Alors que notre planète est confrontée aux défis croissants du réchauffement climatique, un groupe de scientifiques internationaux va recruter une alliée surprenante dans la lutte contre les émissions de gaz à effet de serre : la vache.
À l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign, des experts en sciences animales lancent une nouvelle initiative visant à réduire les émissions de méthane dues à la fermentation du rumen chez les bovins de boucherie et les bovins laitiers.
Un bétail plus vert
D’une durée de trois ans et soutenu par un budget de 3,2 millions de dollars, ce projet s’inscrit dans le cadre de la Greener Cattle Initiative, soutenue par la Fondation pour la recherche sur l’alimentation et l’agriculture (FFAR).
Les données de recherche indiquent que s’attaquer au méthane pourrait être une voie plus rapide pour résoudre les problèmes climatiques que de se concentrer uniquement sur le dioxyde de carbone (CO2). La capacité du méthane à piéger la chaleur est 28 fois supérieure à celle du CO2, mais il quitte l’atmosphère au bout d’une douzaine d’années environ, alors que le CO2 peut persister pendant des siècles.
« Cela signifie que tout ce que nous faisons aujourd’hui avec les ruminants peut avoir un impact énorme sur le réchauffement en quelques décennies, plutôt qu’en plusieurs siècles. Notre défi est de réduire les émissions de méthane entérique d’environ 30 à 40 pour cent avec les technologies dont nous disposons », a déclaré le chef de projet Rod Mackie, professeur au Département des sciences animales de l’Université de l’I.
Objet de l’étude
Reliant six centres de recherche dans le monde, ce projet se concentre sur le méthane entérique – un sous-produit de la fermentation microbienne dans le rumen. Dans le cadre de cette stratégie, Mackie et ses collègues visent à examiner le rôle de l’hydrogène pendant la fermentation.
Lors du processus de fermentation, le recyclage d’une molécule riche en énergie, le NADH, se démarque. Pour une génération ininterrompue d’énergie, le NADH doit libérer son hydrogène et anticiper un remplacement issu de la décomposition des glucides. Généralement, l’excédent d’hydrogène du NADH aide à transformer le CO2 en méthane. Pourtant, les scientifiques pensent qu’il existe des alternatives pour utiliser ce type d’hydrogène.
« Lors de la fermentation anaérobie dans le rumen, il faut disposer d’un moyen de recycler l’hydrogène grâce à la conversion du NADH en NAD. Dans ce processus, la majeure partie de l’hydrogène excédentaire est dirigée vers le méthane. Si vous arrêtez la production de méthane, l’hydrogène s’accumule et inhibe la glycolyse », a expliqué Mackie.
« Nous ne voulons pas que cela arrive. Au lieu de cela, nous souhaitons rediriger l’hydrogène vers d’autres produits, tels que le propionate et le butyrate, des acides gras réduits qui constituent la principale source d’énergie pour tous les ruminants.
Réduction du méthane
« De nombreux groupes travaillent sur l’inhibition du méthane directement en utilisant des additifs alimentaires. Notre objectif est de comprendre comment nous pouvons réellement le faire fonctionner chez un animal et le rendre plus énergétiquement réalisable. C’est vraiment la pièce manquante », a ajouté Josh McCann, professeur adjoint de sciences animales à la même université, qui sera également impliqué dans le projet.
« Si les vaches ne peuvent pas métaboliser l’excès d’hydrogène pour en tirer un bénéfice productif et améliorer leur croissance, l’adoption de stratégies ou d’additifs de réduction du méthane restera limitée. Il n’y a aucune incitation économique.
Communautés microbiennes
La stratégie de l’équipe commence en laboratoire par une enquête approfondie sur la production d’hydrogène et son utilisation. En examinant les communautés microbiennes du rumen de divers bovins, les chercheurs visent à découvrir des modifications potentielles utilisant des composés inhibiteurs. Leurs résultats seront éventuellement testés sur des bovins.
« La majeure partie de la subvention est axée sur l’aspect fondamental et mécaniste, mais une fois que nous avons créé quelque chose qui pourrait fonctionner au sein d’une communauté microbienne, il doit encore fonctionner chez un animal », a expliqué McCann.
Inhibiteur de méthane
« Nous avons des facteurs qui compliquent la situation, comme les composants du régime alimentaire et la quantité qu’ils veulent manger. Sans oublier que les bovins laitiers et les bovins de boucherie mangent des choses différentes, de sorte que les insectes présents dans le rumen fonctionnent différemment. Ainsi, si nous appliquons un inhibiteur de méthane à une communauté microbienne laitière, nous devrons peut-être aborder la capture de l’hydrogène un peu différemment que dans une communauté de rumen de bœuf.
Mackie considère cette initiative comme le point de départ d’une quête à long terme pour lutter contre le méthane entérique. À l’issue du projet de trois ans, les experts visent à identifier des dosages précis d’inhibiteurs qui maintiendront, voire renforceront les capacités de production.
« Ce que nous souhaitons, c’est que les ruminants sauvent la planète d’ici 10 ans. Ce serait incroyable », a conclu Mackie.
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