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Metano, effetto serra e ... ruminanti. Il caso del canguro

Tra le tante domande di "scienza quotidiana" a cui non ho mai pensato di dare una risposta ce ne sono diverse che pur "suonando" come poco serie sottintendono a problemi importanti. Ad esempio, perché un canguro libera nell'aria (attraverso innominabili espulsioni di gas) meno metano rispetto ad una mucca?
(Image credit NASA via BBC news)
Fortunatamente c'è sempre qualcuno che si occupa di questioni siffatte (i cui risultati saranno verosimilmente premiati con i prossimi Ig Nobel), e che permettono a noi curiosi di scienza di meditare sul problema.
Nello specifico la risposta alla precedente domanda viene da ricercatori dell'università di Zurigo che in collaborazione con colleghi australiani hanno studiato la fisiologia del fenomeno. Per quanto tale problema possa sembrare di poca rilevanza, non lo è se si considera il numero di bovini sul pianeta e l'impatto negativo che questo gas ha sul clima.
Credit: A. Munn, Univ. of Wollongong
Nota. Si stima che il 74 % dei gas responsabili dell'effetto serra sia legato all'allevamento dei bovini, direttamente come prodotto della loro attività metabolica o indirettamente dalla gestione dei pascoli (--> Carnegie Institution). Il 20 % della emissione di metano è legata ai ruminanti, ivi compresi gli ovini. Un'altra fonte di inquinamento importante è rappresentata dai prodotti di scarto dell'allevamento dei suini, che tuttavia ha più una valenza locale a causa di ragioni culturali che ne condizionano il consumo. Al problema delle emissione di gas legato alla fisiologia animale se ne aggiunge uno molto più importante, conseguenza dell'aumento delle temperature su scala globale; lo scongelamento del permafrost siberiano ed artico provoca il rilascio di altro metano, che alimenta l'aumento delle temperature a causa del suo elevato effetto serra. L'impatto che il rilascio esponenziale di metano ha sul clima non è il frutto di previsioni catastrofiste ma dello studio della storia del nostro pianeta; l'estinzione di massa che delimita la transizione tra Permiano e Triassico è unanimemente attribuito dagli studiosi ad una serie di eventi conseguenti proprio al rilascio di questo gas (--> clathrate gun hypothesis).
Sia i ruminanti che i canguri hanno una porzione dello stomaco, sita nella parte anteriore, in cui sono ospitati i microorganismi deputati alla deputata alla digestione dei prodotti vegetali più resistenti come la cellulosa. Senza questi batteri (o la porzione dello stomaco che li ospita) il povero ruminante rischierebbe con ogni probabilità di morire di fame per quanto fieno mangiasse, essendo incapace di scindere i polimeri delle fibre vegetali nelle componenti elementari assimilabili dall'intestino.

Nonostante l'apparente somiglianza strutturale dello stomaco, i canguri producono meno metano come prodotto di scarto del metabolismo batterico. L'ipotesi più ovvia finora era la differenza fosse da ricercare nella diversa composizione della flora intestinale e, forse, in una diversa efficienza nel processare gli elementi base.
Per comprendere meglio il fenomeno, i ricercatori svizzeri hanno comparato il volume di metano emesso per unità di prodotto ingerito, previa normalizzazione delle dimensioni corporee.
Dal confronto è emerso che a parità di dimensioni corporee i canguri producono all'incirca lo stesso volume di metano dei cavalli ma molto meno di quello dei bovini. Se la produzione di gas è correlata con la quantità di cibo ingerito e se l'anatomia dello stomaco (e a discesa la fisiologia digestiva) è simile, allora una delle variabili chiave è il tempo necessario per la digestione del cibo (e sappiamo bene quanto sia lungo il tempo per i ruminanti che passano la giornata al pascolo a rimasticare il bolo ingerito).
I ricercatori hanno anche osservato che la quantità di metano prodotto non ha una correlazione del tutto lineare con la quantità di cibo ingerito. Se l'animale mangia meno, questo rimane nel rumine più a lungo e i batteri hanno più tempo per digerirlo e questo provoca un maggior rilascio di metano.

La iper-produzione di metano da parte dei bovini è probabilmente centrata non tanto su differenze qualitative dei batteri "ospitati" nel rumine ma alle specifiche condizioni locali a cui i batteri si trovano esposti. In condizioni standard i canguri hanno una alimentazione e comportamenti che determinano una minore permanenza del cibo nella parte anteriore dello stomaco. Quindi emettono meno metano.

Una ipotesi di lavoro plausibile è quella di modificare le condizioni di allevamento (oltre al tipo di alimentazione) in modo da minimizzare, almeno negli allevamenti intensivi, il tempo di permanenza del cibo nel rumine, a parità di apporto nutritivo.

Fonte
- Faster digestion in kangaroos reduces methane emissions
University of Zurich / news

- Decreasing methane yield with increasing food intake keeps daily methane emissions constant in two foregut fermenting marsupials, the western grey and red kangaroos.
Vendl C et al  (2015)  Journal of Experimental Biology (in press). November 4, 2015 


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