Investigadores de Embrapa identificaron enzimas y microorganismos del rumen relacionados con las emisiones de metano y la eficiencia alimentaria. El trabajo también revela que cerca del 48 % de las especies microbianas detectadas podrían ser desconocidas para la ciencia.
Redacción: Redacción Mundo Agropecuario
Editor: Eduardo Schmitz
Investigadores de la Empresa Brasileña de Investigación Agropecuaria (Embrapa) están estudiando los microorganismos presentes en el sistema digestivo del ganado nelore para encontrar nuevas formas de reducir las emisiones de metano sin perjudicar el aprovechamiento del alimento. El trabajo ha permitido identificar enzimas y rutas metabólicas relacionadas con la producción de este gas, además de asociaciones entre la microbiota ruminal y la eficiencia productiva de los animales.
Los avances fueron presentados por Luciana Regitano, investigadora de Embrapa Pecuária Sudeste, durante la FAPESP Week Netherlands, celebrada en los Países Bajos. Su exposición tuvo lugar el 28 de octubre de 2026 y los resultados fueron difundidos el 3 de noviembre por la Fundación de Apoyo a la Investigación del Estado de São Paulo (FAPESP).
La investigación se concentra en el ganado nelore, una de las principales razas utilizadas para la producción de carne en Brasil. Su importancia económica convierte a estos animales en un modelo relevante para estudiar cómo mejorar la eficiencia de los sistemas ganaderos tropicales.
Entre los resultados destaca la identificación de microorganismos presentes durante las primeras etapas de crecimiento que mantienen asociaciones con el aprovechamiento del alimento y la ganancia de peso meses después, cuando los bovinos pasan del pastoreo al engorde en confinamiento.
Los científicos también encontraron que una proporción considerable de los microorganismos presentes en el rumen todavía no está suficientemente caracterizada, lo que abre nuevas posibilidades de investigación sobre la digestión bovina.
El rumen del ganado nelore concentra una compleja comunidad microbiana
Los bovinos dependen de los microorganismos de su rumen para aprovechar una parte importante de los nutrientes presentes en los pastos y otros alimentos vegetales.
En este compartimento digestivo viven bacterias, arqueas y otros microorganismos que participan en la degradación de las fibras vegetales. Durante la fermentación se generan compuestos que el animal utiliza como fuente de energía, pero también se produce hidrógeno que puede ser aprovechado por microorganismos metanógenos para formar metano.
El gas se libera principalmente mediante eructos y representa una de las principales fuentes de emisiones asociadas con la ganadería de rumiantes.
Además de su impacto climático, la producción de metano implica una pérdida de parte de la energía contenida en el alimento. Según la información presentada por Embrapa, esa pérdida puede representar entre el 2 % y el 12 % de la energía que el bovino podría obtener de su dieta.
Por esta razón, los investigadores buscan comprender si es posible modificar determinados procesos microbianos para reducir la formación de metano y favorecer simultáneamente un mejor aprovechamiento de los nutrientes.
La relación entre digestión, productividad y emisiones también se ha examinado en estudios sobre la influencia de la microbiota ruminal en la productividad bovina, que describen la importancia de las comunidades microbianas para el funcionamiento del sistema digestivo.
El trabajo brasileño profundiza en esa relación mediante el análisis de genes, moléculas y procesos metabólicos específicos del ganado nelore.
Embrapa combina diferentes técnicas para estudiar la digestión bovina
El equipo utiliza herramientas de biología molecular para analizar simultáneamente el ADN, el ARN, las proteínas y otras sustancias químicas presentes en los animales y sus microorganismos.
Esta aproximación permite investigar no solamente qué especies microbianas están presentes, sino también qué funciones realizan y cómo cambia su actividad.
Una parte importante del trabajo consiste en estudiar las moléculas de ARN producidas por los microorganismos del rumen.
El ARN permite obtener información sobre la actividad de los genes. Su análisis ayuda a identificar cuáles de las funciones genéticas están siendo utilizadas por los microorganismos bajo determinadas condiciones.
Mediante estas técnicas, los investigadores identificaron enzimas relacionadas con una mayor eficiencia alimentaria y una menor producción de metano.
