Tång kan få kor att rapa mindre metan och minska deras koldioxidavtryck

Jame Temple

I en trälada i utkanten av campus vid University of California, Davis, ställer sig boskap i rad vid sina tilldelade foderplatser för att rycka munsbitar av alfalfahö.

Den förra våren deltog flera av dessa Holstein-mjölkkor i en studie för att testa en lovande väg för att minska metanutsläppen från boskap, en enorm källa till de växthusgaser som driver klimatförändringarna. Genom att tillsätta en liten mängd tång till djurens foder, fann forskare, kunde de minska kornas metanproduktion med nästan 60 %.

Varje år pumpar boskapsproduktionen ut växthusgaser med motsvarande uppvärmningseffekt av mer än 7 gigaton av koldioxid, ungefär det samma global påverkan som transportbranschen. Nästan 40 % av det produceras under matsmältningen: nötkreatur, getter och får rapar och passerar metan, en mycket potent, om än relativt kortlivad, växthusgas.

Om minskningarna som uppnåddes i UC Davis-studien kunde tillämpas över hela den globala boskapsindustrin, skulle det eliminera nästan 2 gigaton av dessa utsläpp årligen - ungefär en fjärdedel av USA:s totala klimatföroreningar varje år.

Ermias Kebreab, en djurvetenskapsprofessor vid UC Davis som leder arbetet, förbereder sig för att genomföra en mer ambitiös studie under de kommande månaderna, som utvärderar om mindre mängder av en mer potent form av tång kan minska metanutsläppen ytterligare. Samtidigt har vissa företag börjat utforska vad som kan vara den svårare utmaningen: att odla det i stor skala.

Mycket, mycket höga sänkningar

Problemet är matsmältningsprocessen hos nötkreatur och andra idisslare, känd som enterisk fermentering. Mikrober i deras matsmältningsorgan bryter ner och utvinner energi från kolhydraterna i fibergräs. Men samma process genererar också väte, som en separat uppsättning mikroorganismer livnär sig på och producerar metan.

Cirka 95 % av gasen kommer ut genom munnen och näsborrarna, medan resten går ut åt andra hållet.

Forskare har utforskat ett antal potentiella vägar för att minska utsläppen från boskap, inklusive selektiv avel (vissa djur är mindre gasformiga än andra), vacciner, mikrobiomöverföringar, olika kosttillskott och effektivare foder – allt med varierande resultat, säger Dan Blaustein-Rejto , senior jordbruksanalytiker med Breakthrough Institute, ett forskningscentrum som fokuserar på tekniska lösningar på miljöproblem.

Men det finns ett växande momentum bakom tångmetoden, tack vare nästan chockerande effektiva resultat i inledande vetenskapliga studier. År 2014, australiensiska forskare hittades att låga doser av en röd alg känd som Asparagopsis taxiformis praktiskt taget eliminerade metanproduktion i labbexperiment. Fältförsök med levande får minska utsläppen så mycket som 80 %, medan UC Davis-experimentet, det första på levande nötkreatur, visade en minskning på 58 % i genomsnitt när ett besläktat tång utgjorde 1 % av deras diet.

Mer mjölk och kött

Kebreab växte upp i Eritrea, ett östafrikanskt land vid Röda havets kust som kämpar med återkommande torka och svält. Den ständiga bristen på mjölk eller kött inspirerade honom att studera boskap, i hopp om att hitta hållbara sätt att producera mer av båda.

UC Davis professor Ermias Kebreab handmatar en ko på campus. Jame Temple

Kebreab började först forska om metanproblemet för mer än ett decennium sedan. Men det senaste arbetet med tång föranleddes delvis av Kaliforniens antagande av en lag 2016 som krävde en minskning av statens metanutsläpp med 40 %. Det har satt verklig press på företag att hitta effektiva och prisvärda sätt att göra det, särskilt bland Central Valleys nötkreatur och mjölkbönder. Stadgan fokuserar främst på det relaterade men mindre problemet med att minska metan från boskapsgödsel – för vilket det finns några tillgängliga sätt att göra och mäta framsteg . Men att minska utsläppen från korappar skulle också räknas för att uppfylla det mandatet.

Så snart som SB-1383 kom online ökade intressenivån enormt – och den är koncentrerad till Kalifornien, säger Kebreab.

En negativ bieffekt i den första UC Davis-studien är att boskapen minskade mängden de åt varje dag. Det är en stor sak, eftersom ju mer korna äter, desto mer mjölk eller kött producerar de. Kebreab misstänker att problemet helt enkelt var smak: tång är mycket salt. Forskarna blandade till slut det med melass för att hjälpa medicinen att gå ner.

