Le alghe potrebbero far ruttare le mucche meno metano e ridurre la loro impronta di carbonio

Giacomo Tempio

In un fienile di legno ai margini del campus dell'Università della California, a Davis, i bovini si mettono in fila nei punti di alimentazione assegnati per strappare bocconi di fieno di erba medica.

La scorsa primavera, molte di queste vacche da latte Holstein hanno partecipato a uno studio per testare un percorso promettente per ridurre le emissioni di metano dal bestiame, un'enorme fonte di gas serra che guidano il cambiamento climatico. Aggiungendo una piccola quantità di alghe al mangime degli animali, i ricercatori hanno scoperto che potrebbero ridurre la produzione di metano delle mucche di quasi il 60%.

Ogni anno, la produzione di bestiame emette gas serra con l'equivalente effetto di riscaldamento di più di 7 gigatonnellate di anidride carbonica, all'incirca lo stesso impatto globale come l'industria dei trasporti. Quasi il 40% di questo viene prodotto durante la digestione: bovini, capre e pecore ruttano e trasmettono metano, un gas serra molto potente, anche se di breve durata.

Se le riduzioni ottenute nello studio UC Davis potessero essere applicate all'industria zootecnica mondiale, eliminerebbero quasi 2 gigatonnellate di tali emissioni all'anno, circa un quarto dell'inquinamento climatico totale degli Stati Uniti ogni anno.

Ermias Kebreab, un professore di scienze animali presso la UC Davis che guida il lavoro, si prepara a intraprendere uno studio più ambizioso nei prossimi mesi, per valutare se quantità minori di una forma più potente di alghe possono ridurre ulteriormente le emissioni di metano. Nel frattempo, alcune aziende hanno iniziato a esplorare quella che potrebbe essere la sfida più difficile: farla crescere su vasta scala.

Riduzioni molto, molto elevate

Il problema è il processo digestivo di bovini e altri ruminanti, noto come fermentazione enterica. I microbi nel loro tratto digestivo si scompongono ed estraggono energia dai carboidrati nelle erbe fibrose. Ma lo stesso processo genera anche idrogeno, di cui si nutre un insieme separato di microrganismi, producendo metano.

Circa il 95% del gas fuoriesce attraverso la bocca e le narici, mentre il resto esce nell'altra direzione.

I ricercatori hanno esplorato una serie di potenziali percorsi per ridurre le emissioni del bestiame, tra cui l'allevamento selettivo (alcuni animali sono meno gassosi di altri), i vaccini, il trasferimento del microbioma, vari integratori alimentari e mangimi più efficienti, il tutto con risultati variabili, afferma Dan Blaustein-Rejto , analista agricolo senior presso il Breakthrough Institute, un centro di ricerca incentrato sulle soluzioni tecnologiche ai problemi ambientali.

Ma c'è un crescente slancio dietro l'approccio delle alghe, grazie ai risultati quasi sconvolgenti degli studi scientifici iniziali. Nel 2014, ricercatori australiani fondare che basse dosi di un'alga rossa conosciuta come Asparagopsis taxiformis virtualmente eliminato la produzione di metano negli esperimenti di laboratorio. Prove sul campo con pecore vive tagliare le emissioni fino all'80%, mentre l'esperimento UC Davis, il primo su bovini vivi, ha mostrato una riduzione media del 58% quando un'alga correlata costituiva l'1% della loro dieta.

Più latte e carne

Kebreab è cresciuto in Eritrea, un paese dell'Africa orientale sulla costa del Mar Rosso che lotta con ricorrenti siccità e carestie. La continua carenza di latte o carne lo ha spinto a studiare il bestiame, nella speranza di trovare modi sostenibili per produrre di più di entrambi.

Il professore della UC Davis Ermias Kebreab dà da mangiare a una mucca nel campus. Giacomo Tempio

Kebreab ha iniziato a ricercare il problema del metano più di dieci anni fa. Ma il recente lavoro sulle alghe è stato spinto, in parte, dall'approvazione da parte della California di una legge nel 2016 che chiedeva di ridurre del 40% le emissioni di metano dello stato. Ciò ha esercitato una reale pressione sulle aziende affinché trovassero modi efficaci e convenienti per farlo, in particolare tra i bovini e gli allevatori di latte della Central Valley. Lo statuto si concentra principalmente sul problema correlato ma più piccolo della riduzione del metano dal letame del bestiame, per il quale esistono alcuni mezzi disponibili per fare e misurare i progressi . Ma anche la riduzione delle emissioni dei rutti delle mucche conterebbe per il rispetto di tale mandato.

Non appena SB-1383 è online, il livello di interesse è aumentato enormemente e si è concentrato in California, afferma Kebreab.

Un effetto collaterale negativo nello studio iniziale della UC Davis è che i bovini hanno ridotto la quantità che stavano consumando ogni giorno. Questo è un grosso problema, dal momento che più le mucche mangiano, più latte o carne producono. Kebreab sospetta che il problema fosse semplicemente il gusto: le alghe sono molto salate. Alla fine i ricercatori lo hanno mescolato con la melassa per aiutare la medicina a scendere.

