Un rebaño pastando perezosamente es una imagen habitual en el campo, pero bajo esa escena aparentemente inocente hay una historia más siniestra de bovinos que al eructar envían gases de efecto invernadero a la atmósfera.
En conjunto, la agricultura aporta un 10% de las emisiones humanas de gases de efecto invernadero, en su mayoría en forma de metano, aunque también como óxido nitroso. El ganado produce aproximadamente el 50% de estas emisiones, las vacas y las ovejas emiten el metano directamente y el óxido nitroso se libera como efecto secundario del uso del nitrógeno como fertilizante y del estiércol.
Los científicos están explorando toda una serie de opciones para reducir los gases de efecto invernadero que emiten las vacas y las ovejas. Istockphoto / Mike Dabell
Aunque su vida es corta, ambos gases son potentes condensadores de calor que superan al dióxido de carbono en su potencial de calentamiento. Sin embargo, a pesar de conocer su contribución al cambio climático, las emisiones de metano y de óxido nitroso van a seguir aumentando en más del 50% en las dos próximas décadas a medida que la humanidad crece y consume más proteínas3.“Este sector en particular no ha recibido realmente ningún tipo de atención; al menos no el nivel de atención que estaría justificado”, afirmó Rajendra Pachauri, presidente del Panel Intergubernamental del Cambio Climático.
La reducción de la huella de carbono del ganado se ha convertido en un objetivo importante para los científicos. Como el metano constituye la mayor parte de las emisiones agrícolas, encontrar formas de reducir o eliminar su producción sin desequilibrar el resto del sistema es el principal desafío y objetivo de las investigaciones. Los científicos llevan trabajando décadas con este objetivo, no por la preocupación que suscitan las emisiones, sino por sus consecuencias económicas. Además de los efectos climáticos, la producción de metano reduce la eficiencia con la que un animal convierte la comida en energía, minando los beneficios potenciales.
DESCOMPOSICIÓN
Con la finalidad de eliminar el metano en ambos extremos del tracto digestivo de los animales, los científicos tenían gran interés en comprender cómo se genera el gas en los puntos intermedios. Independientemente de la vía de escape, las emisiones liberadas mediante eructos o flatulencias se producen de forma muy parecida como consecuencia de la forma en que vacas y ovejas –miembros de un grupo denominado rumiantes– procesan los alimentos. Los rumiantes tienen un tracto digestivo con cuatro estómagos cuya cavidad principal es la panza.
Al igual que los seres humanos, los rumiantes no pueden descomponer por sí mismos la dura celulosa de las plantas. Pero a diferencia de nosotros, albergan una comunidad microbiana especializada que hacer ese trabajo fermentando el material. Sin embargo, esto tiene como consecuencia la producción de hidrógeno que ralentiza la fermentación si no se elimina. Los microbios metanógenos, que en cierto modo se parecen a las bacterias pero forman parte de otro reino, realizan esta importante labor utilizando el hidrógeno como fuente de energía y produciendo metano en el proceso.
La eliminación del metano de este proceso crucial es un reto complejo, siendo el objetivo clave reducir las emisiones a la atmósfera. Por ejemplo, Stephen Moore y sus colegas, de la Universidad de Alberta, están interesados en la posibilidad de criar a los animales con una ingesta residual inferior (RFI por sus siglas en inglés), que es la medida de la cantidad de alimento que ingiere el animal por encima de lo que necesita para vivir y crecer. Todo alimento sobrante se transforma en emisiones. En estudios de laboratorio, el equipo de Moore identificó a los individuos más eficientes por naturaleza –los que comen menos– y midió su producción en cámaras aisladas. Vieron que si alimentaban a terneras con un RFI menor podrían reducirse las emisiones de metano hasta en un 25%5. Además, se reducirían sustancialmente los costes para los granjeros en lugares como Norteamérica, donde los animales están en explotaciones de engorde al menos una parte del año. “La explotación de engorde tiene una doble ventaja –aseguró Moore–: se producen menos gases de efecto invernadero y se reduce el gasto en pienso.” El coste de identificar a los animales eficientes impide que este enfoque se haya generalizado comercialmente, pero el grupo ya ha ayudado a desarrollar formas más económicas y sencillas para que los granjeros apliquen los hallazgos.
LA OPCIÓN DEL GENOMA
Moore y otros investigadores también estudian de qué forma otros métodos más avanzados tecnológicamente podrían materializar sus esfuerzos. En su opinión, la estructura genética de la vaca influye en la fauna intestinal y su grupo está buscando los genes bovinos que controlan o afectan a los metanógenos y otros microbios que crecen en la panza. “Hay una interacción genética entre ambos y estamos intentando averiguarla”, explicó Moore.
