PALMERSTON NORTH, Neuseeland (AP) – Wie verhindert man, dass eine Kuh rülpst?
Es mag wie der Beginn eines humorvollen Rätsels klingen, aber es ist Gegenstand einer riesigen wissenschaftlichen Untersuchung in Neuseeland. Und die Antwort könnte tiefgreifende Auswirkungen auf die Gesundheit des Planeten haben.
Genauer gesagt stellt sich die Frage, wie Kühe, Schafe und andere Nutztiere davon abgehalten werden können, so viel Methan auszustoßen, ein Gas, das nicht so lange wie Kohlendioxid in der Atmosphäre verbleibt, aber mindestens 25-mal stärker ist, wenn es darum geht Erderwärmung.
Da Kühe das Gras, das sie fressen, nicht ohne weiteres verdauen können, fermentieren sie es zuerst in mehreren Magenkompartimenten oder im Pansen, ein Prozess, der große Mengen an Gas freisetzt. Jedes Mal, wenn jemand einen Beef-Burger isst oder einen Milchshake trinkt, geht dies auf Kosten der Umwelt.
Neuseeländische Wissenschaftler kommen mit einigen überraschenden Lösungen, die diese Emissionen stark belasten könnten. Zu den vielversprechenderen gehören selektive Züchtung, gentechnisch verändertes Futter, Methanhemmer und ein potenzieller Wendepunkt – ein Impfstoff.
Nichts ist vom Tisch, von der Fütterung der Tiere mit mehr Seetang bis hin zur Verabreichung eines Probiotikums im Kombucha-Stil namens „Kowbucha“. Ein britisches Unternehmen hat sogar ein tragbares Geschirr für Kühe entwickelt, das Methan beim Aufstoßen oxidiert.
In Neuseeland hat die Forschung eine neue Dringlichkeit angenommen. Da die Landwirtschaft von zentraler Bedeutung für die Wirtschaft ist, stammt etwa die Hälfte der Treibhausgasemissionen des Landes von landwirtschaftlichen Betrieben, verglichen mit weniger als 10 % in den USA. Die 5 Millionen Einwohner Neuseelands sind zahlenmäßig in der Unterzahl von 26 Millionen Schafen und 10 Millionen Rindern.
Als Teil der Bemühungen, klimaneutral zu werden, hat die neuseeländische Regierung versprochen, die Methanemissionen von Nutztieren bis 2050 um bis zu 47 % zu reduzieren.
Im vergangenen Monat kündigte die Regierung einen Plan an damit zu beginnen, Landwirte für Rülpser bei Tieren zu besteuern, ein weltweit erster Schritt, der viele Landwirte verärgert hat. Alle Seiten hoffen, dass sie eine Pause von der Wissenschaft einlegen könnten.
Ein Großteil der Forschung findet auf einem Campus in Palmerston North statt, den einige scherzhaft Gumboot Valley nennen, in Anlehnung an das Silicon Valley.
„Ich glaube nicht, dass es einen anderen Ort gibt, der so ehrgeizig ist wie Neuseeland in Bezug auf die Bandbreite der Technologien, die an einem Ort untersucht werden“, sagte Peter Janssen, leitender Wissenschaftler bei AgResearch, einem staatlichen Unternehmen das etwa 900 Mitarbeiter beschäftigt.
Untermauert wird die Forschung durch Studien, die darauf hindeuten, dass die Reduzierung von Methan weder den Tieren schaden noch die Qualität von Milch oder Fleisch beeinträchtigen muss. Janssen sagte, die Mikroben, die in den Tieren leben und Methan produzieren, scheinen eher opportunistisch als integraler Bestandteil der Verdauung zu sein.
Er arbeitet seit 15 Jahren an der Entwicklung eines Impfstoffs und hat sich in den letzten fünf Jahren intensiv damit beschäftigt. Er sagte, es habe das Potenzial, die von Kühen gespuckte Methanmenge um 30 % oder mehr zu reduzieren.
„Ich glaube fest daran, dass es funktionieren wird, denn das ist die Motivation dafür“, sagte er.
Ein Impfstoff würde das Immunsystem eines Tieres dazu anregen, Antikörper zu produzieren, die dann den Ausstoß der methanproduzierenden Mikroben dämpfen würden. Ein großer Vorteil eines Impfstoffs ist, dass er wahrscheinlich nur einmal im Jahr oder vielleicht sogar einmal im Leben eines Tieres verabreicht werden muss.
Inhibitoren, die auf ähnliche Weise wirken, sind Verbindungen, die den Tieren verabreicht werden und die Methanmikroben direkt dämpfen.
Inhibitoren könnten laut Janssen auch Methan um mindestens 30 % und vielleicht bis zu 90 % reduzieren. Die Herausforderung besteht darin, dass die Verbindungen für den Tierverzehr sicher sein müssen und nicht über das Fleisch oder die Milch auf den Menschen gelangen dürfen. Auch Hemmstoffe müssen regelmäßig verabreicht werden.
