David R. Yáñez Ruiz / Estación Experimental del Zaidín (CSIC). david.yanez@eez.csic.es
El cambio climático y sus efectos sobre la naturaleza y actividad humana representan uno de los desafíos más importantes a los que la humanidad se enfrenta ahora y en el futuro. Todos los sectores productivos tienen un impacto ambiental asociado y la ganadería no es una excepción. Según la FAO la actividad ganadera contribuye a nivel mundial con un 14,5 % del total de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). Entre ellos el metano (CH4), que resulta de la fermentación microbiana en el rumen y de la de estiércoles, es uno de los gases más importantes.
En la reciente cumbre del clima COP-26 de Glasgow, la Unión Europea y Estados Unidos han impulsado la nueva alianza de 100 países que buscan rebajar las emisiones de metano en un 30% para 2030. Es además un gas con una vida media en la atmósfera mucho menor, aproximadamente 12 años, que la del dióxido de carbono, cuya vida comprende un promedio de más de 100 años, por lo que los efectos positivos de la reducción de emisiones tendrían resultados más inmediatos a efectos de calentamiento global. Una tonelada de metano en la tierra tiene 56 veces más capacidad de calentamiento que una tonelada de dióxido de carbono en un horizonte de 20 años.
Los rumiantes son animales herbívoros que poseen un estómago con cuatro secciones, siendo el rumen la que alberga una comunidad microbiana que es realmente la que permite al animal poder alimentarse a base de material vegetal, generando ácidos grasos volátiles en la fermentación que representan la principal fuente de energía para el animal. Sin embargo, esta actividad microbiana también es responsable de la producción de CH4. Por tanto, una de las vías de reducción de la producción de este gas que se ha abordado con mucho interés es el desarrollo de aditivos alimentarios que modulen la fermentación ruminal y que resulte en una menor síntesis de CH4 por parte de la microbiota del rumen
Sin embargo, a pesar de que estudios realizados in vitro han mostrado el potencial de numerosos compuestos, los efectos colaterales de su uso (disminución de la ingesta o digestibilidad fundamentalmente) no han hecho posible su implementación a nivel productivo. Esto se debe fundamentalmente a la complejidad del ecosistema microbiano y al desajuste que la reducción de la producción de metano puede tener sobre otras rutas metabólicas que eventualmente afectan a la digestión en el animal.
Los microorganismos responsables de la producción de CH4 en rumen son las arqueas metanogénicas que emplean parte del hidrógeno y el CO2 que generan otros microoorganismos primarios como bacterias, hongos y protozoos para su síntesis.
En los últimos años la empresa ‘DSM Nutritional Products’ en colaboración con numerosos centros de investigación, entre los que ha participado nuestro equipo, ha desarrollado un compuesto diseñado específicamente para inhibir la actividad de las arqueas metanogénicas sin afectar al resto de microorganismos y, por tanto, permitir que la digestión y salud del animal no se vea comprometida.
El aditivo contiene la molécula 3-Nitrooxypropanol (3NOP), que es un compuesto orgánico con la fórmula HOCH CH CH ONO , un mononitrato éster de 1,3-propanediol. Fue inicialmente seleccionada mediante análisis informático para encajar dentro del complejo enzimático methyl-coenzyma M reductasa (MCR), que es la enzima que cataliza el último paso en la formación de CH4 en las células de arqueas metanogénicas. Al ser ésta la única enzima que puede llevar a cabo esta función en el rumen y al encajar el compuesto 3NOP en su estructura, la inhibición que debería producir es muy específica para la producción de metano, pero no para el resto de microrganismos responsables de la digestión.
Para confirmar dicha hipótesis se llevaron a cabo los siguientes estudios:
- Cultivo in vitro para mostrar que la inclusión del aditivo inhibe la acción de las arqueas metanogénicas pero no de las bacterias que digieren el almidón, la fibra y la proteína para el animal.
- Estudios in vivo en ovejas y vacas para ajustar la dosis más efectiva de inhibición sin alterar la ingesta del animal.
- Confirmar que la dosis más efectiva puede administrarse durante un tiempo prolongado (4 meses) sin que el efecto de inhibición se revierta.
- Evaluar el efecto sobre la producción y calidad de la leche y cualquier alteración de la salud y bienestar animal.
Los resultados de estos estudios mostraron que la inhibición era específica para la producción de metano y no alteraba el resto de la digestión, que con una dosis de 60 mg / kg de alimento se reduce alrededor del 30% de la producción de metano y que el efecto perdura en el tiempo sin alterar la producción de leche. Para una vaca lechera que produce 40 litros de leche al día y que consume 25 kg de dieta, la cantidad necesaria de aditivo al día sería 1,5 gramos.
Estos y otros estudios han sido evaluados por la Agencia Europea de Seguridad Alimentaria (European Food Safety Authority, EFSA) que recientemente ha emitido el primer informe positivo en Europa sobre el uso de este aditivo alimentario para reducir las emisiones de metano en rumiantes. Posteriormente, la Unión Europea ha dado luz verde a su comercialización bajo el nombre comercial de Bovaer®.
Este aditivo representa una herramienta interesante que junto a otras puede ayudar al sector ganadero a reducir la Huella de Carbono de la producción lechera.
Sin embargo, aún quedan cuestiones por resolver en cuanto a la medida en la que se va a implantar en el sector productivo para que represente una reducción sustancial y cómo van a contabilizarse las reducciones en las emisiones en inventarios nacionales oficiales.
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