Един доста необичаен начин да се помогне на флората и фауната да се адаптират към проблем, изострен от хората, е да се модифицира тяхната ДНК , за да станат по-устойчиви на глобалното затопляне. Именно това правят изследователи от Университета на Флорида с крави.
Тези животни са много полезни за човечеството, така че се оказва много важно да се гарантира, че те продължават да съществуват.
Точно както може да има голямо разнообразие от видове в рамките на един род, независимо дали е животно или растение, същото важи и за кравите. Поради това екип от изследователи, включително професор Ралука Матееску от катедрата по животновъдни науки в Института по хранителни и селскостопански науки към Университета на Флорида UF/IFAS, изследва кравата Брангус , която е най-топлоустойчивата порода. Тази порода е кръстоска между говедата Ангус и Брахман.
За целта те са получили тригодишна федерална субсидия от 733 000 долара. С нея те ще могат да проследят сегменти от ДНК на двата варианта, което ще им помогне да определят кои региони на ДНК са важни за регулиране на телесната температура на животното , каза Матееску.
Съединените щати са дом на приблизително 40% от световното месодайно говедо. За да разработят животни, по-добре адаптирани към по-топъл климат и които също така произвеждат по-висококачествено месо, изследователите провеждат дългосрочни изследвания, използвайки геномни инструменти, за да подобрят тяхната толерантност към топлинен стрес . Това е от решаващо значение, предвид значителното въздействие на животновъдството върху околната среда и неговата роля за намаляване на консумацията на месо.
Това несъмнено е изследване, което, по думите на Матееску, „предлага мощен нов подход за справяне с предизвикателствата на изменението на климата и развитието на интелигентни, продуктивни животни“. Но какво мислите вие за генетичната манипулация на животни? За да се задълбочите в темата, можете да разберете какво е CRISPR.
Ако искате да научите повече, кликнете тук.
Причини за топлинен стрес при говеда
Един от проблемите, пред които са изправени млекопроизводителите, е, че кравите страдат от топлинен стрес, когато са изложени на високи температури за продължителни периоди. Това не само намалява производството на мляко , но и се отразява негативно на тяхното благосъстояние и плодовитост. Освен това, предвид глобалното затопляне, се очаква този проблем да се влоши с продължаващото покачване на глобалните температури.
Топлинният стрес е ключов фактор, ограничаващ производството на животински протеини, и се отразява негативно на здравето и благосъстоянието на добитъка в тропическите и субтропичните региони. В гореща среда животните също са по-склонни да проявяват намалена устойчивост на болести. Следователно е от съществено значение да се разработят стратегии, които подобряват устойчивостта на кравите към тези неблагоприятни условия.
Стратегии за генетична модификация на крави
За да се справят с предизвикателството на топлинния стрес, учените започнаха да изследват по-неконвенционални методи, а именно генетична модификация с помощта на CRISPR-Cas9 , инструмент, който позволява прецизна промяна на ДНК-то на организма. С тази техника изследователите се стремят да трансформират тези животни в „суперкрави“, устойчиви на високи температури.
Една от използваните стратегии включва модифициране на цвета на козината на говедата, базирана на идеята, че по-светлите пигменти абсорбират по-малко топлина от по-тъмните. За да се постигне това, е използван CRISPR, за да се промени ген, свързан с пигментацията, наречен PMEL. Тази процедура е проведена върху кравешки ембриони в лаборатория, като са получени животни със сребристо оцветяване, характерно за някои породи, за разлика от типичното черно или тъмнокафяво.
Трябва да се отбележи, че тези модифицирани ембриони са били клонирани и имплантирани в няколко говеда майки. Тъй като обаче процедурата по клониране е много рискована и може да доведе до вродени дефекти, при двете успешни раждания новородените са починали скоро след раждането . Този тип резултат е свързан с ефектите от глобалното затопляне и неговото въздействие върху околната среда.