Las enzimas constituyen objetivos potenciales para desarrollar intervenciones capaces de modificar determinadas reacciones metabólicas de la fermentación ruminal.
Sin embargo, localizar una enzima asociada con una característica favorable no significa que ya exista un producto comercial capaz de reproducir ese efecto.
El desarrollo de nuevas soluciones requiere comprobar experimentalmente la función de los compuestos identificados, evaluar sus efectos sobre la digestión y determinar su seguridad para los animales.
Reducir el metano exige controlar también el hidrógeno del rumen
Uno de los principales desafíos consiste en disminuir la producción de metano sin alterar negativamente el equilibrio de la fermentación.
Los microorganismos metanógenos utilizan parte del hidrógeno generado durante la degradación de los alimentos.
Si se bloquea la formación de metano sin ofrecer otras vías para aprovechar ese hidrógeno, pueden producirse alteraciones en el funcionamiento del sistema digestivo.
Regitano explicó que la acumulación de hidrógeno podría afectar el equilibrio de la fermentación, modificar el pH ruminal y perjudicar la digestión.
Por ello, el equipo no busca únicamente inhibir las enzimas responsables de la formación del gas.
Una de sus estrategias consiste en identificar mecanismos capaces de redirigir el hidrógeno hacia otras rutas metabólicas beneficiosas.
Entre ellas destaca la producción de propionato, un ácido graso de cadena corta generado durante la fermentación ruminal que constituye una importante fuente de energía para los bovinos.
La posibilidad de favorecer estas rutas permitiría abordar simultáneamente dos objetivos: disminuir las emisiones y conservar el valor energético del alimento.
La estrategia se diferencia de las intervenciones que actúan principalmente mediante ingredientes de la dieta, como las investigadas en ensayos con compuestos derivados de algas marinas para disminuir el metano del ganado.
En el caso de Embrapa, los investigadores buscan comprender con mayor precisión las reacciones microbianas que podrían convertirse en objetivos de nuevas formulaciones.
Probióticos y prebióticos aparecen entre las alternativas estudiadas
Otra línea de investigación se concentra en modificar la composición de las comunidades microbianas del rumen.
Los científicos estudian el desarrollo de probióticos, que contienen microorganismos vivos beneficiosos, y prebióticos, ingredientes capaces de favorecer selectivamente el crecimiento o la actividad de determinadas poblaciones microbianas.
El objetivo consiste en identificar microorganismos relacionados con una menor producción de metano y una mayor eficiencia de conversión alimentaria.
Una vez reconocidas esas poblaciones, los investigadores pueden examinar sus necesidades nutricionales y estudiar cómo favorecer su establecimiento en el sistema digestivo.
El desafío no consiste simplemente en introducir nuevas bacterias en el rumen. Para que una intervención tenga efectos duraderos, los microorganismos deben competir con las comunidades existentes y mantener su actividad bajo las condiciones reales de alimentación del ganado.
La composición microbiana puede variar con la dieta, la edad, el ambiente y las características individuales del animal.
Por ello, una formulación que funciona en condiciones experimentales no necesariamente produce el mismo resultado en todos los rebaños.
Los investigadores brasileños están examinando estas relaciones antes de avanzar hacia posibles aplicaciones productivas.
Las nanovesículas del ganado podrían regular microorganismos
Una de las líneas más novedosas del proyecto estudia la posibilidad de que los propios bovinos participen activamente en la regulación de los microorganismos presentes en su sistema digestivo.
Para investigar esta hipótesis, el equipo aisló pequeñas vesículas producidas por el organismo de los animales.
Estas estructuras, conocidas como nanovesículas, pueden transportar moléculas de microARN, capaces de intervenir en la regulación de la actividad genética.
Los investigadores encontraron, mediante simulaciones informáticas, asociaciones entre determinados microARN producidos por los bovinos y el funcionamiento de genes presentes en microorganismos ruminales.
La hipótesis es que el animal podría utilizar estas moléculas para influir sobre la actividad de ciertas poblaciones microbianas.
