211service.com
Tang kan få kyrne til å rape mindre metan og kutte deres karbonhovavtrykk
James Temple
I en trefjøs i utkanten av campus ved University of California, Davis, står storfe i kø ved sine tildelte fôrplasser for å snappe munnfuller med alfalfahøy.
Den siste våren deltok flere av disse Holstein-melkekyrne i en studie for å teste en lovende vei for å redusere metanutslipp fra husdyr, en enorm kilde til klimagassene som driver klimaendringene. Ved å tilsette en liten mengde tang til dyrenes fôr, fant forskerne, kunne de kutte kyrnes metanproduksjon med nesten 60 %.
Hvert år pumper husdyrproduksjonen ut klimagasser med tilsvarende oppvarmingseffekt av mer enn 7 gigatonn av karbondioksid, omtrent det samme global innvirkning som transportindustrien. Nesten 40 % av dette produseres under fordøyelsen: storfe, geiter og sauer raper og passerer metan, en svært potent, om enn relativt kortvarig, drivhusgass.
Hvis reduksjonene oppnådd i UC Davis-studien kunne brukes på tvers av den verdensomspennende husdyrnæringen, ville det eliminere nesten 2 gigatonn av disse utslippene årlig - omtrent en fjerdedel av USAs totale klimaforurensning hvert år.
Ermias Kebreab, en dyrevitenskapsprofessor ved UC Davis som leder arbeidet, forbereder seg på å gjennomføre en mer ambisiøs studie i månedene fremover, for å evaluere om mindre mengder av en mer potent form for tang kan redusere metanutslippene ytterligere. I mellomtiden har noen virksomheter begynt å utforske hva som kan være den vanskeligere utfordringen: å vokse den i massiv skala.
Veldig, veldig høye reduksjoner
Problemet er fordøyelsesprosessen til storfe og andre drøvtyggere, kjent som enterisk gjæring. Mikrober i fordøyelseskanalene deres bryter ned og trekker ut energi fra karbohydratene i fibrøst gress. Men den samme prosessen genererer også hydrogen, som et eget sett med mikroorganismer lever av, og produserer metan.
Omtrent 95 % av gassen slipper ut gjennom munnen og neseborene, mens resten går ut i den andre retningen.
Forskere har utforsket en rekke potensielle veier for å redusere husdyrutslipp, inkludert selektiv avl (noen dyr er mindre gassformige enn andre), vaksiner, mikrobiomoverføringer, ulike kosttilskudd og mer effektivt fôr – alt med varierende resultater, sier Dan Blaustein-Rejto , senior landbruksanalytiker ved Breakthrough Institute, et forskningssenter med fokus på teknologiske løsninger på miljøproblemer.
Men det er økende fart bak tangtilnærmingen, takket være nesten sjokkerende effektive resultater i innledende vitenskapelige studier. I 2014, australske forskere funnet at lave doser av en rød alge kjent som Asparagopsis taxiformis nesten eliminert metanproduksjon i laboratorieeksperimenter. Feltforsøk med levende sau kutte utslipp så mye som 80 %, mens UC Davis-eksperimentet, det første på levende storfe, viste en reduksjon på 58 % i gjennomsnitt når en relatert tang utgjorde 1 % av dietten.
Mer melk og kjøtt
Kebreab vokste opp i Eritrea, et østafrikansk land på kysten av Rødehavet som sliter med tilbakevendende tørker og hungersnød. Den kontinuerlige mangelen på melk eller kjøtt inspirerte ham til å studere husdyr, i håp om å finne bærekraftige måter å produsere mer av begge.
UC Davis-professor Ermias Kebreab håndmater en ku på campus. James Temple
Kebreab begynte først å forske på metanproblemet for mer enn et tiår siden. Men det nylige arbeidet med tang ble delvis foranlediget av Californias vedtak av en lov i 2016 som ba om å redusere statens metanutslipp med 40 %. Det har lagt et reelt press på bedrifter for å finne effektive og rimelige måter å gjøre det på, spesielt blant Central Valleys storfe- og melkebønder. Vedtektene fokuserer først og fremst på det relaterte, men mindre problemet med å redusere metan fra husdyrgjødsel - som det er noen tilgjengelige midler for å gjøre og måle fremgang . Men å kutte utslipp fra kuraper vil også telle for å oppfylle dette mandatet.
Så snart som SB-1383 kom på nett, økte interessenivået enormt – og det er konsentrert i California, sier Kebreab.
En negativ bivirkning i den første UC Davis-studien er at storfeet reduserte mengden de spiste hver dag. Det er en stor sak, siden jo mer kyrne spiser, jo mer melk eller kjøtt produserer de. Kebreab mistenker at problemet rett og slett var smak: tang er veldig salt. Forskerne blandet det til slutt med melasse for å hjelpe medisinen med å gå ned.
