Las vacas que pastan pacíficamente en las cercanías del instituto de investigación de ciencias agrícolas de Nueva Zelanda -AgResearch- se parecen a cualquier otra: caminan lentamente por los pastizales, con las cabezas inclinadas mientras muerden la hierba y dejan escapar suaves mugidos.

Pero algunos de estos animales no son como el ganado que puedes encontrar en otras granjas. Escondido, dentro de los estómagos de estas vacas, se está llevando a cabo un experimento que podría cambiar el planeta.

Se les ha dado una vacuna contra ciertos microbios intestinales que son responsables de producir metano mientras los animales digieren sus alimentos. El metano es uno de los peores gases de efecto invernadero, aproximadamente 25 veces más potente para atrapar el calor que el dióxido de carbono.

El objetivo de AgResearch es desarrollar esta vacuna, junto con otros métodos antimetano, para permitirnos seguir comiendo carne y productos lácteos mientras se reduce el impacto que la industria ganadera tiene en el medio ambiente. Lo que se podría definir como carne sin culpa y queso con la conciencia tranquila.

Emisiones de metano

Las estimaciones varían, pero se calcula que el ganado es responsable de hasta el 14% de todas las emisiones de efecto invernadero derivadas de la actividad humana.

Junto con el dióxido de carbono, la agricultura genera otros dos gases en grandes cantidades: óxido nitroso de agregar fertilizantes y desechos al suelo, y metano.

Este último es expulsado en gran parte por los rumiantes, principalmente ovejas y ganado vacuno, y representa más de un tercio de las emisiones totales de la agricultura.

El rumiante promedio produce entre 250-500 litros de metano por día. A nivel mundial, el ganado es responsable de emitir el metano equivalente a 3,1 gigatoneladas de dióxido de carbono a la atmósfera anualmente.

Pero los científicos de AgResearch esperan que sea posible reducir la contribución que la ganadería está haciendo al calentamiento global.

Su enfoque se basa en el trabajo de Sinead Leahy, un microbiólogo de AgResearch adscrito al Centro de Investigación de Gases de Efecto Invernadero Agrícola de Nueva Zelanda.

El origen: microbios

El metano producido por los rumiantes proviene de alrededor del 3% de la gran cantidad de microbios que viven en el rumen, la primera sección del intestino.

Los organismos culpables pertenecen a un grupo llamado arqueas, y son capaces de vivir en entornos donde no hay oxígeno.

A través de un proceso conocido como fermentación entérica, estos microbios descomponen y fermentan los materiales vegetales que comen los animales, produciendo metano. Para liberar la presión que puede acumularse por la producción de este gas, los animales lo eructan.

Para eliminar las bacterias responsables, Leahy y sus colegas tuvieron que encontrar una manera de reproducir las condiciones libres de oxígeno del rumen en su laboratorio.

Usando la tecnología de ADN, pudieron secuenciar los genomas de algunas de las especies clave.

«Es esencial comprender qué hace que estos microbios sean diferentes de otros tipos que también son importantes para la digestión de los rumiantes», dice Leahy.

Este trabajo permitió al equipo de AgResearch diseñar sistemáticamente vacunas dirigidas a varias especies de microbios al mismo tiempo.

«Hay alrededor de 12 o 15 especies en el subconjunto de arqueas que hemos tratado de atacar», explica Peter Janssen, investigador principal del programa de mitigación de metano en AgResearch, quien ha identificado varios microbios productores de metano en el rumen de ovejas y vacas.

Las pruebas

Administrada mediante una inyección, la vacuna está diseñada para estimular la producción de anticuerpos antiarqueas en la saliva de los animales, que luego llega al rumen a medida que estos tragan.

Hasta ahora, solo un pequeño número de vacas y ovejas ha recibido la vacuna en los ensayos realizados por el equipo de AgResearch. Pero el equipo ha recogido un buen nivel de anticuerpos en la saliva y también en el rumen y las heces, según el Consorcio de Investigación de Gases de Efecto Pastoral, el principal financiador de la investigación desde 2006.

Habiendo demostrado que los animales vacunados producen el anticuerpo, ahora están tratando de demostrar que esto realmente suprime la formación de metano.

Para probarlo, los animales deben permanecer en una cámara respiratoria, una gran caja transparente y prácticamente sellada, excepto por un flujo de aire fresco. Después se muestrea el contenido de metano en el aire que sale de la caja.

Los investigadores también están realizando mediciones fuera del laboratorio para replicar mejor lo que sucede en el campo. Una de las formas es mediante un comedero modificado en el que el animal pone su cabeza para comer.