Men avgörande, i den första studien, använde de en form av tång som inte är lika potent som de röda algerna som användes i de första australiska laboratorieexperimenten. Kebreab avser att använda den stammen i uppföljningsförsöket, och han tror att det kan minska mer utsläpp även vid en lägre dos.

Under de kommande månaderna kommer Kebreab att övervaka ett sex månader långt experiment med 24 nötkreatur. Han planerar att noga utvärdera om effekten på metan håller i sig på samma nivå över en längre tidsperiod, samt om tillskottet påverkar hälsan, vikten och köttets kvalitet.

Teoretiskt, så länge nötkreatur inte märker smaken (eller vänjer sig vid den), bör tången hjälpa dem att gå upp i vikt. Blockering av metanproduktion borde innebära att mer av de konsumerade kolhydraterna styrs till uppgiften att bygga vävnad. Om så är fallet kan bönder se en ekonomisk avkastning på initialkostnaden för detta tillägg – även om det kanske är det mest kostnadseffektiva alternativet för viktförpackning.

Men det finns en annan oro: hur man får de 200 kilogram röd tång som de behöver för studien. Den har ännu inte producerats i kommersiell skala, och att göra det kan visa sig vara knepigt.

Att komma i skala

Australis Aquaculture, en producent av havsodlad asiatisk havsabborre baserad i Greenfield, Massachusetts, försöker hitta en väg genom ett forskningsprojekt i Vietnam, kallat Greener Grazing.

De röda algerna växer naturligt i det vilda, men det kommer att krävas en tung mänsklig hand för att producera den i den hastighet och omfattning som krävs för att tjäna även en bråkdel av den globala boskapsindustrin. Och hittills har tången motstått försök att få den att reproducera sig, säger Josh Goldman, företagets grundare.

Huynh Thi Khanh på jobbet i Greener Grazings fröbank. Grönare bete

Greener Grazing och dess samarbetspartners följer flera vägar för att lösa problemet. Om de knäcker det kommer företaget att gå vidare till nästa steg för att försöka odla tång utanför Vietnams kust. Växterna skulle placeras i den typ av plaströrsnät som används för att odla ostron och hänga upp några meter under vattnet - precis tillräckligt djupt för att skyddas från vågor, men tillräckligt nära solen för att fotosyntesen ska driva tillväxten.

Samtidigt arbetar DSM, det gigantiska holländska konglomeratet, på en syntetisk tillsats för korna. En artikel som dess forskare var medförfattare till fann att en metanhämmare känd som 3-nitrooxipropanol, eller 3NOP, minskade utsläppen med 30 % från ammande holsteiner. Studien noterade att mjölkproduktionen inte påverkades under det 12 veckor långa experimentet, och som en bonus hjälpte den sparade metanenergin till att generera vävnad, vilket resulterade i högre kroppsvikter.

DSM Nutritional Products hoppas enligt uppgift att kommersialisera djurfodret och har redan ansökt för US Food and Drug Administration godkännande att sälja den i USA.

Även om minskningarna inte är lika dramatiska som de som sågs i de tidiga testerna av tång, kan ett stort företag med befintliga tillverkningsanläggningar och distributionskanaler potentiellt skala upp produktionen snabbare och driva ner kostnaderna längre än vattenbruksmetoden, säger Kebreab.

DSM svarade inte på en förfrågan från MIT Technology Review.

Bortom Kalifornien

Kebreab samarbetar med Joan Salwen , en Stanford-stipendiat som grundade Elm Innovations , en social satsning som arbetar för att samla in pengar till tångforskningsinsatser och samarbeta med boskapsindustrin.

Salwen erkänner lätt att mer forskning behöver göras om hälsoeffekterna av tång – både på boskap och människor – och att det fortfarande är oklart om dessa stammar kan skalas upp på ett ekonomiskt genomförbart sätt. Dessutom kommer att tjäna avkastning på produkten i en stat som Kalifornien, där bönder står inför regleringsmandat, helt annorlunda än att sälja den i fattiga delar av världen som också bidrar till metanutsläpp.

Men om allt går bra, hoppas Salwen, kan tidiga marknader som främjas av en stark klimatpolitik hjälpa till att utöka produktionen och sänka kostnaderna på andra håll.

När han går tillbaka från ladan nämner Kebreab att riskkapitalister har besökt campus för att lära sig mer om forskningen och möjligheterna. Han har varit angelägen om att dela med sig, med tanke på hur mycket investeringar som skulle krävas för att få igång en röd tångindustri.

Ju mer pengar du har, desto snabbare kan vi få ut det på marknaden, säger han.

Men Kebreab själv har inga entreprenörsambitioner.

Jag gillar bara att jobba med djuren, säger han.

Dölj