加州大學戴維斯分校(University of California, Davis)實驗室和加大柏克萊分校(University of California, Berkeley)創新基因組研究所(Innovative Genomics Institute,簡稱IGI)正合作進行一項野心勃勃的實驗,目的是開發一種藥丸來轉化牛的腸道細菌,令牛隻減少甚至不排放甲烷。
甲烷被視為無形的強效溫室氣體,是繼二氧化碳之後導致氣候變遷的第二大因素。它的分解速度比二氧化碳更快,造成溫室效應的威力更大。科學家認為,甲烷排放到大氣的分量是二氧化碳的80倍以上。雖然甲烷來自石化燃料,但科學家愈來愈關注來自牧牛業排放的甲烷。
加州大學戴維斯分校動物科學教授厄米亞斯‧布雷布(Ermias Kebreab)表示:「迄今為止,幾乎一半的氣溫上升源於甲烷。甲烷大約能在大氣中存在12年,而二氧化碳能停留數個世紀。如果現在開始減少甲烷,影響很快就能反映在氣溫上。」
世界上目前有大約15億頭牛,其中絕大部分都屬於畜牧和乳品產業的繁殖與飼養。一頭牛每年約會排放100公斤的甲烷,排放量之大令畜牧業成為氣候危機的幫兇。根據聯合國糧食及農業組織的統計,畜牧產業佔了全球溫室氣體排放量的14%,其中三分之二來自牛隻。例如在瑞士,農業與畜牧業佔了全國溫室氣體排放量的13%。如果把全世界的牛隻看作一個整體,牠們就是全球第三大溫室氣體排放群體,僅次於中國與美國。
由於牛隻吃進去的食物最後會變成甲烷,體內的甲烷會隨著打嗝排出,上述研究就從這方面著手。研究計劃成員之一、博士後研究員保羅‧迪‧米歐‧費柳(Paulo de Meo Filho)用長管子放入一隻兩個月大的小牛嘴部,再進入胃部,從牠的瘤胃(rumen)中抽出液體樣本,研究將氫氣轉換成甲烷的微生物。
瘤胃是反芻動物的第一個胃,牠們吃進去的食物會在瘤胃裡被微生物分解消化,而無法給牛隻吸收的副產物,就會變成氫氣。微生物再將氫氣轉換成甲烷,再隨著打嗝排出。
這組研究人員正試圖找出哪些將氫氣轉換成甲烷的微生物,希望藉基因改造取代這些微生物,從源頭抑制甲烷產生,最終目標是在牛隻的生命初期作單劑量治療,以減少牠們排出甲烷。
研究人員同時讓小牛食用含海藻的物品,以減少產生甲烷。
不過,團隊不會冒進。加州大學戴維斯分校實驗室負責人馬蒂亞斯‧赫斯(Matthias Hess)表示,研究團隊不會簡單地通過去除產生甲烷的細菌來減少甲烷的產生,因為動物體內累積太多氫氣,可能會傷害牠們。
除了產生溫室氣體,畜牧業亦為地球的淡水、土地和能源資源帶來沉重壓力。人類為消費而飼養的700億頭動物,佔用了全球約30%土地與16%淡水。另外,飼養牛、羊等牲口亦需要龐大空間,業界為此砍伐森林,擴大牧場,進一步導致氣候變化,形成惡性循環。
由於畜牧業對地球造成損害,不少人提倡減少食用肉類,或以素肉取代肉類,以降低牲口飼養量。