La fermentación entérica es un proceso digestivo mediante el cual los microorganismos descomponen los carbohidratos en moléculas simples para su absorción en el torrente sanguíneo de un animal. Debido a la dependencia agrícola humana en muchas partes del mundo de animales que digieren por fermentación entérica, es el segundo factor antropogénico más importante para el aumento de las emisiones de metano directamente después del uso de combustibles fósiles.
Los animales rumiantes son aquellos que tienen rumen . El rumen es un estómago con múltiples cámaras que se encuentra casi exclusivamente entre algunos mamíferos artiodáctilos , como el ganado vacuno , las ovejas y los ciervos , y les permite comer plantas y cereales resistentes reforzados con celulosa que los animales monogástricos (es decir, "con estómago de una sola cámara"), como los Los humanos , perros y gatos , no pueden digerir. Aunque se cree que los camellos son rumiantes, no son verdaderos rumiantes. [1]
La fermentación entérica ocurre cuando se produce metano (CH 4 ) en el rumen mientras tiene lugar la fermentación microbiana. En el rumen están presentes más de 200 especies de microorganismos, aunque sólo alrededor del 10% de ellos desempeñan un papel importante en la digestión. La mayor parte del subproducto CH 4 es eructado por el animal. Sin embargo, un pequeño porcentaje de CH 4 también se produce en el intestino grueso y se elimina en forma de flatulencias .
Las emisiones de metano son una contribución importante a las emisiones globales de gases de efecto invernadero . El IPCC informa que el metano es más de veinte veces más eficaz que el CO 2 para atrapar el calor en la atmósfera, aunque tenga en cuenta que se produce en cantidades sustancialmente menores. El metano representa también una importante pérdida de energía para el animal, que oscila entre el 2 y el 12% de la ingesta bruta de energía. [2] Por lo tanto, disminuir la producción de CH 4 entérico de los rumiantes sin alterar la producción animal es deseable como estrategia para reducir las emisiones globales de gases de efecto invernadero y como medio para mejorar la eficiencia de la conversión alimenticia. [3] En Australia, los animales rumiantes representan más de la mitad de su contribución de gases de efecto invernadero procedente del metano. [4]
Sin embargo, en Australia hay especies de canguros rumiantes que son capaces de producir un 80% menos de metano que las vacas. Esto se debe a que la microbiota intestinal de los macropodidos, el rumen y otras partes de su sistema digestivo está dominada por bacterias de la familia Succinivibrionaceae . Estas bacterias son capaces de producir succinato como producto final de la degradación de las lignocelulosas, produciendo pequeñas cantidades de metano como producto final. Su ruta metabólica especial le permite utilizar otros aceptores de protones, evitando la formación de metano. [5]
La fermentación entérica fue la segunda fuente antropogénica más grande de emisiones de metano en los Estados Unidos desde 2000 hasta 2009. [6] En 2007, las emisiones de metano de la fermentación entérica representaron el 2,3% de los gases de efecto invernadero netos producidos en los Estados Unidos, con 139 teragramos de equivalentes de dióxido de carbono. (Tg CO 2 ) de una emisión neta total de 6087,5 Tg CO 2 . [7] Por esta razón, los científicos creen que, con la ayuda de la ingeniería microbiana , el uso del microbioma para modificar procesos naturales o antropogénicos, podríamos cambiar la composición de la microbiota del rumen de los fuertes productores de metano, emulando la microbiota Macropodidae.
Estudios recientes afirman que esta técnica es posible de realizar. En uno de estos estudios los científicos analizan los cambios de la microbiota humana a través de diferentes cambios alimentarios. [8] En otro estudio, los investigadores introducen una microbiota humana en ratones gnotobióticos para comparar los diferentes cambios y desarrollar nuevas formas de manipular las propiedades de la microbiota para prevenir o tratar diversas enfermedades. [9]
Otro enfoque para gestionar las emisiones de metano procedentes de la fermentación entérica implica el uso de aditivos y suplementos dietéticos en la alimentación del ganado. [10] Por ejemplo, Asparagopsis taxiformis (también conocida como alga roja) es una especie de alga que, cuando se alimenta al ganado, ha demostrado reducir sustancialmente sus emisiones de metano. [11] [12] Un segundo ejemplo que ha demostrado reducir significativamente las emisiones de metano del ganado implica el uso del compuesto 3-nitroxipropanol (3-NOP), que inhibe el paso final de la síntesis de metano por parte de los microorganismos en el rumen. [13] Algunos de estos métodos ya han sido aprobados para su uso por parte de los agricultores, [14] mientras que otros continúan siendo evaluados por su seguridad, eficacia y otras preocupaciones. [15]