Влияние коров на глобальное потепление: факты и современные решения

Представьте лежащую на лугу корову, которая спокойно жуёт стебель клевера, но не позволяйте этой умиротворяющей картинке сбить вас с толку: эти животные изменяют климат каждым своим вздохом, отрыжкой, пуком и испражнением. Хорошая новость: исследователи во всём мире работают над способами снижения выбросов метана от коров. Рассказываем, как именно коровы влияют на климат и что предлагают учёные, чтобы уменьшить это воздействие.

Какая связь между коровами и климатом

Коровы — жвачные животные с четырёхкамерным желудком. Их рацион состоит почти полностью из растительной клетчатки, которую невозможно усвоить без помощи микробов. Для переваривания клетчатки в рубце (одном из отделов желудка коров) обитают бактерии, грибы, простейшие и метаногены — микроорганизмы, превращающие побочные продукты ферментации (водород и CO₂) в метан.

Метан — парниковый газ, который уступает углекислому газу по общему объёму в атмосфере, но превосходит его в тепловом воздействии. За 20 лет метан удерживает в 80 раз больше тепла, чем CO₂. Хотя воздействие углекислого газа более длительное, метан ускоряет глобальное потепление в краткосрочной перспективе.

Некоторые источники метана имеют природное происхождение: гниющая растительность, водно-болотные угодья, извержения вулкана, тающая вечная мерзлота. Но примерно 30% нынешнего глобального потепления вызвано выбросами метана в результате деятельности человека.

Сельское хозяйство является основным источником атмосферного метана. При этом навоз, отрыжка и кишечные газы скота составляют 32% всех антропогенных выбросов этого парникового газа.

Одна корова выделяет от 250 до 500 л метана ежедневно — этого хватило бы, чтобы работала газовая плита больше часа на среднем огне. Основная часть газа от коров попадает в атмосферу через дыхание и отрыжку, меньшая — с кишечными газами, а также при последующем разложении навоза.

Глобальное поголовье превысило 1,5 млрд голов и продолжает расти. Причина — растущее потребление мяса. По прогнозам ООН, к 2050 году население Земли достигнет 9,7 млрд человек, и спрос на животноводческую продукцию будет увеличиваться.

Что влияет на глобальное потепление

Что можно сделать

Исследователи разрабатывают разные способы снижения метановых выбросов от крупного рогатого скота.

Специальные кормовые добавки

Изменение состава корма — один из самых быстрых способов снизить количество образующегося в желудке коровы метана. Добавки работают по разным механизмам:

• сапонины подавляют активность микроорганизмов в рубце, которые участвуют в образовании водорода — сырья для метана;
• биоуголь формирует в рубце пористую структуру, которая частично связывает водород и углекислый газ;
• нитраты перехватывают водород в процессе ферментации и направляют его на образование других соединений — например, аммиака;
• растительные масла (льняное, рапсовое) изменяют липидные мембраны микробов и снижают активность метаногенов. Этот механизм также улучшает усвоение энергии из корма животным;
• синтетические добавки (например, 3-нитроксипропанол) блокируют ключевой фермент метаногенных бактерий и на молекулярном уровне останавливает химическую реакцию образования метана.

По данным исследования, эти добавки снижают количество образующегося метана от 5 до 39%. Добавка 3-NOP (3-нитроксипропанол) уменьшила метановый выход на 27,4%. И при этом повысила содержание молочного жира на 15% за счёт лучшего усвоения энергии из корма.

Коррекция микробиома в рубце коров

Как мы говорили, рубец коровы — сложная экосистема из сотен видов бактерий, грибов, простейших и метаногенов. Учёные подселяют в желудок «полезные» бактерии или дают коровам специальные добавки, которые мягко меняют работу этой микроскопической команды. В результате микробы начинают превращать часть веществ не в метан, а в энергию для самой коровы, быстрее справляются с перевариванием травы и оставляют меньше «газообразных отходов».

Например, учёные в Великобритании разрабатывают вакцину, которая воздействует на метаногенные бактерии в рубце коровы. После введения вакцины иммунная система животного вырабатывает антитела, которые проникают в рубец и связываются с микробами, ответственными за образование метана. Этот процесс блокирует ферментативную активность бактерий, снижая объём газа, выделяемого при пищеварении.

Исследователи планируют однократно прививать телят в раннем возрасте с длительным эффектом. Цель проекта — сократить метановые выбросы минимум на 30%. Учёные также рассматривают вариант вакцинации матерей, чтобы антитела могли передаваться телятам через молоко.

Какая упаковка для напитков экологичнее? Разбираем на примере молока

Генетический отбор

Метановая продуктивность коров частично передаётся по наследству. Учёные исследуют этот показатель и отбирают особей, которые производят меньше парникового газа.

В Шотландии запущена племенная программа Cool Cows. Исследователи выбирают для размножения коров и быков с низким метановым профилем. Их потомство наследует эту особенность: телята, рождённые в рамках программы, выделяют на 2% меньше метана, чем их родители. Этот эффект постоянный и накопительный — каждое следующее поколение производит ещё меньше газа. По расчётам исследователей, за 20 лет такой селекции можно сократить метановые выбросы стада на 40% без потери продуктивности.

Для ускорения процесса применяются два инструмента. Во-первых, компания Semex разработала ДНК-тест, который прогнозирует метановую продуктивность животного ещё до его рождения, — по анализу генетического материала можно определить, какие особи будут выделять меньше газа. Во-вторых, используются технологии экстракорпорального оплодотворения (ЭКО): от одной отобранной коровы за год получают 5–6 телят через суррогатных матерей вместо одного при естественном размножении. Это ускоряет распространение «низкометановых» генов в стаде. Важно, что метод не предполагает генетической модификации, — отбираются только естественные признаки, заложенные в ДНК животных.

Сокращение метана от животноводства не заменит отказ от ископаемого топлива, но ускорит стабилизацию климата. Каждый из нас тоже может сделать свой вклад: как известно, спрос рождает предложение. Если мы будем есть меньше красного мяса — будет и меньше животноводческих ферм для крупного скота.

Экологический след рациона человека, который ест мясо, на 54% больше, чем у вегетарианцев и на 51% больше, чем у пескетарианцев (тех, кто ест растительную пищу, молочные продукты, яйца и рыбу). Устраивайте себе один или несколько дней в неделю без мяса и/или замените говядину на мясо птицы.

Кроме того, мы снижаем общий спрос на производство (а значит, и выбросы метана), если не выбрасываем невыпитое молоко, несъеденный сыр или мясо. Планируйте покупки, правильно храните продукты и творчески используйте остатки (варите бульоны из костей или добавляйте в пиццу оставшиеся сыр или мясо). Так вы сократите выбросы парниковых газов и от полигонов. Почему еда не становится на свалке удобрением, чем пищёвка вредит природе и как выбрасывать меньше продуктов, читайте в нашем материале.