 10% de ellos desempeñan un papel importante en la digestión. La mayor parte del subproducto CH 4 es eructado por el animal. Sin embargo, un pequeño porcentaje de CH 4 también se produce en el intestino grueso y se elimina en forma de flatulencia .
Las emisiones de metano son una importante contribución a las emisiones globales de gases de efecto invernadero . El IPCC informa que el metano es más de veinte veces más eficaz que el CO2 para atrapar el calor en la atmósfera, aunque cabe señalar que se produce en cantidades sustancialmente menores. El metano también representa una pérdida significativa de energía para el animal, que oscila entre el 2 y el 12% de la ingesta energética bruta. [2] Por lo tanto, reducir la producción de CH4 entérico de los rumiantes sin alterar la producción animal es deseable tanto como estrategia para reducir las emisiones globales de gases de efecto invernadero como para mejorar la eficiencia de la conversión alimenticia. [3] En Australia, los animales rumiantes representan más de la mitad de su contribución de gases de efecto invernadero a partir del metano. [4]
Sin embargo, en Australia existen especies rumiantes de canguros que son capaces de producir un 80% menos de metano que las vacas. Esto se debe a que la microbiota intestinal de los macrópodos, el rumen y otras partes de su sistema digestivo, está dominada por bacterias de la familia Succinivibrionaceae . Estas bacterias son capaces de producir succinato como producto final de la degradación de las lignocelulosas, produciendo pequeñas cantidades de metano como producto final. Su ruta metabólica especial le permite utilizar otros aceptores de protones, evitando la formación de metano. [5]
Gestión experimental
La fermentación entérica fue la segunda fuente antropogénica más grande de emisiones de metano en los Estados Unidos desde 2000 hasta 2009. [6] En 2007, las emisiones de metano de la fermentación entérica fueron el 2,3% de los gases de efecto invernadero netos producidos en los Estados Unidos a 139 teragramos de equivalentes de dióxido de carbono (Tg CO 2 ) de una emisión neta total de 6087,5 Tg CO 2 . [7] Por esta razón, los científicos creen que, con la ayuda de la ingeniería microbiana , el uso del microbioma para modificar procesos naturales o antropogénicos, podríamos cambiar la composición de la microbiota del rumen de fuertes productores de metano, emulando la microbiota de Macropodidae.
Estudios recientes afirman que esta técnica es posible de llevar a cabo. En uno de estos estudios, los científicos analizaron los cambios de la microbiota humana a causa de diferentes cambios alimentarios. [8] En otro estudio, los investigadores introdujeron una microbiota humana en ratones gnotobióticos con el fin de comparar los diferentes cambios para desarrollar nuevas formas de manipular las propiedades de la microbiota con el fin de prevenir o tratar diversas enfermedades. [9]
Otro enfoque para controlar las emisiones de metano de la fermentación entérica implica el uso de aditivos dietéticos y suplementos en la alimentación del ganado. [10] Por ejemplo, Asparagopsis taxiformis (también conocida como alga roja) es una especie de alga que, cuando se alimenta al ganado, ha demostrado reducir sustancialmente sus emisiones de metano. [11] [12] Un segundo ejemplo que ha demostrado reducir significativamente las emisiones de metano del ganado implica el uso del compuesto 3-nitroxipropanol (3-NOP), que inhibe el paso final de la síntesis de metano por microorganismos en el rumen. [13] Algunos de estos métodos ya han sido aprobados para su uso por parte de los agricultores, [14] mientras que otros continúan siendo evaluados en cuanto a seguridad, eficacia y otras cuestiones. [15]
Véase también
- Impacto ambiental de la producción de carne#Emisiones de gases de efecto invernadero
- Metano atmosférico
Referencias
- ^ Fowler, Murray E. (2008). "Los camélidos no son rumiantes". Medicina de animales salvajes y zoológicos . págs. 375–385. doi :10.1016/B978-141604047-7.50049-X. ISBN. 978-1-4160-4047-7. Número de identificación personal 7152308 . S2CID 88757236.
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- ^ Oficina Australiana de Efecto Invernadero, "Inventario Nacional de Gases de Efecto Invernadero", Canberra ACT, marzo de 2007.
- ^ Pope, PB; Smith, W.; Denman, SE; Tringe, SG; Barry, K.; Hugenholtz, P.; McSweeney, CS; McHardy, AC; Morrison, M. (29 de julio de 2011). "Aislamiento de Succinivibrionaceae implicado en bajas emisiones de metano de los ualabíes de Tammar". Science . 333 (6042): 646–648. Bibcode :2011Sci...333..646P. CiteSeerX 10.1.1.904.7749 . doi :10.1126/science.1205760. JSTOR 27978358. PMID 21719642. S2CID 206534060.
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- ^ Inventario de emisiones y sumideros de gases de efecto invernadero en Estados Unidos: 1990-2007 - Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos, abril de 2009; disponible en: http://www.epa.gov/climatechange/emissions/downloads09/ExecutiveSummary.pdf Archivado el 3 de noviembre de 2009 en Wayback Machine.
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- ^ "Aditivo alimentario reductor de metano 3-NOP aprobado por la Comisión Europea". Irish Co-Operative Organisation Society . 28 de febrero de 2022 . Consultado el 29 de noviembre de 2022 .
- ^ McFadden, Joseph (1 de febrero de 2022). "Por ahora, no se debe alimentar a las vacas con algas marinas para reducir el metano". The Hill . Consultado el 25 de noviembre de 2022 .
