Fermentação entérica
A fermentação entérica é um processo digestivo pelo qual os carboidratos são decompostos por microrganismos em moléculas simples para absorção na corrente sanguínea de um animal. A FAO estimou que o gado ruminante contribui com cerca de 34,5% do total de emissões antropogênicas de metano.[1]
Ruminantes
[editar | editar código]Os animais ruminantes são aqueles que têm rúmen. O rúmen é um estômago com várias câmaras encontrado quase que exclusivamente em alguns mamíferos artiodátilos, como gado, ovelhas e veados, permitindo que eles comam plantas e grãos resistentes enriquecidos com celulose que os animais monogástricos (ou seja, com “estômago de câmara única”), como humanos, cães e gatos, não conseguem digerir. Embora se considere que os camelos sejam ruminantes, eles não são ruminantes verdadeiros.[2]
A fermentação entérica ocorre quando o metano (CH₄) é produzido no rúmen à medida que ocorre a fermentação microbiana. Mais de 200 espécies de microrganismos estão presentes no rúmen, embora apenas cerca de 10% delas desempenhem um papel importante na digestão. A maior parte do subproduto CH₄ é expelida pelo animal. No entanto, uma pequena porcentagem de CH₄ também é produzida no intestino grosso e eliminada como flatulência.
As emissões de metano são uma contribuição importante para as emissões globais de gases de efeito estufa. O IPCC relata que o metano é mais de vinte vezes mais eficaz do que o CO₂ para reter o calor na atmosfera, embora observe que ele é produzido em quantidades substancialmente menores. O metano também representa uma perda significativa de energia para o animal, variando de 2 a 12% da ingestão bruta de energia.[3] Portanto, é desejável diminuir a produção de CH₄ entérico dos ruminantes sem alterar a produção animal, tanto como estratégia para reduzir as emissões globais de gases de efeito estufa quanto como meio de melhorar a eficiência da conversão alimentar.[4] Na Austrália, os ruminantes são responsáveis por mais da metade da contribuição do metano para os gases de efeito estufa.[5]
Entretanto, na Austrália, há espécies de ruminantes como os cangurus que conseguem produzir 80% menos metano do que as vacas. Isso ocorre porque a microbiota intestinal dos macropodídeos, o rúmen e outras partes de seu sistema digestivo, é dominada por bactérias da família Succinivibrionaceae. Essas bactérias são capazes de produzir succinato como produto final da degradação da lignocelulose, produzindo pequenas quantidades de metano como produto final. Sua rota metabólica especial permite que ela utilize outros aceptores de prótons, evitando a formação de metano.[6]
Gerenciamento experimental
[editar | editar código]A fermentação entérica foi a segunda maior fonte antropogênica de emissões de metano nos Estados Unidos de 2000 a 2009.[7] Em 2007, as emissões de metano da fermentação entérica foram 2,3% dos gases de efeito estufa líquidos produzidos nos Estados Unidos, com 139 teragramas de equivalentes de dióxido de carbono (Tg CO₂) de uma emissão líquida total de 6087,5 Tg CO₂. 5 Tg CO₂.[8] Por esse motivo, os cientistas acreditam que, com o auxílio da engenharia microbiana, o uso de microbioma para modificar processos naturais ou antropogênicos, poderíamos alterar a composição da microbiota do rúmen de grandes produtores de metano, emulando a microbiota do Macropodidae.
Estudos recentes afirmam que essa técnica é possível de ser realizada. Em um desses estudos, os cientistas analisam as alterações da microbiota humana por meio de diferentes mudanças alimentares.[9] Em outro estudo, os pesquisadores introduziram uma microbiota humana em camundongos gnotobióticos [en] a fim de comparar as diferentes alterações para desenvolver novas maneiras de manipular as propriedades da microbiota para prevenir ou tratar várias doenças.[10]
Outra abordagem para gerenciar as emissões de metano provenientes da fermentação entérica envolve o uso de aditivos e suplementos alimentares na ração do gado.[11] Por exemplo, a Asparagopsis taxiformis (também conhecida como alga vermelha) é uma espécie de alga que, quando fornecida ao gado, demonstrou reduzir substancialmente suas emissões de metano.[12][13] Um segundo exemplo que demonstrou reduzir significativamente as emissões de metano do gado envolve o uso do composto 3-nitroxipropanol [en] (3-NOP), que inibe a etapa final da síntese de metano por microrganismos no rúmen.[14] Alguns desses métodos já foram aprovados para uso pelos fazendeiros,[15] enquanto outros continuam a ser avaliados quanto à segurança, eficácia e outras questões.[16]
Ver também
[editar | editar código]Referências
[editar | editar código]- ↑ Methane emissions in livestock and rice systems (em inglês). [S.l.]: FAO. 2023. ISBN 978-92-5-138148-9. doi:10.4060/cc7607en
- ↑ Fowler, Murray E. (2008). «Camelids Are Not Ruminants». Zoo and Wild Animal Medicine (em inglês). [S.l.: s.n.] pp. 375–385. ISBN 978-1-4160-4047-7. PMC 7152308
. doi:10.1016/B978-141604047-7.50049-X
- ↑ Johnson, K. A.; Johnson, D. E. (1 de agosto de 1995). «Methane emissions from cattle». Journal of Animal Science (em inglês). 73 (8): 2483–2492. PMID 8567486. doi:10.2527/1995.7382483x
- ↑ Martin, C.; Morgavi, D.P.; Doreau, M. (2010). «Methane mitigation in ruminants: from microbe to the farm scale». Animal (em inglês). 4 (3): 351–365. Bibcode:2010Anim....4..351M. PMID 22443940. doi:10.1017/S1751731109990620
- ↑ Australian Greenhouse Office, "National Greenhouse Gas Inventory" (em inglês) Canberra ACT, March 2007.
