在构建愈加可捏续的大众食粮系统的贫困需求中，畜生饰演着休戚各半的变装。一方面，它们如同天然界的振荡大众勾引 大爷，将东谈主们无法径直食用的纤维性植物振荡为富含卵白质的肉类和牛奶，牛和羊算作放牧动物，是东谈主类食物的首要开端。对于宇宙上好多最空泛的东谈主来说，一两端牛，亦或者几只羊，就能成为他们生存的因循。
然则，这些益处伴跟着广大的环境代价。2013 年的一项征询标明，大众鸿沟内，畜坐褥生的温室气体排放约占总量的 14.5%，杰出了全宇宙通盘汽车和卡车排放的总数。在畜生对大众变暖的潜在影响中，甲烷这一强效温室气体尤为杰出，占据了约 40% 的比重。而甲烷，恰是畜生消化纤维性食物时不经意间开释出的“隐形杀手”。
面对畜生带来的两难地点，东谈主们进行了宽绰的征询责任来减少放牧动物的甲烷排放。现时，诸如优化饲养管制、取舍新式饲料添加剂等法子，虽已初显成效，但还不及以在大众鸿沟内产生显耀影响。因此，科学家们正在探索其他可能的惩办决策，比如栽植低甲烷排放的畜生和调控在放牧动物胃中产生甲烷的微生物。尽管这些法子距离内容应用尚需时日，但它们可能相对容易平庸实施，并最终可能会产生不可斟酌的积极作用。
好音信是，甲烷是一种相对早死的温室气体。与二氧化碳会在大气中淹留一个多世纪比较，今天排放的甲烷在短短十多年后就会脱色殆尽。因此，现时立即选定秩序减少甲烷排放不错飞速裁汰温室气体水平，从而减缓愉快变化。
Claudia Arndt，一位在肯尼亚内罗毕国外畜牧征询所责任的乳品养分学家，接力于征询甲烷排放问题。她指出，“在将来 20 年内减少甲烷排放是咱们唯独能够截止大众变暖的法子。”
甲烷窘境裁汰甲烷排放面对的广大挑战在于，这种气体是令反刍动物具有私有价值的同期天然产生的副居品：因为反刍动物与一群微生物的伙伴关系。这些微生物生活在反刍动物四个胃中最大的瘤胃（也就是第一胃）里，在何处它们将纤维性食物瓦解成更小的分子，供动物接纳养分。在这个经由中，它们产生宽绰的氢气，这些氢气被另一群被称为产甲烷菌的微生物振荡为甲烷。
大部分这种甲烷，时时被称为肠谈甲烷，是由动物通过打嗝或呼气排放到大气中的 —— 例如来说，一头牛每年大聚集排放 220 磅的甲烷气体。（与宽绰的认识违抗的是，通过放屁排出的甲烷特殊少。饲养场和奶牛场堆积的粪便中，约莫占了好意思国畜生甲烷排放的四分之一，但是通过改善透风条目或者拿获甲烷用于坐褥生物燃气不错防卫这些排放。比较之下，放牧动物单独排泄的粪便所产生的甲烷则少之又少，确凿不错忽略不计。）
捕捉和减少肠谈甲烷排放实在是一个辣手的问题，因为反刍动物在产生甲烷的同期还在不休活动。面对这一挑战，最径直且灵验的法子是确保畜生的健康与高产，比如通过接种疫苗防卫疾病、防卫寄生虫侵犯、以及提供鼓胀养分的食物，这些秩序在资源匮乏地区尤为首要。天然这些作念法并不行径直减少动物的甲烷排放量，但它们能够擢升坐褥效用，意味着每坐褥一磅肉或每加仑奶所产生的甲烷排放量 —— 即排放强度，会显耀裁汰。
Arndt 指出了一个要津问题：只是裁汰排放强度，并不行灵验减少大气中的甲烷总量。这是因为，要是农民只是通过提高坐褥效用来增多产量，而不相应地减少畜群限制，那么总的甲烷排放量仍然会居高不下。
现在，征询东谈主员尚短缺鼓胀的数据来精准评估这些提高坐褥力的秩序在大众鸿沟内能够裁汰几许排放强度。然则，仍是有一些征询，尽头是针对乳畜的，为咱们提供了一些陈迹。字据 Arndt 和她的共事们在 2022 年《好意思国国度科学院院刊》（PNAS）上的综述，这些秩序有望减少约莫 10% 到 15%，以致更多的排放强度。
“提高坐褥力很首要 —— 但这只是一个驱动。”大众甲烷中心的农业名目主任 Hayden Montgomery 说。大众甲烷中心是一个专注于协谐和股助甲烷减排征询的慈善配合组织。“单靠提高坐褥力自身不及以已毕咱们念念要的减排水平，但它肯定是积极的驱动。”
现时，在减少总体甲烷排放的政策中，唯独一项可即刻付诸实验的政策是取舍一种名为 3-硝基氧基丙醇（3-NOP）的合成饲料添加剂。该添加剂的私有之处在于，它能在产甲烷菌作用之前，灵验接纳瘤胃内产生的部分氢气。值得注重的是，3-NOP 已在多个国度取得批准，其中包括好意思国与加拿大，且已阐明能减少杰出 30% 的甲烷排放量。
