La ganadería es considerada una actividad humana que contribuye a las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI), lo que le ha puesto en el punto de mira de algunos sectores de la sociedad. Pero es necesario cuantificar la contribución de la ganadería a las emisiones de GEI para poner en contexto la problemática, y abordar estrategias de mitigación. Este artículo tiene como objetivo (1) revisar los datos disponibles sobre la contribución de la ganadería a las emisiones, (2) explicar a qué es debida la producción de metano en el rumen y (3) mencionar algunas de las estrategias que se barajan para reducir dichas emisiones.
Vivimos un período de emergencia climática, causado principalmente por la actividad humana. El aumento de concentración de GEI en la atmósfera ha resultado en un calentamiento de la superficie terrestre, cuya temperatura ha aumentado más de 1°C en el período 2011-2020. La contribución exacta de cada actividad humana a los GEI aún es tema de discusión, pero los datos más recientes apuntan a que la generación de energía es responsable de un 70% de emisiones antropogénicas a nivel mundial. La contribución de la actividad ganadera está entre el 8% y el 16%, según las fuentes. Algunos estudios le asignan hasta un 24%, pero teniendo en cuenta todo el proceso de transporte y transformación.
De las emisiones directas del ganado, las principales son las derivadas de procesos digestivos y gestión de los abonos, principalmente metano, que en 2017 se cuantificaron en 3,96 GT-CO2eq anuales, de las cuales un 71% proceden del vacuno. Aunque parte de ellas son emisiones neutras, debido al secuestro de carbono de los pastos que alimentan a los mismos animales, el crecimiento del sector ha llevado a un balance neto positivo de emisiones.
Estos datos muestran que la ganadería no es la actividad que más contribuye a las emisiones, y además cumple un importante papel de reciclado de subproductos de la alimentación humana, fijación de población rural y mantenimiento de los espacios naturales. Con un papel tan relevante en el desarrollo de las sociedades y el suministro de alimento, la ganadería también tiene la responsabilidad de mejorar la sostenibilidad de los sistemas productivos, y desde la ciencia disponemos de herramientas para ello.
La contribución del vacuno a las emisiones de GEI se debe principalmente a su metabolismo digestivo. Los rumiantes se caracterizan por poseer un estómago de cuatro cámaras especializado en la digestión de plantas. La primera cámara, el rumen, es la más importante, ya que alberga una enorme comunidad de microbios que se encarga de digerir la fibra vegetal a través de un proceso metabólico conocido como fermentación entérica. En este proceso, los microbios del rumen degradan los carbohidratos complejos, producen nutrientes utilizables por el animal y generan metano como residuo, que es expulsado al exterior. Los avances en microbiología y técnicas de secuenciación genómica han permitido conocer qué grupos de microorganismos participan en la fermentación entérica, y cuál es su papel en ella. Este proceso funciona como una cadena trófica, en la que un grupo de microbios genera compuestos de los que se alimenta el siguiente nivel, y así sucesivamente.
Los primeros en participar son los llamados degradadores de polímeros, un grupo de bacterias y hongos que digieren las fibras vegetales y producen azúcares solubles. Estos azúcares sencillos serán el alimento de los fermentadores primarios, principalmente bacterias, que como resultado de su metabolismo generan ácidos orgánicos y ácidos grasos volátiles. En el siguiente nivel, los fermentadores secundarios utilizan estos ácidos y producen otros compuestos denominados precursores de metano (hidrógeno, CO2, formato o acetato).
El último grupo lo forman los metanógenos, un grupo de arqueas que se nutre de estos precursores y genera finalmente metano como residuo. Hay que recordar que el microbioma ruminal es una comunidad enormemente diversa, compuesta por un gran número de especies de bacterias, arqueas, hongos y protozoos. Todos estos microorganismos interactúan entre ellos de distintos modos, compitiendo por los recursos, parasitando o depredando, e incluso estableciendo relaciones mutualistas.
Debido a la gran complejidad de las comunidades del rumen, no es fácil identificar los microbios específicos que participan en cada nivel de la fermentación entérica y, por tanto, aquellos que podrían ser diana de eliminación o selección para reducir la producción de metano. Sin embargo, el desarrollo de técnicas de secuenciación masiva de ADN (los llamados estudios de metagenómica) han permitido conocer más profundamente el papel de los diferentes grupos de microorganismos en la fermentación entérica. A continuación, se desarrolla cada uno de ellos.
La fermentación entérica es responsable alrededor de un 90% de las emisiones directas del ganado vacuno, por lo que las estrategias que buscan mitigar su impacto en el calentamiento global se están centrando en reducir el metano producido durante la digestión. La comunidad microbiana del rumen es la responsable directa de la producción de metano, lo que ha llevado a plantear estrategias que tengan como objetivo modificar estas poblaciones. Esto implica buscar animales que aprovechen mejor el alimento (mejor eficiencia alimentaria) y generen menos metano como subproducto (menores emisiones de GEI). Hasta el momento las estrategias más utilizadas son de dos tipos: estrategias nutricionales y selección genética. A nivel de dieta se ha experimentado con manipular el balance nutricional del alimento y con el uso de aditivos. Por ejemplo, un menor contenido en proteína y forraje se han relacionado con una disminución de las emisiones de metano y también de óxido nitroso, otro importante GEI. También se ha observado que aumentar la proporción de almidón en la ración disminuye la actividad de los metanógenos, y por tanto las emisiones.
En cuanto a los aditivos, existen estudios con 3-nitrooxipropanol (3-NOP), con el alga roja Asparagopsis taxiformis o con compuestos como nitratos, sulfatos y distintos intermediarios de la fermentación de carbohidratos (fumarato, acrilato o malato). Su utilización ha demostrado una reducción en la producción de metano, aunque aún no se ha definido con precisión su efectividad ni sus posibles efectos sobre otros microbios del rumen o sobre el animal. Por su parte, la selección genética es una aproximación eficiente, pero lenta, para reducir el metano entérico, por medio de la inclusión de la producción de metano en los índices de selección, usando tanto medidas directas como estimaciones a través de la ingesta alimentaria o la composición de la dieta.
Los estudios predictivos más actuales calculan un potencial de reducción de entre un 20 y un 25% de emisiones de metano en 10 o 20 años si se aplican estos índices de selección modernos a los programas de mejora. También existen otras estrategias que tienen como objetivo eliminar o potenciar la presencia de ciertos grupos de microorganismos, pero en fases más experimentales. Como ejemplos, se está experimentando con el uso de virus o vacunas para destruir la población de arqueas metanógenas, o la sustitución de arqueas metanógenas por bacterias acetogénicas que consumirían el hidrógeno en su lugar. Sin embargo, los efectos de estos experimentos han sido hasta el momento, débiles o temporales. Con el tiempo seremos capaces de modular el microbioma para mejorar este complejo proceso digestivo de una forma eficaz y precisa, lo que podría abrir un amplio espectro de posibilidades para mejorar no solo la sostenibilidad de nuestros sistemas, sino también la productividad, el bienestar y la salud de los animales, así como la calidad de los productos.
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