Pupsen verboten: Klimaschützer wollen Kühen an den Magen

Erst waren sie eine Gefahr und sollten wegen ihres Methanausstoßes zahlreich von den Weiden verschwinden, nun sollen Kühe „Verbündete im Kampf gegen den Klimawandel werden“. Das wünschen sich zumindest US-amerikanische Tierforscher von der University of Illinois.

Im Rahmen eines dreijährigen und knapp drei Millionen Euro schweren Projektes arbeiten die Forscher an der Verringerung der Methanproduktion, die im Verdauungstrakt von Rindern und Milchkühen erfolgt, um so den Klimawandel zu stoppen.

Passt das auf eine Kuhhaut?

„Während wir auf dem sich erwärmenden Planeten auf einen entscheidenden Kipppunkt zusteuern, holt ein internationales Team von Wissenschaftlern einen überraschenden Verbündeten ins Boot, um den Treibhausgasemissionen einen kräftigen Dämpfer zu verpassen: die Kuh“, schreibt die Pressestelle des Instituts für Agrar-, Verbraucher- und Umweltwissenschaften der University of Illinois.

Um den Klimawandel zu stoppen, stehe die „aggressive Bekämpfung“ von Methan deutlich im Vordergrund, da dieses im Vergleich zum Kohlendioxid einen höheren Treibhauseffekt hat. Demnach ist Methan 28-mal wirksamer als CO₂ und baut sich in der Atmosphäre innerhalb von zwölf Jahren ab, während CO₂ „Hunderte von Jahren“ braucht.

„Das bedeutet, dass alles, was wir jetzt mit Wiederkäuern tun, innerhalb von Jahrzehnten und nicht erst in Jahrhunderten einen großen Einfluss haben kann. Unsere Herausforderung besteht darin, die Methanemissionen von Wiederkäuern mit den uns zur Verfügung stehenden Technologien um 30 bis 40 Prozent zu reduzieren“, so der Projektleiter Professor Rod Mackie.

Jetzt geht’s der Kuh an den Magen

Insgesamt sind an dem Projekt sechs Forschungszentren auf der ganzen Welt beteiligt. Sie alle befassen sich mit dem Methan, das Kühe in ihrem Pansen als Teil des mikrobiellen Fermentationsprozesses produzieren. Um diese Produktion zu verringern oder gar gänzlich zu verhindern, untersuchten die Forscher zunächst den Entstehungsprozess des Methans genauer:

Ein wichtiger Schritt im Fermentationsprozess ist die Regeneration eines energiereichen Trägermoleküls, das als NADH bekannt ist. Damit Mikroben während der Glykolyse weiterhin Energie produzieren können, muss NADH seinen Wasserstoff – das H in NADH – abgeben. Normalerweise wird der überschüssige Wasserstoff zur Umwandlung von CO₂ in Methan verwendet, ein Molekül, das aus einem Kohlenstoff- und vier Wasserstoffatomen besteht. Das Forscherteam glaubt jedoch, dass es Möglichkeiten gibt, den überschüssigen Wasserstoff in „produktivere Endprodukte“ umzuleiten.

„Bei der sauerstofffreien Fermentation im Pansen muss es eine Möglichkeit geben, Wasserstoff durch die Umwandlung von NADH in NAD zu verwandeln. Bei diesem Prozess wird der meiste überschüssige Wasserstoff in Methan umgewandelt. Wenn man die Methanproduktion abstellt, sammelt sich Wasserstoff an und hemmt die Glykolyse“, so Mackie. „Wir wollen nicht, dass das passiert. Stattdessen wollen wir den Wasserstoff in andere Produkte wie Propionat und Butyrat umleiten, die als primäre Energiequelle für alle Wiederkäuer dienen.“

Bereits früher gab es einige Überlegungen, den Methanausstoß über Nahrungsergänzungsmittel zu minimieren. „Wir konzentrieren uns eher darauf, herauszufinden, wie wir das in einem Tier umsetzen können und wie das energetisch machbar ist“, so Josh McCann, Tierforscher an der University of Illinois.

Kühe sollen in zehn Jahren richten, was der Mensch in 50 nicht geschafft hat

Das Team will zunächst die Wasserstoffproduktion und -verwertung im Labor unter die Lupe nehmen. So sollen mikrobielle Pansengemeinschaften von Rindern untersucht werden, die von Natur aus mehr oder weniger Methan produzieren. Damit sollen mögliche Anpassungen des Systems mit vielversprechenden Hemmstoffverbindungen erforscht werden. Später wollen die Forscher dann ihre Ergebnisse in Kühe zurückbringen.

„Wenn wir etwas gefunden haben, das in einer mikrobiellen Gemeinschaft funktioniert, muss es auch im Tier funktionieren“, so McCann. „Wir haben komplizierende Faktoren wie Nahrungsbestandteile und wie viel sie fressen wollen. Ganz zu schweigen davon, dass Milchvieh und Rindvieh unterschiedliche Dinge fressen, sodass die Bakterien im Pansen unterschiedlich funktionieren.“

Laut den Forschern sollen bereits nach drei Jahren spezifische Mengen von Hemmstoffen empfohlen werden können, die die Produktionsleistung nicht beeinträchtigen oder sogar verbessern. Ferner wollen sie, dass Kühe „innerhalb von zehn Jahren den Planeten retten“.