Diego Morgavi，法国国度农业、食物和环境征询所（French National Research Institute for Agriculture， Food and Environment）的动物科学家，与东谈主合著了一篇对于减少肠谈甲烷的综述，发表在 2024 年的《动物生物科学年度指摘》（Annual Review of Animal Biosciences）上。Morgavi 提到，现时征询中还有其他潜在的饲料添加剂正受到暖热，其中之一即是红藻。红藻产生一种名为溴仿（三溴甲烷）的分子，这种分子能阻断甲烷生成的临了一步，表面上能减少高达 90% 的排放。然则，溴仿是有毒的，且现在尚无法细目这种对瘤胃微生物的改换是否能在恒久内保捏安全无害。
然则，这些添加剂在内容应用中可能面对诸多挑战。对于稠密农民而言，它们大约并不切实可行，因为这增多了饲养老本，但并未带来坐褥力的显耀擢升。“谁来为此买单？”Arndt 提倡了这么的疑问。更为辣手的是，牲畜需要每天摄入这些添加剂，但对于大众大多数在牧场开脱放牧的反刍动物而言，这无疑是一个难以已毕的物流难题。“这恰是咱们面对的大问题 —— 对于放牧动物，咱们根底无法灵验截止其排放。”华盛顿州大学的动物科学家 Kristen Johnson 如斯说谈。
栽植低甲烷排放的动物对于那些开脱放牧的牲畜来说，通过育种减少其甲烷排放量成为了一个颇具远景的取舍。不管是绵羊照旧牛，即即是体型和饮食民风全皆换取，它们排放的甲烷量也可能存在高达 30% 至 40% 的互异。“这个互异鸿沟给了咱们很大的操作空间，” Montgomery 说谈。这一特质似乎与其他好多育种者老例考虑的性状一样，具有遗传性。事实上，育种者仍是驱动将甲烷产量纳入他们对加拿大奶牛、爱尔兰肉牛和新西兰绵羊的取舍圭臬中了。
奇米影视盒播放器在开脱放牧的环境中，评估育种策划对牲畜甲烷排放量的影响如实是一项挑战。然则，科罗拉多州立大学的征询东谈主员正接力于建造惩办决策。他们设想了一个不错方便地安置在牧场上的打嗝捕捉室。当牛群联结这个安设时，捎带在它们耳朵上的电子标签会飞速识别出每一头牛的身份。要是征询东谈主员需要从特定的牛何处获取甲烷排放数据，这个安设会发出幽微的响声，并自动向室内投放一份零食算作奖励。当牛在风趣心的驱使下，将头伸进室内咀嚼零食时，安设内的一个电扇会驱动责任，从室内抽取空气样本，并通过内置的高精度仪器精准测量牛打嗝时开释的甲烷量。
征询东谈主员正在使用一种出动式甲烷测量系统来记载在牧场放牧的牛的甲烷排放情况。当系统探伤到它念念要测量的牛的电子耳标时，就会在室内开释一种奖励，并发出哔哔声眩惑牛。牛一边咀嚼着奖励，机器一边测量牛呼出的气体中甲烷的含量。这种创新的法子不仅能够减少对牛的干扰，还能提供精准的个体甲烷排放数据。
科学家们正在探索更肤浅的法子来测量动物的甲烷排放量 —— 仅通过一个点的测量，就能对动物恒久的甲烷产量进行较为准确的估算。例如，通过对动物瘤胃或口腔中的微生物进行基因分析，来波折揣摸其甲烷排放量；以致还有有征询标明奶牛的牛奶化学身分可能与其甲烷排放量存在某种关联。将这些不同的测量法子联结起来，可能会得到愈加可靠的数据，Montgomery 说：“那将会带来立异性变化。”
Montgomery 但愿在十年内，能够栽植出排放较少甲烷的牲畜品种，并让这些新品种在领有健全牲畜育种策划的国度中平庸践诺。与饲料添加剂比较，这类育种策划的上风在于，它们已毕的减排效果是永远性的，况兼不错遗传给后代，这意味着农民或牧民无需再付出特等的勤恳或老本。
校正微生物在牲畜的瘤胃中，微生物的作用不单是是匡助动物消化食物，它们还参与了甲烷的产生。科学家们正在探索通过调整这些微生物来减少甲烷排放的新法子。一项针对 750 头丹麦奶牛的分析露出，瘤胃中微生物的组成，寂然于动物的遗传特征，对奶牛甲烷排放量的几许具有显耀影响。