En abril de este año los investigadores terminaron de secuenciar el genoma de una vaca de raza Hereford6. Aunque este trabajo de secuenciación no tenía como objetivo exclusivo solucionar las emisiones del ganado, algunos investigadores como Moore están extrayendo la información para identificar los genes asociados a emisiones más bajas y una mayor eficiencia. Utilizando los marcadores genéticos que el grupo de Moore identificó, dos empresas ofrecen ya a los granjeros un cribado que identifica a los animales más eficientes para su reproducción. El grupo busca ahora otros genes que puedan controlar la comunidad microbiana de la panza y abran posibilidades para otras manipulaciones beneficiosas. “Puede llevarnos a cualquier tipo de enfoques que podamos imaginar. Ahora mismo ni siquiera puedo hacer una conjetura”, declaró Moore.
Una de las posibilidades para aumentar la eficiencia y reducir las emisiones sería eliminar completamente los metanógenos de la panza. Un equipo de Nueva Zelanda ya ha secuenciado el genoma de un metanógenos clave en rumiantes7 y sigue trabajando con otros. Identificando las enzimas u otros blancos potenciales que son fundamentales y al mismo tiempo exclusivos de los metanógenos de los rumiantes, los científicos esperan utilizar ataques biológicos directos para eliminarlos. “Se ha ignorado y comprendido mal a los metanógenos”, declaró Peter Janssen, microbiólogo especialista en la panza de los rumiantes que participa en la investigación y trabaja en la AgResearch de Nueva Zelanda, una organización estatal de investigación con sede en Hamilton.“La idea de reducir el metano de los rumiantes era corriente en los años sesenta. Cuarenta años después aquí seguimos trabajando en el mismo problema”, afirmó. Pero ahora los investigadores como Janssen disponen de muchas más herramientas como la bioinformática, para realizar el trabajo. “Utilizamos el conocimiento de todos los campos posibles”, aseguró Janssen. El equipo trabaja ahora con los primeros candidatos para la vacuna e investiga en medicamentos junto a un socio comercial.
Si los metanógenos pudieran inactivarse, algo tendría que seguir procesando el hidrógeno. Para esta tarea los investigadores están buscando acetógenos, que son microbios capaces de sustituir a los metanógenos para la fermentación en la panza. Como los acetógenos extraen mucha menos energía del hidrógeno, en circunstancias normales los metanógenos los superan, impidiendo su proliferación. Pero los científicos creen que si los metanógenos se eliminan activamente, entonces los acetógenos que ya están en pequeñas cantidades proliferarían o podrían introducirse directamente otras poblaciones de alguna forma. Otra opción, según Janssen, podría ser identificar alguna matriz microbiana completamente distinta que realizara la fermentación necesaria sin producir emisiones no deseadas.
Aunque las repercusiones de la eliminación de los metanógenos no se comprenden en su totalidad, Janssen dice que los primeros experimentos rudimentarios indican que los animales pueden sobrevivir sin ellos. El enfoque ideal, añadió, sería la vacunación efectiva que provocaría en el rumiante la producción de anticuerpos que atacaran cualquier blanco metanógeno crítico que pudiera identificarse. “Si se logra estimular una respuesta natural de anticuerpos, se consigue una producción continua y automática de anticuerpos, lo que sería fantástico”, aseguró Janssen.
DIETAS BAJAS EN CARBONO
Pero desde una perspectiva técnica, la opción más sencilla con diferencia para reducir en gran medida las emisiones del ganado es modificar la dieta. Una posibilidad es fortificar la alimentación del ganado con taninos, compuestos amargos que se encuentran en muchas plantas, incluidas algunas que podrían utilizarse como forraje, como las acacias. Los taninos parecen inhibir una parte de la actividad metanogénica y posiblemente parte de la producción de hidrógeno que la causa. Resulta además que los taninos se enlazan con las proteínas evitando que el nitrógeno de éstas se convierta en compuestos que se transforman en óxido nitroso tras la excreción. En los casos en los que los animales consumen un exceso de proteínas las emisiones de óxido nitroso también se podrían reducir así.
Otro aditivo con posibilidades de limitar las emisiones es el aceite, que se digiere más fácilmente que la mayoría de los componentes de los piensos. El incremento de aceite en la dieta en sólo un 1% puede reducir las emisiones de metano hasta en un 6%. Richard Eckard, de la Universidad de Melbourne en Australia, que estudia este problema, advierte que si se aumentara el porcentaje recomendado podría provocar problemas a los animales. No obstante, “las pruebas demuestran que [los aceites son] una estrategia viable cuando se pueden incluir en el forraje”, afirmó Eckard.