Si ese mecanismo se confirma experimentalmente, podría proporcionar una nueva vía para investigar intervenciones sobre la microbiota.
Sin embargo, los resultados disponibles corresponden principalmente a asociaciones obtenidas mediante análisis computacionales.
El equipo está realizando pruebas de laboratorio para comprobar si las interacciones propuestas ocurren realmente y producen efectos biológicos relevantes.
No se ha demostrado todavía que la administración de microARN permita reducir las emisiones de metano en bovinos criados comercialmente.
La selección genética directa todavía presenta dificultades económicas
Los investigadores también identificaron marcadores genéticos del ganado relacionados con determinadas comunidades microbianas.
Estos resultados plantean la posibilidad de utilizar información genética del animal para favorecer características digestivas asociadas con una mayor eficiencia productiva.
Sin embargo, Regitano advirtió que la selección genética directa basada en la microbiota todavía no ofrece una relación favorable entre costos y beneficios en la producción de carne bovina.
La secuenciación de los microorganismos y la incorporación de esos resultados a los índices de selección genómica representan gastos importantes.
Con las tecnologías actuales, esos costos pueden superar las ganancias económicas derivadas de las mejoras esperadas en productividad o reducción de emisiones.
Por esta razón, Embrapa continúa evaluando métodos de análisis más económicos y nuevas estrategias de selección junto con especialistas en genética animal.
La investigación brasileña presenta así una diferencia importante frente a un estudio internacional sobre firmas microbianas heredables relacionadas con las emisiones de metano y la eficiencia alimentaria.
Mientras aquella investigación identificó indicadores con potencial para incorporarse a programas de mejoramiento genético, el equipo de Embrapa subraya que su utilización comercial en ganado de carne todavía debe superar barreras económicas.
Ambos trabajos contribuyen a comprender la relación entre las características del animal y los microorganismos que participan en su digestión, aunque no demuestran que la selección basada en microbiota ya sea una práctica rentable y generalizada.
Los microorganismos adquiridos durante el pastoreo influyen después
En colaboración con la Asociación Brasileña de Criadores de Cebú (ABCZ), los investigadores siguieron el desarrollo de bovinos nelore desde la etapa de pastoreo hasta el engorde final en confinamiento.
El seguimiento permitió comparar la microbiota presente durante las primeras etapas de crecimiento con indicadores productivos registrados meses después.
Los científicos identificaron microorganismos que mostraban asociaciones importantes con la eficiencia alimentaria y la ganancia de peso posterior.
El resultado resulta especialmente interesante porque los animales experimentan cambios considerables en su alimentación cuando pasan de consumir principalmente pasturas a recibir dietas de engorde más concentradas.
A pesar de esas modificaciones, determinadas características de las comunidades microbianas iniciales permanecieron relacionadas con el desempeño productivo posterior.
Los investigadores interpretan estos resultados como evidencia de que la colonización microbiana temprana puede contribuir a establecer condiciones fisiológicas y nutricionales favorables durante el crecimiento.
Sin embargo, las asociaciones observadas no demuestran que la presencia de un microorganismo específico sea, por sí sola, responsable de una mayor ganancia de peso.
Para establecer relaciones causales será necesario realizar experimentos que permitan modificar las comunidades microbianas y medir sus consecuencias sobre la producción animal.
El rumen también podría relacionarse con el comportamiento bovino
Las investigaciones de Embrapa identificaron además relaciones entre la microbiota digestiva y determinadas características del comportamiento del ganado.
Este resultado amplía el interés del proyecto más allá de la nutrición y las emisiones.
Los científicos utilizan el concepto de holobionte para describir al animal y a sus comunidades de microorganismos como un sistema biológico integrado.
Desde esta perspectiva, el funcionamiento del bovino no depende únicamente de sus características genéticas y fisiológicas individuales, sino también de las interacciones que mantiene con los microorganismos que habitan su organismo.
La microbiota participa en procesos digestivos y metabólicos que pueden relacionarse con diferentes funciones biológicas.
Sin embargo, el estudio no demuestra todavía que modificar determinados microorganismos permita controlar el comportamiento del ganado.