Накрая, друга стратегия, изследвана от учените, включва генно инженерство за производство на крави с по-къса и по-фина козина, която може да разсейва топлината по-бързо. Това, съчетано с потенциалния успех на промяната на цвета, би създало тези „суперкрави“, способни да намаляват високите температури.
Въздействието на добитъка върху изменението на климата
Животновъдството не само е изправено пред предизвикателства по отношение на производството и хуманното отношение към животните, но и оказва значително въздействие върху околната среда чрез емисиите на парникови газове . Смята се, че животновъдството е отговорно за приблизително 14% от всички емисии на парникови газове. Освен това, около 40% от потенциала на животновъдството за глобално затопляне идва под формата на метан , газ, произвеждан по време на храносмилането на преживни животни.
Тази ситуация повдига сериозна дилема: Препоръчително ли е генетично модифицирането на животни за човешки цели? Наше задължение ли е да модифицираме генетично животни, така че те да могат адекватно да издържат на изменението на климата, което самите ние сме причинили? Този етичен въпрос е фундаментален, когато се обмисля генетичната манипулация на животни, особено като се има предвид, че емисиите на метан могат да подкопаят напредъка, постигнат в борбата с изменението на климата.
Развитие на нискометанови крави
Обещаващ подход за намаляване на въздействието на добитъка върху околната среда е генетичната селекция за отглеждане на крави, които отделят по-малко метан. Някои изследвания показват, че сред животни с еднакъв размер и идентична диета може да има вариации в производството на метан от 30% до 40%. Това предполага, че биха могли да се разработят породи с ниско съдържание на метан , като по този начин се предложи устойчиво решение, което би било от полза както за производителите, така и за околната среда.
В тази връзка, използването на ДНК технология и подборът на индивиди с благоприятни генетични черти могат да бъдат ключови за смекчаване на емисиите на метан. Този подход допълва и най-добрите практики в храненето и управлението на добитъка , които включват осигуряване на здравословно и добре хранено състояние на добитъка, като по този начин се минимизират емисиите на килограм месо или литър мляко. Тези практики са от съществено значение, когато се разглежда въздействието на животновъдството върху околната среда.
Ролята на диетата в производството на метан
Фуражът също играе ключова роля в производството на метан от добитъка. Известно е, че някои видове фуражи променят производството на газ, а включването на определени добавки в диетата може да намали емисиите на метан . Поради това някои производители са започнали да включват морски водорасли във фуража за добитък, тъй като е доказано, че някои видове намаляват емисиите на метан с повече от 30%.
Червеното водорасло Asparagopsis taxiformis , например, показа обещаващи резултати в последните проучвания. Този подход обаче породи и дебат относно неговата безопасност и устойчивост, което изисква допълнителни изследвания, особено в контекст, където изменението на климата оказва влияние върху производството на храни.
Други инициативи за смекчаване на метана от добитъка
В допълнение към генетичната модификация и диетата, се разработват и други инициативи за намаляване на емисиите на метан от добитъка. Един от подходите включва използването на ваксини , които биха могли да помогнат за контрол на популацията на микроорганизми в търбуха, отговорни за производството на метан. Въпреки че този подход все още е в етап на разработка, той има потенциала да предложи трайно решение на проблема.
Изследователите работят и върху фуражни добавки , които могат да променят микробната флора в търбуха на преживните животни, което потенциално може да доведе до намалено производство на метан. Това би могло не само да е от полза за околната среда, но и да подобри ефективността на производството на мляко и месо, което е от решаващо значение в борбата с изменението на климата.
Бъдещи перспективи в генетичната манипулация на крави
Генното инженерство, съчетано с практики за устойчиво земеделие и хранене, има потенциала да трансформира животновъдната индустрия в по-отговорен модел както за околната среда, така и за здравето на животните. Работата по генетично модифициране на крави, за да се увеличи устойчивостта им на топлина и да се намали производството на метан, не само цели да подобри продуктивността на животните, но и да гарантира производството на храна в променящия се климат. В крайна сметка целта е да се осигури устойчиво и устойчиво снабдяване с храна за бъдещите поколения.