- ↑ Pope, P. B.; Smith, W.; Denman, S. E.; Tringe, S. G.; Barry, K.; Hugenholtz, P.; McSweeney, C. S.; McHardy, A. C.; Morrison, M. (29 de julho de 2011). «Isolation of Succinivibrionaceae Implicated in Low Methane Emissions from Tammar Wallabies». Science (em inglês). 333 (6042): 646–648. Bibcode:2011Sci...333..646P. CiteSeerX 10.1.1.904.7749. JSTOR 27978358. PMID 21719642. doi:10.1126/science.1205760
- ↑ Executive Summary - Inventory of U.S. Greenhouse Gas Emissions and Sinks: 1990-2009 - U.S. Environmental Protection Agency, April, 2011; available at: http://www.epa.gov/climatechange/emissions/downloads11/US-GHG-Inventory-2011-Executive-Summary.pdf (em inglês) Arquivado em 2011-08-16 no Wayback Machine
- ↑ Inventory of U.S. Greenhouse Gas Emissions and Sinks: 1990-2007 - U.S. Environmental Protection Agency, April, 2009; available at: http://www.epa.gov/climatechange/emissions/downloads09/ExecutiveSummary.pdf (em inglês) Arquivado em 2009-11-03 no Wayback Machine
- ↑ Wu, Gary D.; et al. (2011). «Linking Long-Term Dietary Patterns with Gut Microbial Enterotypes». Science (em inglês). 334 (6052): 105–108. Bibcode:2011Sci...334..105W. PMC 3368382. PMID 21885731. doi:10.1126/science.1208344
- ↑ Faith, Jeremiah J. (2011). «Predicting a Human Gut Microbiota's Response to Diet in Gnotobiotic Mice». Science (em inglês). 334 (6038): 101–104. Bibcode:2011Sci...333..101F. PMC 3303606. PMID 21596954. doi:10.1126/science.1206025
- ↑ Haque, Md Najmul (18 de junho de 2018). «Dietary manipulation: a sustainable way to mitigate methane emissions from ruminants». Journal of Animal Science and Technology (em inglês). 60 (1). 15 páginas. ISSN 2055-0391. PMC 6004689. PMID 29946475. doi:10.1186/s40781-018-0175-7
- ↑ Kinley, Robert D.; de Nys, Rocky; Vucko, Matthew J.; Machado, Lorenna; Tomkins, Nigel W. (2016). «The red macroalgae Asparagopsis taxiformis is a potent natural antimethanogenic that reduces methane production during in vitro fermentation with rumen fluid». Animal Production Science (em inglês). 56 (3): 282–289. doi:10.1071/AN15576
- ↑ «In First Real-World Experiment, Red Seaweed Cuts Methane In Cows By More Than Half». Science Friday (em inglês). 5 de novembro de 2021. Consultado em 15 de novembro de 2021
- ↑ Yu, Guanghui; Beauchemin, Karen A.; Dong, Ruilan (13 de dezembro de 2021). «A Review of 3-Nitrooxypropanol for Enteric Methane Mitigation from Ruminant Livestock». Animals (em inglês). 11 (12). 3540 páginas. ISSN 2076-2615. PMC 8697901. PMID 34944313. doi:10.3390/ani11123540
- ↑ «Methane reducing 3-NOP feed additive approved by the European Commission». Irish Co-Operative Organisation Society (em inglês). 28 de fevereiro de 2022. Consultado em 29 de novembro de 2022
- ↑ McFadden, Joseph (1 de fevereiro de 2022). «Hold off — for now — on feeding seaweed to cows to reduce methane». The Hill (em inglês). Consultado em 25 de novembro de 2022