Sowohl Hemmstoffe als auch Impfstoffe sind einige Jahre von der Marktreife entfernt, sagte Janssen.
Aber andere Technologien wie selektive Züchtung, die den Methanausstoß um 15 % reduzieren könnten, werden bereits im nächsten Jahr auf Schaffarmen eingeführt, sagte Janssen. Ein ähnliches Programm für Kühe ist möglicherweise nicht allzu weit entfernt.
Wissenschaftler testen Schafe seit Jahren in Kammern, um Unterschiede darin aufzuzeigen, wie viel Methan sie rülpsen. Die Low-Emitter wurden gezüchtet und brachten Low-Emitter-Nachkommen hervor. Wissenschaftler haben auch genetische Merkmale verfolgt, die Tieren mit geringen Emissionen gemeinsam sind, die sie leicht identifizierbar machen.
„Ich denke, einer der Bereiche, in denen besonders neuseeländische Wissenschaftler große Fortschritte gemacht haben, ist dieser ganze Bereich der Tierzucht“, sagte Sinead Leahy, der leitende wissenschaftliche Berater des New Zealand Agricultural Greenhouse Gas Research Centre. „Und vor allem wurde viel geforscht, um schadstoffarme Schafe zu züchten.“
Ein weiteres Ziel ist das Futter, das die Tiere fressen, von dem Wissenschaftler glauben, dass es das Potenzial hat, den Methanausstoß um 20 % bis 30 % zu reduzieren.
In einem Gewächshaus auf dem Campus entwickeln Wissenschaftler gentechnisch veränderten Klee. Besucher müssen Booties und medizinische Kittel tragen und vermeiden, Gegenstände abzulegen, um eine Kreuzkontamination zu vermeiden.
Die Wissenschaftler erklären, dass, da neuseeländische Nutztiere die meiste Zeit draußen auf Feldern und nicht in Scheunen fressen, methanreduzierende Futterzusätze wie Bovaer, entwickelt von der niederländischen Firma DSM, nicht so nützlich sind.
Stattdessen versuchen sie, Weidelgras und Weißklee, die die neuseeländischen Tiere überwiegend fressen, genetisch zu verändern.
Mit dem Klee haben Wissenschaftler einen Weg gefunden, die Tannine zu erhöhen, was hilft, die Methanproduktion zu blockieren.
„Was dieses Team getan hat, ist, dass es durch seine Forschung tatsächlich einen Hauptschalter identifiziert hat, der kondensierte Tannine in den Blättern einschaltet“, sagte Linda Johnson, Wissenschaftsgruppenleiterin bei AgResearch.
Laboranalysen zeigen, dass der modifizierte Klee die Methanproduktion um 15 % bis 19 % reduziert, sagte Johnson.
Das Kleeprogramm geht Hand in Hand mit einem Weidelgrasprogramm.
Richard Scott, ein leitender Wissenschaftler von AgResearch, sagte, dass es ihnen gelungen sei, den Ölgehalt in Weidelgrasblättern um etwa 2 % zu erhöhen, was laut Studien zu einem Rückgang der Methanemissionen um 10 % führen sollte.
Aber wie die Hemmstoffe und der Impfstoff ist auch das Futterprogramm noch einige Jahre davon entfernt, landwirtschaftlich reif zu sein. Wissenschaftler haben kontrollierte Tests in den USA abgeschlossen und planen einen größeren Feldversuch in Australien.
Neuseeland hat jedoch strenge Regeln, die die meisten gentechnisch veränderten Pflanzen verbieten, eine regulatorische Barriere, die die Wissenschaftler überwinden müssen, wenn sie das modifizierte Futter auf den Farmen des Landes einführen wollen.
In anderen Forschungsprojekten testet das Molkereiunternehmen Fonterra seine probiotische Kowbucha-Zubereitung und das britische Unternehmen Zelp testet und verfeinert weiterhin seine tragbaren Geschirre. Andere Studien haben gezeigt, dass eine rote Alge namens Asparagopsis Methan reduziert, wenn sie von Kühen gefressen wird.
Aber die Landwirte warten nicht darauf, dass die ganze Forschung zum Tragen kommt. Auf der Farm der Kaiwaiwai Dairies in der Nähe der Stadt Featherston sagte Bauer Aidan Bichan, dass sie ihren Methanausstoß reduziert haben, indem sie effizienter geworden sind.
Er sagte, dazu gehört die Steigerung der Milchproduktion jeder Kuh, die Verwendung von weniger verarbeitetem Futter und das seltenere Ersetzen von Melkkühen.
„Auf landwirtschaftlicher Ebene müssen wir unseren Teil dazu beitragen, den Planeten zu retten“, sagte Bichan.