«Mientras sus narices están en el comedero, un dispositivo dentro de este puede muestrear su aliento», dice Janssen.

Aún más ingenioso es un dispositivo que se puede atar a la espalda de la vaca. «Tiene un pequeño tubo de plástico que termina justo por encima de la nariz del animal. Cuando el animal exhala, el dispositivo absorbe una muestra de su aliento».

Ninguna de las técnicas se compara con la precisión de la cámara de respiración, pero ambas sirven para dar una idea de lo que sucede en un gran número de animales. Pero aún faltan pruebas definitivas de que la vacunación efectivamente reduce la cantidad de metano que expulsan las vacas.

La alimentación

Janssen y Leahy no son los primeros en intentar fabricar una vacuna contra los metanógenos, el término acuñado para cualquier microbio que produce metano.

Algunos científicos australianos lo intentaron en la década de los 90, pero no tuvieron éxito. El equipo de AgResearch confía en que su enfoque genético dará mejores resultados.

Pero la vacunación no es la única idea para «limpiar» el aliento de las vacas. Los animales no producen la misma cantidad de metano, y al menos parte de esta variación es atribuible a diferencias genéticas.

Eileen Wall, jefa de investigación en la Universidad Rural de Escocia, explica que esto ofrece posibilidades para la cría selectiva de animales que producen menos metano.

Wall ve esto no como algo que se debe hacer de forma aislada, sino como parte de un programa de cría más amplio para desarrollar ovejas y vacas más saludables y más eficientes. Ambos atributos también reducen los gases de efecto invernadero generados por unidad de carne y leche.

«En los últimos 20 años, ya hemos reducido la huella ambiental de la producción de leche y carne en el Reino Unido en un 20%», señala la investigadora.

Pero no todos tienen tanta confianza.

Criar animales de esta manera podría llevar mucho tiempo y ser costoso, advierte Liam Sinclair, quien estudia el metabolismo del rumen en la Universidad Harper Adams en Shropshire, Reino Unido.

Otra alternativa es alimentar a los animales con una dieta menos del agrado de las arqueas. Esto puede ser parcialmente efectivo, dice Phil Garnsworthy, quien se especializa en nutrición de vacas lecheras en la Universidad de Nottingham, siempre y cuando continúe permitiendo que los animales sigan produciendo leche y carne.

«Probablemente se puede reducir el metano en aproximadamente un 20-25% al ​​alterar la dieta», explica.

Un estudio realizado por investigadores de la Universidad de California, en Estados Unidos, estimó que se podrían reducir las emisiones globales de metano de las vacas en un 15% cambiando su dieta.

Pero Garnsworthy cree que la cifra puede ser más alta. En Reino Unido, dice, los agricultores usan principalmente ensilado de hierba.

«Solo con cambiar a ensilado de maíz, se podría ver una caída en la producción de metano del 10%».

Cuanta más fibra come una vaca, más metano produce, pero agregar legumbres y diversos aceites como linaza y soja a su dieta puede ser útil, agrega Sinclair.

«Una alimentación de mejor calidad hace que los animales sean más productivos, y los animales más productivos producen menos metano», dice.

También se ha demostrado que agregar algas marinas a la dieta de una vaca reduce los microbios productores de metano.

Otros métodos

Otra alternativa son los aditivos alimentarios, como los ionóforos, que ya se utilizan en algunas partes del mundo para aumentar el peso en los animales y también podrían usarse para inhibir las arqueas productoras de metano. Pero estos no están exentos de problemas.

Los ionóforos, que se clasifican como antibióticos, están prohibidos para su uso en animales en la Unión Europea debido a las preocupaciones sobre cómo el uso excesivo de estos agentes en la agricultura ha ayudado a alimentar la resistencia de las bacterias a los medicamentos.

Independientemente del enfoque utilizado, jugar con el patrón de vida microbiana en el intestino altera su ecología, posiblemente con consecuencias imprevistas. El microbioma intestinal está estrechamente relacionado con la salud, y cambiarlo puede aumentar el riesgo de enfermedades.

Incluso hay alguna asociación en humanos entre las bacterias intestinales y el estado de ánimo, aunque no está claro si la reducción de las bacterias productoras de metano produciría vacas y ovejas deprimidas, o qué efecto podría tener en su carne y leche.

Janssen cree que es poco probable. «No recibimos ninguna señal de que vamos a inhibir la capacidad de los animales para convertir el pasto en carne o leche», dice.

Pero hasta que más pruebas demuestren que alterar el microbioma intestinal del ganado puede reducir sus emisiones de metano sin ser perjudicial, para los animales o los alimentos que producen, el mundo tendrá que esperar con la respiración contenida.