“调整瘤胃中微生物的均衡，使之更倾向于运用瘤胃内的氢气来生成其他对反刍动物成心的能量开端分子，如乙酸、丙酸和脂肪酸，而非甲烷，这被视为一个极具远景的减排政策。”英属哥伦比亚大学动物微生物组征询员 Leluo Guan 说。Guan 现在隶属于一个专注于征询瘤胃内氢气流向的团队，他们的责任重心是跟踪氢气振荡为甲烷的比例，以及振荡为成心分子的比例。通过比较高甲烷排放和低甲烷排放的动物，该团队期许能够发现诊治氢气均衡的灵验路线，进而减少甲烷的产生。
“简而言之，要津在于将氢气灵验地导向其他用途，”加州大学戴维斯分校的微生物学家 Matthias Hess 强调谈。在他的实验室中，Hess 运用一个密封的实验安设 —— 东谈主工瘤胃，联结 CRISPR 基因裁剪技巧，对瘤胃微生物进行改造，旨在减少甲烷的生成。Hess 但愿在两三年内得到有用的实验室扫尾，并有望在五至七年内，准备好能将校正后的微生物群落移植到动物瘤胃中的技巧。他投诚，在东谈主工瘤胃征询中积聚的常识与素养，相似适用于其他甲烷产生的环境，例如废水处理池和粪便堆积区。
尽管 Guan、Hess 和其他科学家可能见效地栽植出了甲烷产量较低的微生物组，但现在尚不了了是否可能将这种组合应用于信得过动物中。反刍动物的微生物组是出了名的难以改换：即便征询东谈主员设法断根了原有的微生物群落并尝试引入新的微生物，微生物组也会飞速总结至先前的气象。
在动物生命周期的早期阶段介入可能带来更大的见效契机。Morgavi 偏执共事对九头更生小牛在前 14 周的寿命里使用了 3-NOP 添加剂进行处理。由于 3-NOP 能够抢劫产甲烷菌所需的氢气，因此在瘤胃微生物群落酿成的要津时期，它让这些微生物在瘤胃生态系统中处于竞争弊端。
实验扫尾如实标明，经过 3-NOP 处理的小牛与八头未经处理的对照小牛的微生物群落存在互异 —— 而且，这一互异在随后长达 60 周的实验时代捏续存在。Morgavi 团队于 2021 年在《科学敷陈》上发表了这一发现。Morgavi 指出，这可能意味着存在一个要津时期，农民不错在此时代通过滋扰来塑造瘤胃生物群落，从而对动物的一世产生潜入影响。然则，他也强调，这项征询仍需要在其他动物群体和不同条目下进行进一步的考据。
甲烷排放疫苗另一种改换瘤胃微生物群落，使其不再产生甲烷的法子是建造针对产甲烷微生物的牲畜疫苗。征询东谈主员但愿这种疫苗能够激活动物的免疫系统，促使动物体内产生抗体，这些抗体能够与瘤胃中的产甲烷菌联结并使其失去活性。鉴于疫苗接种在农业实验中已被平庸取舍，况兼时时仅需偶尔进行加强接种，这种法子相较于逐日添加饲料添加剂可能更为实用。
新西兰政府所属征询机构 AgResearch 的免疫学家 Neil Wedlock 指导的团队，近二十年来一径直力于建造一种能够减少羊甲烷排放的疫苗。他们的征询扫尾标明，接种疫苗的羊能够在唾液中产生宽绰针对产甲烷菌的抗体，这些抗体的数目足以在表面上使瘤胃内的产甲烷菌一谈失活。“要是疫苗灵验，该团队但愿它能将甲烷排放量减少约 30%。”Janssen 说。然则，该团队于今尚未在活体动物实验中不雅察到一致且显耀的甲烷排放减少效果。
在大众贫困需要减少甲烷排放以支吾愉快变化的配景下，同期考虑到减少牛肉和牛奶消耗的政事意愿相对有限，截止肠谈甲烷排放大约是咱们已毕要津愉快主义的首要路线之一，Montgomery 强调。然则，他也承认，将现时这些充满但愿的征询扫尾振荡为内容可用的技巧还需要十分长的时辰。
“内容上，我不指望到 2030 年咱们能让牲畜甲烷减少 30%，”Montgomery 说，“但咱们能念念象到 2050 年减少 50% 吗？天然 —— 以致可能更多。”
作家：Bob Holmes
翻译：Chocobo
审校：7 号机
原文贯穿：Cleaning up cow burps to combat global warming
本文来自微信公众号：微信公众号（ID：null），作家：Bob Holmes
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