Men avgjørende, i den innledende studien, brukte de en form for tang som ikke er så kraftig som de røde algene som ble brukt i de første australske laboratorieeksperimentene. Kebreab har til hensikt å bruke den stammen i oppfølgingsforsøket, og han mener det kan kutte flere utslipp selv ved en lavere dose.
I månedene fremover vil Kebreab føre tilsyn med et seks måneders eksperiment med 24 kjøttfe. Han planlegger å nøye vurdere om effekten på metan vedvarer på samme nivå over lengre tid, samt om tilskuddet påvirker helse, vekt og kvalitet på kjøttet.
Teoretisk sett, så lenge storfe ikke legger merke til smaken (eller blir vant til den), bør tangen hjelpe dem å legge på seg. Blokkering av metanproduksjon bør bety at flere av de konsumerte karbohydratene blir rettet til oppgaven med å bygge vev. I så fall kan bøndene se en økonomisk avkastning på forhåndskostnaden for dette tillegget – selv om det kanskje er det mest kostnadseffektive alternativet for vektpakking.
Men det er en annen bekymring: hvordan få tak i de 200 kiloene rød tang de trenger for studien. Den har ennå ikke blitt produsert i kommersiell skala, og det kan vise seg vanskelig å gjøre det.
Å komme i skala
Australis Aquaculture, en produsent av havoppdrett asiatisk havabbor med base i Greenfield, Massachusetts, prøver å finne en vei gjennom et forskningsprosjekt i Vietnam, kalt Greener Grazing.
Rødalgene vokser naturlig i naturen, men det vil kreve en tung menneskelig hånd for å produsere den i den hastigheten og den skalaen som er nødvendig for å betjene selv en brøkdel av den globale husdyrnæringen. Og så langt har tangen motstått forsøk på å få den til å reprodusere seg, sier Josh Goldman, selskapets grunnlegger.
Huynh Thi Khanh på jobb i Greener Grazings frøbank. Grønnere beite
Greener Grazing og dets samarbeidspartnere følger flere veier for å løse problemet. Hvis de knekker det, vil selskapet gå videre til neste trinn med å forsøke å dyrke tang utenfor kysten av Vietnam. Plantene ville bli plassert innenfor den typen plastrørnett som brukes til å dyrke østers, og suspendert noen få meter under vann - akkurat dypt nok til å være beskyttet mot bølger, men nær nok til solen til at fotosyntese kan drive vekst.
I mellomtiden jobber DSM, det gigantiske nederlandske konglomeratet, med et syntetisk tilsetningsstoff for kyrne. En artikkel som forskerne var medforfatter på, fant at en metanhemmer kjent som 3-nitrooksypropanol, eller 3NOP, reduserte utslippene med 30 % i ammende holsteiner. Studien bemerket at melkeproduksjonen ikke ble påvirket i løpet av det 12-ukers eksperimentet, og som en bonus hjalp den sparte metanenergien til å generere vev, noe som resulterte i høyere kroppsvekter.
DSM Nutritional Products håper angivelig å kommersialisere dyrefôret og har allerede søkt for US Food and Drug Administration godkjenning for å selge den i USA.
Selv om reduksjonene ikke er på langt nær så dramatiske som de som ble sett i de tidlige testene av tang, kan et stort selskap med eksisterende produksjonsanlegg og distribusjonskanaler potensielt skalere opp produksjonen raskere og redusere kostnadene lenger enn akvakulturtilnærmingen, sier Kebreab.
DSM svarte ikke på en henvendelse fra MIT Technology Review.
Utover California
Kebreab samarbeider med Joan Salwen , en Stanford-stipendiat som grunnla Elm Innovations , en sosial satsing som jobber for å samle inn penger til tangforskningsinnsats og samarbeide med husdyrnæringen.
Salwen erkjenner lett at mer forskning må gjøres på helseeffektene av tangen – både på husdyr og mennesker – og at det fortsatt er uklart om disse stammene kan skaleres opp på en økonomisk gjennomførbar måte. Dessuten vil det å tjene avkastning på produktet i en stat som California, hvor bønder står overfor regulatoriske mandater, være ganske annerledes enn å selge det i fattige deler av verden som også bidrar til metanutslipp.
Men hvis alt går bra, håper Salwen, kan tidlige markeder fremmet av sterk klimapolitikk bidra til å utvide produksjonen og redusere kostnadene andre steder.
Når han går tilbake fra låven, nevner Kebreab at venturekapitalister har besøkt campus for å lære mer om forskningen og mulighetene. Han har vært ivrig etter å dele, gitt mengden investeringer som ville være nødvendig for å få en rødtangindustri i gang.
Jo mer penger du har, jo raskere kan vi få det ut på markedet, sier han.
Men Kebreab selv har ingen gründerambisjoner.
Jeg liker bare å jobbe med dyrene, sier han.