Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эксперимент в Австралии по улавливанию выдыхаемого метана от овец

Кишечная ферментация - это пищеварительный процесс, при котором углеводы расщепляются микроорганизмами на простые молекулы для всасывания в кровоток животного. Из-за того, что люди во многих частях мира полагаются на сельскохозяйственных животных, которые переваривают пищу путем кишечной ферментации, это является одним из факторов увеличения выбросов метана .

Жвачные животные [ править ]

Жвачные животные - это те, у которых есть рубец . Рубец представляет собой многокамерный желудок, который встречается почти исключительно у некоторых парнокопытных млекопитающих, таких как крупный рогатый скот , олени и верблюды , что позволяет им есть жесткие растения с повышенным содержанием целлюлозы и зерна, которые вызывают однокамерный желудок (т. Е. «Однокамерный животный ») животных, таких как люди , собаки и кошки , не могут перевариваться.

Кишечная ферментация происходит, когда метан (CH 4 ) вырабатывается в рубце во время микробной ферментации. В рубце присутствует более 200 видов микроорганизмов, хотя только около 10% из них играют важную роль в пищеварении. Большая часть побочного продукта CH 4 отрыгивается животным, однако небольшой процент CH 4 также вырабатывается в толстой кишке и выводится в виде метеоризма.

Выбросы метана являются важным вкладом в глобальные выбросы парниковых газов. МГЭИК сообщает, что метан более чем в двадцать раз эффективнее CO 2 улавливать тепло в атмосфере, хотя следует отметить, что он производится в значительно меньших количествах. Метан также представляет собой значительную потерю энергии для животных, составляющую от 2 до 12% от общего количества потребляемой энергии. [1] Таким образом, снижение производства кишечного CH 4 из жвачных животных без изменения животноводства желательно как в качестве стратегии сокращения глобальных выбросов парниковых газов, так и в качестве средства повышения эффективности преобразования кормов. [2] В Австралии на долю жвачных животных приходится более половины выбросов парниковых газов из метана.[3] Австралия внедрила программу добровольной иммунизации крупного рогатого скота, чтобы уменьшитьвыброс CH 4, вызываемый метеоризмом . [ необходима цитата ]

Однако в Австралии есть виды жвачных кенгуру , которые способны производить на 80% меньше метана, чем коровы. Это связано с тем, что в микробиоте кишечника макроподид, рубца и других частей их пищеварительной системы преобладают бактерии семейства Succinivibrionaceae . Эти бактерии способны производить сукцинат в качестве конечного продукта разложения лигноцеллюлоз , производя небольшие количества метана в качестве конечного продукта. Его особый метаболический путь позволяет использовать другие акцепторы протонов, избегая образования метана. [4]

Экспериментальное управление [ править ]

Кишечная ферментация была вторым по величине антропогенным источником выбросов метана в США с 2000 по 2009 год. [5] В 2007 году выбросы метана в результате кишечной ферментации составили 2,5% чистых парниковых газов, произведенных в Соединенных Штатах при 139 тераграммах эквивалента углекислого газа. (Тг CO 2 ) из общего чистого выброса 5618 Тг CO 2 . [6] По этой причине ученые считают, что с помощью микробной инженерии, использования микробиомы для модификации естественных или антропогенных процессов, мы могли бы изменить состав микробиоты рубца сильных продуцентов метана, имитируя микробиоту Macropodidae.

Недавние исследования утверждают, что эту технику можно выполнять. В одном из этих исследований ученые анализируют изменения микробиоты человека при различных пищевых изменениях. [7] В другом исследовании ученые вводят человеческую микробиоту у мышей-гнотобиотов , чтобы сравнить различные изменения для разработки новых способов манипулирования свойствами микробиоты с целью предотвращения или лечения различных заболеваний. [8]

Asparagopsis taxiformis - это вид водорослей, который, как показали исследования in vitro, значительно снижает выбросы метана. Однако доказательств in vivo нет. [9]

