El metano es el segundo mayor contribuyente al calentamiento climático después del dióxido de carbono, por lo que los científicos han puesto mucho empeño en abordar una de las principales fuentes: las emisiones de metano del ganado. En otras palabras, los eructos de las vacas son malos para el planeta.
Por Erica Moser, Universidad de Pensilvania
Los agricultores añaden diversas algas a las dietas de las vacas como fuente de proteínas, grasas insaturadas y otros ingredientes que promueven la salud y proporcionan energía inmediata, dice Dipti Pitta de la Facultad de Medicina Veterinaria de la Universidad de Pensilvania, y un estudio de 2016 en Australia encontró que alimentar a las ovejas con una especie de alga roja llamada Asparagopsis taxiformis (AT) eliminó las emisiones de metano en un 80%.
Pero los efectos de esta alga varían ampliamente, por lo que los investigadores del Laboratorio de Sistemas Agrícolas y Genómica Microbiana (laboratorio ASMG) de Pitta y la Universidad Estatal de Pensilvania realizaron una evaluación de cómo altera el microbioma en el rumen, un compartimento del estómago de una vaca. Los resultados se publicaron en la revista mBio .
Los investigadores dividieron aleatoriamente a 20 vacas en cuatro tratamientos: una dosis alta de AT; una dosis baja de esta alga roja; orégano, que también inhibe la formación de metano; y el grupo de control. Rotaron a los animales entre los tratamientos en cuatro períodos de 28 días.
El equipo descubrió que la alta dosis de algas inhibió las emisiones de metano en un 55% en los dos primeros períodos, pero el efecto parece ser de corta duración: disminuyó gradualmente en el tercer y cuarto períodos.
Pitta afirma que este es uno de los primeros estudios que examinan cómo se forma el metano en el rumen y cómo se alteran las vías de metano bajo diversas estrategias de mitigación, y destaca la importancia de preservar la salud del microbioma y la productividad animal al abordar la reducción del metano. Las investigaciones anteriores no han analizado los efectos de la AT en las poblaciones microbianas y sus vías funcionales con este nivel de detalle.
Los investigadores descubrieron que en los dos primeros períodos de 28 días, la alta dosis de algas provocó una eliminación casi total de Methanosphaera, un microbio que utiliza hidrógeno para reducir el metanol a metano, en el rumen. Pitta dice que esto es importante porque el tratamiento con algas no tuvo el mismo efecto en otros microbios que producen metano, lo que llevó a los investigadores a creer que Methanosphaera desempeña un papel más importante en la formación de metano de lo que se creía anteriormente.
Sin embargo, el estudio explica que las poblaciones de Methanosphaera aumentaron en períodos posteriores porque no pudieron inactivar el bromoformo, una sustancia presente en las algas que suprime la formación de metano en el rumen.
El estudio también exploró la actividad de las enzimas involucradas en la metanogénesis, el proceso de producción de metano como subproducto del metabolismo energético. El primer autor Nagaraju Indugu, investigador principal del laboratorio de ASMG, dice que las enzimas involucradas en esta vía se redujeron, en comparación con el grupo de control, cuando las vacas recibieron AT.
Los autores también señalan que, si bien esperaban efectos indirectos de la AT sobre las bacterias de la microbiota, también encontraron efectos directos menos esperados. En concreto, los tipos de bacterias que producen butirato, un ácido graso de cadena corta que sirve como fuente de energía para las vacas, aumentaron significativamente en los animales tratados con algas marinas en comparación con el grupo de control.
“Es muy importante entender cuál es el contenido de nutrientes de las algas y cuáles son sus efectos antimicrobianos para que podamos entender mejor el impacto de la inclusión general de diferentes concentraciones de algas en la dieta animal”, dice Pitta.
Indugu afirma que el trabajo anterior del laboratorio de ASMG condujo al estudio actual. Los investigadores informaron anteriormente que el compuesto orgánico 3-nitrooxipropanol redujo las emisiones de metano en un 26%, y un estudio posterior determinó las características microbianas de las vacas con bajas emisiones de metano.
De cara al futuro, Pitta afirma que el laboratorio está trabajando en la combinación de diferentes estrategias, como la prueba de las algas marinas en las dietas de las vacas que han sido identificadas como emisoras altas o bajas de metano. “Combinar estas estrategias con las algas marinas podría darnos la oportunidad de reducir eficazmente el metano en una magnitud mucho mayor que si se aplica una sola estrategia”, afirma.
Pitta agrega que los investigadores también están investigando diferentes dosis de variedades de algas en cultivos metanogénicos, lo que proporcionará más especificidad sobre las concentraciones necesarias para inhibir la metanogénesis.
Más información: Nagaraju Indugu et al, Estudio basado en el microbioma de la base mecanística de la inhibición del metano por Asparagopsis taxiformis en el ganado lechero, mBio (2024). DOI: 10.1128/mbio.00782-24
