养牛对全球变暖的贡献很大。这些动物 打嗝和放屁时会排出大量甲烷，这是一种比二氧化碳强得多的温室气体。事实上，根据关注科学家联盟（Union of Concerned Scientists）的 数据，美国牛肉生产的年排放量大致相当于2400万辆汽车的年排放量。这意味着会产生大量的甲烷。
不过，大多数人可能不会愿意用一 碗豆子 来换他们多汁的牛排。
研究人员认为可能有更好的方法。他们没有要求人们放弃牛肉，而是试图设计出更气候友好的牛。目标是培育出消化系统能产生更少甲烷的动物。一种方法是调整 生活在瘤胃中的微生物，瘤胃是动物消化道的主要器官。这些微小生物在消化过程中促进发酵，并产生牛释放的甲烷。
英国科学家去年发现，牛的基因会影响这些微生物群落的构成，其中包括细菌和 古菌，古菌是主要的甲烷生产者。这一发现意味着，牛农有可能通过选择性育种，培育出古菌与细菌比例较低的动物，从而减少甲烷的产生。
“产甲烷菌——或古菌，它们产生甲烷——与细菌完全不同，所以我们可以确定瘤胃样本中它们的丰度，”苏格兰皇家农业学院（Scotland’s Rural College）动物遗传学教授 Rainer Roehe 说。Roehe 研究了样本动物中微生物的构成，并证实了宿主动物的基因决定了它们的构成。“古菌与细菌的比例越高，甲烷的排放量就越大，”他说。
他的 研究 刊登在《基因学》（PLOS Genetics）杂志上，最近赢得了该杂志享有盛誉的遗传学研究奖。该杂志称这项工作是“实现低排放牛育种的第一步，随着全球对肉类需求的不断增长，这一点将变得越来越重要”。该研究确定了特定的微生物“特征”，即微生物组合，这有助于确定哪些牛能更有效地消化饲料并排放更少的甲烷。
“这些就可以用作缓解甲烷排放的选择标准，”Roehe 说。“与任何其他用于动物育种的性状（如生长速度、产奶量等）一样，减少甲烷排放的选择将是永久性的、累积性的，并且在几代人之间是可持续的。” Roehe 说，随着时间的推移，“这将对牲畜的甲烷排放产生重大影响”。
他预测，这种方法不仅会减少牛肉生产对环境的影响，还将使农民能够更具成本效益地生产肉类。他还表示，这可能会改善动物的健康状况并提高肉的质量，因为瘤胃微生物发酵可以促进 Omega-3 脂肪酸的生产。
Roehe 解释说，他和他的同事们测试了72头动物——来自九头公牛的八个后代——以预测它们的基因对微生物群落的影响。“这些后代的唯一共同点是它们从其父本继承的基因，”他说。
“古菌和细菌存在于所有反刍动物的瘤胃中，”他说。“我们确定的是每只动物瘤胃中这些古菌和细菌的丰度，然后计算它们的比例，该比例与甲烷排放量相关。”
他表示，他们分析了样本，发现遗传基因“显著影响甲烷排放量[和]古菌与细菌的比例”。他们确定，超过80%的甲烷排放量可以用20个基因的“相对丰度”来解释。即使在不同的饮食和不同的牛品种下，结果也保持不变。“这意味着动物的基因决定了其自身微生物群落的构成，”他说。
他还说，很可能还存在其他生物学因素，包括唾液分泌，它会影响瘤胃的 pH 值——“从而影响瘤胃微生物群落的生存条件”——瘤胃的物理大小、结构差异和收缩，这会影响消化食物通过瘤胃的速度，甚至瘤胃微生物与其他细胞之间的“串扰”。
在实践中，育种者需要许多动物的瘤胃样本来确定它们的遗传构成。Roehe 说，虽然研究仍处于实验阶段，“但我们正与育种组织合作，以在实际条件下证明该系统的效率。”
玛琳·西蒙斯为Nexus Media撰稿，该媒体是一家涵盖气候、能源、政策、艺术和文化的联合新闻社。