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Джонсон, КА; Джонсон, Делавэр (2016-08-01). «Выбросы метана от крупного рогатого скота» . Журнал зоотехники . 73 (8): 2483. DOI : 10,2527 / 1995.7382483x . ISSN  0021-8812 . PMID  8567486 . Архивировано из оригинала на 2017-08-29 . Проверено 17 марта 2019 .
  2. ^ Мартин, C .; Моргави, Д.П .; Доро, М. (01.03.2010). «Снижение выбросов метана у жвачных животных: от микробов до масштабов фермы» . Животное . 4 (3): 351–365. DOI : 10.1017 / S1751731109990620 . ISSN 1751-732X . PMID 22443940 . Архивировано 23 ноября 2018 года . Проверено 17 марта 2019 .  
  3. ↑ Австралийское бюро по парниковым газам, «Национальная инвентаризация парниковых газов», Канберра, ACT, март 2007 г.
  4. ^ Изоляция Succinivibrionaceae, влияющая на низкие выбросы метана, от Tammar Wallabies PB Pope, Science 333, 646 (2011)
  5. ^ Краткое содержание - Реестр выбросов и стоков парниковых газов в США: 1990-2009 гг. - Агентство по охране окружающей среды США, апрель 2011 г .; доступно по адресу: http://www.epa.gov/climatechange/emissions/downloads11/US-GHG-Inventory-2011-Executive-Summary.pdf. Архивировано 16 августа 2011 г. на Wayback Machine.
  6. ^ Перечень выбросов и стоков парниковых газов в США: 1990-2007 гг. - Агентство по охране окружающей среды США, апрель 2009 г .; доступно по адресу: http://www.epa.gov/climatechange/emissions/downloads09/ExecutiveSummary.pdf. Архивировано 3 ноября 2009 г. на Wayback Machine.
  7. ^ Ву, Гэри Д .; и другие. (2011). «Связь долгосрочных диетических моделей с кишечными микробными энтеротипами» . Наука . 334 (6052): 105–108. Bibcode : 2011Sci ... 334..105W . DOI : 10.1126 / science.1208344 . PMC 3368382 . PMID 21885731 .  
  8. ^ Вера, Иеремия Дж. (2011). «Прогнозирование реакции микробиоты кишечника человека на диету у мышей-гнотобиотов» . Наука . 334 (6038): 101–104. Bibcode : 2011Sci ... 333..101F . DOI : 10.1126 / science.1206025 . PMC 3303606 . PMID 21596954 .  
  9. ^ "Архивная копия" . Архивировано 2 июля 2018 года . Проверено 17 марта 2019 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )

Не процитированные ссылки [ править ]

  1. Гиббс М.Дж. и Ленг Р.А. «Выбросы метана от домашнего скота», Метан и закись азота, Труды Международного семинара МГЭИК, Амерсфорт, Нидерланды, стр. 73–79, февраль 1993 г.
  2. Государственная рабочая тетрадь: Методология оценки выбросов парниковых газов, EPA 230-B-92-002, Агентство по охране окружающей среды США, Управление политики, планирования и оценки, Вашингтон, округ Колумбия, 1995.
  3. Международные антропогенные выбросы метана: оценки за 1990 г., EPA-230-R-93-010. Агентство по охране окружающей среды США, Отдел глобальных изменений, Управление по воздуху и радиации, Вашингтон, округ Колумбия, 1994.
  4. П. Крутцен и др., Производство метана домашними животными, дикими жвачими животными, другой травоядной фауной и людьми, Tellus, 38B (3-4): 271–284, 1986.
  5. Антропогенные выбросы метана в Соединенных Штатах: оценки за 1990 год, отчет для Конгресса, Агентство по охране окружающей среды США, Управление воздуха и радиации, Вашингтон, округ Колумбия, 1993.
  6. Рабочая тетрадь по инвентаризации парниковых газов, Межправительственная группа экспертов по изменению климата / Организация экономического сотрудничества и развития, Париж, Франция, стр. 4.1-4.5, 1995.