Ma soprattutto, nello studio iniziale, hanno usato una forma di alga che non è potente come le alghe rosse impiegate nei primi esperimenti di laboratorio australiani. Kebreab intende utilizzare quel ceppo nella prova di follow-up e crede che potrebbe ridurre più emissioni anche a una dose più bassa.

Nei prossimi mesi, Kebreab supervisionerà un esperimento di sei mesi con 24 bovini da carne. Ha in programma di valutare da vicino se l'effetto sul metano persiste allo stesso livello per un periodo di tempo più lungo, nonché se il supplemento influisca sulla salute, sul peso e sulla qualità della carne.

Teoricamente, fintanto che i bovini non ne notano il sapore (o si abituino), le alghe dovrebbero aiutarli a ingrassare. Bloccare la produzione di metano dovrebbe significare che una maggior parte dei carboidrati consumati viene indirizzata al compito di costruire tessuti. In tal caso, gli agricoltori potrebbero vedere un ritorno economico sul costo iniziale di questo supplemento, sebbene possa essere o meno l'opzione più conveniente per imballare in base al peso.

Ma c'è un'altra preoccupazione: come ottenere i 200 chilogrammi di alghe rosse di cui hanno bisogno per lo studio. Deve ancora essere prodotto su scala commerciale e farlo potrebbe rivelarsi complicato.

Arrivare a scalare

Australis Aquaculture, un produttore di spigola asiatica di allevamento oceanico con sede a Greenfield, Massachusetts, sta tentando di trovare una strada attraverso un progetto di ricerca in Vietnam, soprannominato Greener Grazing.

Le alghe rosse crescono naturalmente in natura, ma ci vorrà una mano umana pesante per produrle alla velocità e alla scala necessarie per servire anche una piccola parte dell'industria zootecnica globale. E finora, l'alga ha resistito ai tentativi di farla riprodurre, afferma Josh Goldman, il fondatore dell'azienda.

Huynh Thi Khanh al lavoro nella banca dei semi di Greener Grazing. Pascolo più verde

Greener Grazing e i suoi collaboratori stanno perseguendo diversi percorsi per risolvere il problema. Se lo decidono, l'azienda passerà alla fase successiva del tentativo di coltivare alghe al largo delle coste del Vietnam. Le piante verrebbero collocate all'interno del tipo di rete tubolare di plastica usata per coltivare le ostriche e sospese a pochi metri sott'acqua, abbastanza in profondità per essere protette dalle onde, ma abbastanza vicine al sole perché la fotosintesi ne guidi la crescita.

Nel frattempo, DSM, il gigante conglomerato olandese, sta lavorando a un additivo sintetico per le mucche. Un documento coautore dei suoi ricercatori ha scoperto che un inibitore del metano noto come 3-nitroossipropanolo, o 3NOP, riduce le emissioni del 30% nelle Holstein in allattamento. Lo studio ha rilevato che la produzione di latte non è stata influenzata durante l'esperimento di 12 settimane e, come bonus, l'energia del metano risparmiata ha contribuito a generare tessuto, con conseguente aumento del peso corporeo.

Secondo quanto riferito, DSM Nutritional Products spera di commercializzare il mangime per animali e ha già applicato per l'approvazione della Food and Drug Administration statunitense per la vendita negli Stati Uniti.

Sebbene le riduzioni non siano così drammatiche come quelle osservate nei primi test sulle alghe, una grande azienda con impianti di produzione e canali di distribuzione esistenti potrebbe potenzialmente aumentare la produzione più velocemente e ridurre i costi oltre l'approccio dell'acquacoltura, afferma Kebreab.

DSM non ha risposto a una richiesta del MIT Technology Review.

Oltre la California

Kebreab sta collaborando con Giovanna Salwen , un collega di Stanford che ha fondato Innovazioni dell'olmo , un'impresa sociale che lavora per raccogliere fondi per gli sforzi di ricerca sulle alghe e collaborare con l'industria del bestiame.

Salwen riconosce prontamente che sono necessarie ulteriori ricerche sugli effetti sulla salute delle alghe, sia sul bestiame che sugli esseri umani, e che non è ancora chiaro se questi ceppi possano essere aumentati in modo economicamente fattibile. Inoltre, guadagnare sul prodotto in uno stato come la California, dove gli agricoltori devono far fronte a mandati normativi, sarà molto diverso dal venderlo nelle parti povere del mondo che contribuiscono anche alle emissioni di metano.

Ma se tutto va bene, spera Salwen, i primi mercati promossi da forti politiche climatiche potrebbero aiutare ad espandere la produzione e ridurre i costi altrove.

Tornando dal fienile, Kebreab afferma che i venture capitalist hanno visitato il campus per saperne di più sulla ricerca e sulle opportunità. Non vedeva l'ora di condividere, data la quantità di investimento che sarebbe necessaria per far decollare un'industria di alghe rosse.

Più soldi hai, più velocemente possiamo portarli sul mercato, dice.

Ma lo stesso Kebreab non ha ambizioni imprenditoriali.

Mi piace solo lavorare con gli animali, dice.

nascondere