小袋鼠的便便救地球!可望减少畜牧业温室气体

小袋鼠的肠胃细菌很环保,不会产生甲烷,而是产生醋酸。科学家试图用这种细胞减少畜牧业温室气体。(图/phys)

畜牧业的甲烷排放问题,是科学家一直想要解决的,目前的主流方法是调查饲料的配方,希望牛的排气可能少一些。牛的排气源自肠内细菌,因此也有科学家想要为牛只「改善体内菌丛」,他们在袋鼠的粪便中找到理想的细菌,不但可以减少甲烷的产生,还可能使牛只更长肉。

物理学网(phys.org)报导,很难相信,牛只畜牧业是相当严重温室气体排放来源,由于牛奶与牛肉的供应需求量很大,全球牛只的打嗝和放屁产生的甲烷,总体排放量可不是闹着玩的。据统计,释放到大气中的甲烷,有一半以上来自农业部门,而甲烷是第二大温室气体者,每单位的升温的能力,大约是二氧化碳的 30 倍。

牛之所以会排放大量甲烷,这要从牠们的消化说起。牛是典型的反刍动物,其特点就是有4个胃,分别是瘤胃、蜂窝胃、重瓣胃与皱胃。其中,瘤胃是最大的一个,它就个像个发酵桶,草料在胃里被大量的细菌分解着。然而分解的过程就会产生大量的甲烷。

研究人员一直试图解决这个发酵过程,好改善甲烷的产生量。先前研究曾尝试改变牛的饮食,并给它们化学抑制剂来阻止甲烷的产生,但是,产牾甲烷的细菌很快就会对这些化学物质产生抗药性。接下来,科学家也曾经尝试开发疫苗,但是,这只会杀死牛肚里的细菌,上一段提到,那些细菌在帮助牛消化草料,而且会产生甲烷的细菌种类太多,刻意干预可能产生负面影响。

华盛顿州立大学的研究团队决定先创造一个人造瘤胃,以研究发酵和厌氧过程。该计研发人造瘤胃的阿林教授(Birgitte Ahring)表示,我们将瘤胃中的酵素给放进人造瘤胃里,并保持牛的体温,以形塑一个类似瘤胃的环境。

经过几年的实验,研究团队找到袋鼠的粪便,袋鼠是一种植食动物,肠胃也要消化草料。团队发现,袋鼠粪便培养出的细菌,其分解作用的副产品竟然不是甲烷,而是乙酸,它也叫醋酸,也就是醋的主要成份。更好的是,醋酸对牛有益,因为它有助于肌肉生长。

阿林教授发现,那种细菌源自袋鼠的前肠,但是在后续研究发现,这种专门产生醋酸的过程,只发生在小龄袋鼠身上,而不是成年袋鼠身上。由于无法分离出可能产生乙酸的特定细菌,研究人员只好收集袋鼠宝宝的粪便,然后得出混合多种细菌的培养物。

接下来,研究团队刻意把甲烷细菌给去掉,将产醋酸细菌放到模拟瘤胃中,证实在后续的几个月内,产醋酸细菌能够在模拟瘤胃中持续存活。因此在理论上,它应该也能在牛胃中生存,然后彻底取代甲烷细菌。当然,牛能不能适应这种细菌提的帮助消化还不得而知,团队希望在不久之后,在真正的乳牛身上进行试验。