Pero incluso en el caso de que pudiera identificarse o crearse la dieta ideal con bajas emisiones, la aplicación sería en muchos casos muy difícil, por no decir imposible. En algunas zonas de Estados Unidos, el ganado se controla intensamente todo el año, con lo que hay muchas oportunidades para darles suplementos o saber exactamente lo que come. Pero en el interior de Australia el ganado vacuno pasta libremente y muchas veces no tiene contacto con las personas hasta el día en que las acorralan para llevarlas al matadero. “Las posibilidades de encontrar esos animales –y mucho menos de darles de comer– son muy escasas”, añadió Eckard.
CAMBIO CULTURAL
A medida que surgen nuevas opciones para reducir las emisiones animales, su adopción será sin duda complicada. “Una de las cosas más difíciles es convencer a los granjeros de que cambien la forma de llevar su negocio”, aseguró Roger Hegarty, responsable del Centro para la excelencia del sector del vacuno en el ministerio de industrias primarias de Nueva Gales del Sur en Armidale, Australia.“Llevan haciendo las cosas así desde hace generaciones y solucionar el cambio climático requiere un cambio cultural para muchas familias de granjeros.”
No hay una motivación económica para obligar o animar a que se usen las técnicas de reducción de emisiones más allá de las que ofrecen ventajas concretas, pero la situación podría muy bien estar cambiando. Aunque la agricultura no se incluyó en el Protocolo de Kioto, las deliberaciones de un acuerdo posterior a Kioto se centran más en problemas del uso de la tierra y tanto Nueva Zelanda como Australia tienen la intención de reducir las emisiones agrícolas aunque no lo pida ningún tratado.
Pero no está claro qué mitigación puede lograr el sector. “Teniendo en cuenta el tiempo, en términos evolutivos, que ha hecho falta para desarrollar estos animales con panzas que pueden digerir hierba dura y producir alimento, pecaríamos de optimismo si pensáramos que podemos acabar de golpe con todo esto en unos cuantos años de investigación”, afirmó Beverley Henry, experta en emisiones agrícolas de un grupo industrial denominado Meat and Livestock Association (Asociación de ganaderos criadores de carne), con sede en Sidney, Australia. No obstante, cree que la investigación ofrecerá posibilidades de reducir las emisiones. Moore también es optimista sobre las investigaciones, pero cree que debería pensarse en la reducción de las emisiones del ganado como parte de una solución más amplia que abarque todas las emisiones agrícolas. “Creo que debería haber una estrategia más global que tuviera todo esto en cuenta. Si sólo extraemos el metano de las vacas por supuesto que tiene valor, pero vamos a intentar algo más”, declaró Moore.
Apetito creciente. Se prevé que el consumo de carne en los países en desarrollo se dispare en las próximas décadas
La alternativa, por supuesto, es que la humanidad reduzca la demanda comiendo menos carne “La gente depende enormemente de todo este sector por el tipo de alimentos que comemos y las preferencias dietéticas así que no creemos que se necesiten cambios o ni siquiera que éstos sean posibles”, afirmó Pachauri. “Resulta mucho más atractivo buscar en aquellos sectores que no parezcan afectar directamente nuestra existencia biológica cotidiana. Así que creo que hay que ver las cosas con más perspectiva. En realidad es una cuestión de actitud.”
Pero Eckard señala que el cambio desde la agricultura y el pastoreo será muy complicado en zonas áridas donde no hay cultivos. “Quizá podríamos reducir las emisiones por ración de alimento o leche, pero si la población mundial aumenta, habrá más ganado y más emisiones. No hay escapatoria posible”, aseguró. A diferencia del amplio espectro de tecnologías para energías alternativas que podrían sustituir a los combustibles fósiles, no hay ningún tipo de producción de alimentos libre de emisiones. Las emisiones acompañan a cada fase de proceso, desde el desbroce hasta la forma en que los animales –incluyendo a los humanos– procesan lo que comen. “Se pueden utilizar recursos políticos para abandonar las centrales eléctricas de carbón –afirmó Eckard–, pero no hay alternativas para la comida.”
BIBLIOGRAFÍA
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2. Beauchemin, K. A. et al. Aust. J. Exp. Agr. 48, 21-27 (2008).
3. The State of the World's Animal Genetic Resources for Food and Agriculture (Food and Agriculture Organisation of the United Nations, Rome, 2007); http://tiny.cc/graze3
4. Kurihara, M. et al. Brit. J. Nutr. 81, 227-234 (1999).
5. Ellis, J. L. et al. J. Anim. Sci. 87, 1334-1345 (2009).
6. Elsik, C. G. et al. Science 324, 522-528 (2009).
7. Attwood, G. T., Kelly, W. J., Altermann, E. H. & Leahy, S. C. Aust. J. Exp. Agr. 48, 83–88 (2008).
8. Livestock's Long Shadow: Environmental Issues and Options (Food and Agriculture Organisation of the United Nations, Rome, 2006); http://tiny.cc/graze8
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