反刍动物=环保大使?
金羊网-新快报
英科学家称,牛胃有望成为打开制造环保汽油或柴油的钥匙
今天,我们的环保主题是“畜牧业”,主角是“反刍动物”。提起反刍动物,在环保世界里,传统的观念是“奶牛放屁与气候变暖有直接的干系”。不过,最新的科学研究却提出,反刍动物原来是“环保大使”,它可提供绿色能源。英国科学家表示,牛的胃可能成为打开制造环保汽油或柴油的一把钥匙。
新能源
分解的酶可产生物燃料
据英国广播公司报道,爱丁堡市的ARK基因组学实验室、In-genza生命科学公司以及阿伯丁市的罗伊特研究所正在合作开展这项研究。
罗伊特研究所的约翰·华莱士教授表示,人类无法消化草木中的坚硬材料,但他们有望在反刍动物身体里找到一种可以分解木质材料的酶。因此,在使用废弃植物材料生产燃料的过程中,酶的发现和应用将有望提高生物燃料的产量。研究人员表示,由酶产生的化学反应能够用来创造一种可以长期使用的替代燃料,如化工产品以及其他精细化学品等。
●研究结果
Ingenza公司总裁伊恩·弗泽林汉姆博士说:“长期以来,人们一直在努力寻找植物与树木材料里蕴含的能源,现在我们的研究认识到,大自然其实早已成功地做到了这一点。如果我们能够确定,这些神奇的酶使得反刍动物们能够分解坚硬的组织,我们就能够大规模复制该过程,更可持续、可再生的工业化生产将具备非常大的可能性。社会已经开始期待,绿色行动怎样才能以一种有意义的方式对经济发展以及更可持续的生活作出贡献。我们的这项研究能够为达到这一目标奠定基础。”
新标记
全新的甲烷产量测试法
此外,在研究反刍动物粪便时得出的一项发现中,科学家找到了测量这些动物产生的温室气体甲烷数量的革命性新方式。研究中,英国布里斯托尔大学和爱尔兰特加斯科动物与牧场研究中心的研究人员发现,甲烷产量与牛、羊和鹿等前肠发酵动物粪便中一种被称之为“古菌醇”的化合物水平之间存在联系。
这种化合物可以充当一个生物标记,用以评估家养和野生动物的甲烷产量,允许科学家更准确地评估反刍动物对全球温室气体排放产生的影响。研究论文合著者、利兹大学的菲奥纳·吉尔表示:“在计算碳预算时,动物产生的甲烷数量成为一个不确定因素,尤其是野生反刍动物。我们能够准确地测算出人为二氧化碳排放量,但用于测量动物甲烷产量的技术存在严重的局限性。甲烷是一种影响力更大的温室气体。如果能够在动物粪便中找到一种简单的甲烷产量生物标记,我们便可利用这个标记以及与饮食和动物数量有关的信息,评估它们对全球甲烷水平产生的影响。”进行这项研究时,吉尔还是布里斯托尔大学的一名博士后研究员。
牛、羊以及其他反刍动物所产生的甲烷据信占全球总量的五分之一左右,具体数量很难进行量化。来自动物的甲烷经常采用吸呼室进行测量,这种方式费时费力,也不适于食草动物。古菌醇据信来自于古细菌,它们是一种共生和友好微生物,生活在反刍动物的前肠。
种微生物产生的甲烷是它们新陈代谢的副产品,通常被动物以打嗝和肠胃气胀的形式排出体外。研究论文刊登在《动物饲养科学与技术》杂志上。
●研究结果
首席研究员、布里斯托尔大学化学学院的伊恩·布尔博士表示:“我们首先在包括骆驼、牛、长颈鹿、羊和无峰驼在内的前肠发酵动物的粪便中发现古菌醇。随后,我们又扩大研究范围,评估不同饮食结构的牛粪便中的古菌醇数量。我们采用不同的方式喂养两组牛,而后测量甲烷产量以及粪便中的古菌醇浓度。与食物定量同时补充浓缩饲料的牛相比,被喂以大量青贮饲料的牛排放的甲烷数量更多,粪便中的古菌醇浓度也更高,说明控制牲畜的饮食能够对控制甲烷气体排放产生重要影响。”
传统观点
加速温室效应的万恶之源?