La identificación de asociaciones abre nuevas preguntas sobre los mecanismos que conectan la digestión, el metabolismo y las respuestas fisiológicas de los animales.
Casi la mitad de las especies microbianas podrían ser desconocidas
Uno de los hallazgos más llamativos del trabajo es la gran cantidad de microorganismos del rumen que todavía no han sido identificados o caracterizados adecuadamente.
Según Regitano, alrededor del 40 % de los elementos identificados en las muestras de ganado nelore no figura en las bases de datos internacionales consultadas.
Los análisis también indican que aproximadamente el 48 % de las especies microbianas detectadas podrían ser nuevas para la ciencia.
Muchas de estas especies no han sido aisladas en laboratorio, lo que dificulta determinar sus funciones y estudiar directamente sus necesidades de crecimiento.
Esta falta de información representa un desafío para los investigadores porque una parte considerable de las comunidades microbianas podría participar en procesos digestivos todavía poco comprendidos.
Para avanzar, el equipo trabaja con especialistas en bioinformática e inteligencia artificial.
Las herramientas computacionales permiten examinar secuencias genéticas y predecir posibles funciones de genes cuya actividad todavía no se conoce.
Sin embargo, una predicción informática no equivale a demostrar experimentalmente la función de una proteína o microorganismo.
Los siguientes pasos incluyen aislar las especies identificadas y estudiar sus proteínas mediante pruebas de laboratorio.
La investigación podría ampliar considerablemente el conocimiento sobre los microorganismos que intervienen en la digestión del ganado tropical.
Las investigaciones se extenderán a otras razas y ambientes
Embrapa está ampliando sus colaboraciones con instituciones de Estados Unidos, Irlanda, Alemania, Australia y los Países Bajos.
El propósito es estudiar cómo interactúan las características genéticas de diferentes razas bovinas con sus comunidades microbianas y las condiciones ambientales.
Estas comparaciones resultan necesarias porque el ganado nelore se encuentra especialmente adaptado a sistemas de producción tropicales, mientras que otras razas se desarrollan bajo condiciones climáticas y alimentarias diferentes.
La composición del rumen puede cambiar dependiendo del tipo de pastura, la calidad de la dieta, la temperatura y otros factores de manejo.
Por ello, los resultados obtenidos en bovinos nelore no deben trasladarse automáticamente a todos los sistemas ganaderos.
Los investigadores buscan determinar qué relaciones microbianas se mantienen entre razas y ambientes, y cuáles dependen de condiciones específicas.
La información podría contribuir al desarrollo de soluciones adaptadas a diferentes sistemas productivos, aunque su eficacia deberá comprobarse mediante estudios adicionales.
El objetivo es reducir emisiones sin perjudicar la producción
La investigación brasileña aporta nuevas herramientas para comprender cómo se relacionan los microorganismos del rumen con la producción de metano y el aprovechamiento del alimento en el ganado nelore.
Sus resultados identifican enzimas, rutas metabólicas y comunidades microbianas que podrían convertirse en objetivos de futuras intervenciones nutricionales.
También muestran que la microbiota adquirida durante las primeras etapas de crecimiento mantiene asociaciones con indicadores productivos registrados posteriormente.
Sin embargo, todavía no se ha demostrado que las estrategias propuestas permitan reducir las emisiones en una proporción determinada dentro de explotaciones comerciales.
Los científicos deberán comprobar qué mecanismos pueden modificarse de manera segura y duradera, cuánto cuestan las intervenciones y si sus beneficios justifican su incorporación al manejo ganadero.
La identificación de especies microbianas potencialmente desconocidas añade otra dimensión al trabajo: antes de intervenir sobre el rumen, es necesario comprender mejor la diversidad biológica que participa en su funcionamiento.
El objetivo de Embrapa es avanzar hacia sistemas de producción bovina capaces de aprovechar mejor los alimentos y reducir las emisiones de metano, manteniendo la salud y el rendimiento de los animales.
Fuentes referenciales:
Agência FAPESP — Study maps Nelore cattle microbiota to reduce methane emissions, 3 de noviembre de 2026