温室气体排放量逐年增加,温室效应日趋严重。根据食品与农业组织(FAO)统计,温室气体散发量的18%来自家畜。其中包括CO2:释放量的9%、CH4(释放量的37%和N2O释放量的65%)。全球反刍动物每年约产生甲烷8000万吨,占全球人类活动释放甲烷量的28%。
对甲烷的一项最新研究表明,肉类生产造成的排放量远远高出当前预测值。据英国《独立报》报道,肉食生产形成的甲烷排放量占全球排放总量的51%,而不是联合国估计的18%;动物养殖业产生了320亿吨CO2当量,比工业和能源行业综合的影响都要大。他们表示,联合国的数据从甲烷、土地使用和呼吸作用这3个重要方面严重低估了数百亿头牛、羊、猪、家禽以及其他动物排放的温室气体的影响。
科学家们越来越关注牲畜呼出的CH4。据估计,全球CH4
排放量的37%来自牛和其他反刍动物。研究学者古德里和安航认为,科学家大大低估了牲畜的CH4排放量。他们称,按照CH4所发挥的快速温室效应,其影响应该以20年为期进行评估。他们说,这将使牲畜的CH4排放计算结果增加50亿吨CO2当量,相当于全球总排放量的7.9%。
●小知识
反刍动物到底是啥东西?
由于这类动物都具有复杂的反刍胃,能反刍食物,故称反刍动物。包括骆驼、鹿、长颈鹿、羊驼、羚羊、牛、羊等。
反刍动物的消化分两个阶段:首先咀嚼原料吞入胃中,经过一段时间以后将半消化的食物反刍再次咀嚼。此外,反刍动物的胃分为四个胃室,分别为瘤胃、网胃、重瓣胃和皱胃。前两个胃室(瘤胃和网胃)将食物和胆汁混合,特别是使用共生细菌将纤维素分解为葡萄糖。然后食物反刍,经缓慢咀嚼以充分混合,进一步分解纤维。然后重新吞咽,经过瘤胃到重瓣胃,进行脱水。然后送到皱胃。最后送入小肠进行吸收。
他山之石
减少牛羊打嗝次数 反刍动物更加环保
地球暖化原本是由人类自身而造成,至今英国科学家却发现,牛羊这一类的反刍动物会制造大量的甲烷。一只牛一天打嗝和放屁所释出的甲烷,其实比一台休旅车所排放的废气还要高出许多。英国科学家日前发现,反刍动物在打嗝和放屁时,也都会增加温室气体排放。因此,科学家们想要通过基因改造或饮食的方式,让牛羊们减少打嗝和放屁的次数。
瘤胃就是反刍类动物的第一个胃,像是牛、羊、马等动物放屁、打嗝或是排泄物都含有大量温室气体“甲烷”,所以现在英国科学家致力研究改善英国绵羊基因,希望能培养出少打嗝少放屁的新品种绵羊。至今已经有英国的生物科技业者打算将大蒜萃取物加入牛的饮用水,以减少牛消化系统中的细菌量,进而减少牛放屁。但有人担心,牛如果吃大蒜,会不会使它们的牛奶和肉质产生怪味道呢?
中国制造
奶牛的“有机化”生活
有迷恋“蝴蝶效应”的环保激进主义者一再声称“奶牛放屁与气候变暖有直接的干系”,但事实上,如今中国有些奶牛场,非但没有对环境造成任何负担,反而每年能减排25000吨二氧化碳。
根据中国某一奶牛专属有机牧场的工作人员的计算结果,“平均下来,每头奶牛每年能‘发电’1000度,相当于一头奶牛能为5台家用电冰箱提供一年的用电量。”据悉,这一转变的实现,依靠的是牧场内配套建设的沼气能源环境工程。它可将奶牛的粪污全部进行厌氧发酵,产生沼气后进行发电。同时,在这个绿意盎然的牧场中,为了保证其“完全天然”和“全程无污染”,完全封闭,杜绝任何人工和工业污染,牧场内只允许施有机农肥,以保护牧场的原始生态环境。
据悉,英国麦当劳早就有了新的打算,表示从研究奶牛着手,寻找“减排”的新途径。
光明前景
牛粪,下一站绿色能源
在养殖场,畜禽的粪便又臭又脏,但是,把它们收集到“智能菌种厌氧消化”系统中,这些粪便也就成了能源。
据悉,一头牛一天产生55千克牛粪,每年排放20吨。每头牛每天的牛粪可以产生3度电,相当于3个美国家庭每天的电视耗电量。如果奶牛场拥有了牛粪收集系统,再配合使用智能菌种厌氧消化,就可以分解产生甲烷气体,这些甲烷气体中的化学能转化为电能,可成为养殖场自身的电力来源。
据悉,目前谷歌、雅虎等公司都在美国寻找拥有充足电力的可建造地。而他们的眼光就放在了农场上。