Gli scienziati hanno identificato una struttura cellulare precedentemente sconosciuta nei microbi intestinali che sembra essere il motore principale dietro le emissioni di metano dei bovini e di altri ruminanti. Questa scoperta, pubblicata su Science, individua uno specifico meccanismo biologico che potrebbe offrire nuove strategie mirate per ridurre l’impronta di carbonio del settore agricolo.
La Fabbrica Nascosta nel Rumine
Il focus di questa ricerca è il rumine, la prima camera dello stomaco negli animali masticatori come mucche, pecore e capre. Questa vasca di fermentazione ospita un complesso ecosistema di microbi che scompongono il materiale vegetale. Tra questi microbi ci sono protozoi unicellulari noti come ciliati, ricoperti da proiezioni simili a capelli.
Sebbene i ciliati costituiscano circa il 25% della popolazione microbica nel rumine, storicamente sono stati difficili da studiare a causa della loro complessa genetica e della tendenza a scambiare DNA con altri organismi. Per superare questo problema, un team di ricercatori cinesi ha isolato singole cellule ciliate da 100 mucche da latte, consentendo loro di sequenziare il DNA di 65 specie di ciliati, 45 delle quali non erano mai state analizzate geneticamente prima.
Questo sforzo ha rivelato un nuovo organello (un compartimento specializzato all’interno di una cellula) chiamato idrogenocorpo.
Come i corpi idrogeno alimentano il metano
L’importanza dell’idrogenocorpo risiede nella sua funzione: produce idrogeno gassoso. Nel rumine, questo idrogeno non fuoriesce semplicemente; serve come combustibile per un altro gruppo di microbi chiamati archaea, che consumano l’idrogeno per produrre metano, un potente gas serra.
In precedenza, gli scienziati sapevano che la produzione di idrogeno stimolava la creazione di metano, ma non erano riusciti a individuare con certezza dove nella cellula ciliata veniva generato questo idrogeno. Il nuovo studio conferma che la fonte sono gli idrogenocorpi. Queste strutture sono distinte dagli altri organelli produttori di energia come gli idrogenosomi o i mitocondri perché possiedono solo una singola membrana anziché una doppia. Si raggruppano alla base delle ciglia, le proiezioni sfocate che danno il nome a questi microbi.
I ricercatori hanno trovato una correlazione diretta:
* I ciliati con più corpi idrogeno producono più idrogeno.
* Una maggiore quantità di idrogeno porta ad una maggiore attività degli archaea produttori di metano.
* Di conseguenza, le mucche con popolazioni più elevate di questi ciliati specifici emettono più metano.
Mira a microbi specifici, non tutti
Questa scoperta solleva domande cruciali su come mitigare le emissioni di metano senza danneggiare la produttività del bestiame. I tentativi passati di eliminare tutti i ciliati dal rumine hanno comportato un calo del metano ma hanno anche causato riduzioni significative della produzione di latte e carne. Ciò suggerisce che mentre alcuni ciliati sono dannosi per gli obiettivi climatici, altri possono svolgere un ruolo benefico nella digestione e nella salute degli animali.
I nuovi dati consentono un approccio più sfumato. Lo studio evidenzia che i ciliati della famiglia Vestibuliferida sono particolarmente “pelosi” (hanno molte ciglia) e contengono più idrogenocorpi, il che li rende i principali contributori alla produzione di metano. Al contrario, la famiglia Entodiniomorphida ha meno ciglia e contribuisce meno al problema.
“Conoscere le differenze fisiologiche tra le specie di protozoi può aiutare a ideare trattamenti per eliminare quelli specifici e ridurre le emissioni di metano senza compromettere la produzione di latte e carne”, spiega Todd Callaway, microbiologo dell’Università della Georgia.
La strada da percorrere
Sebbene l’identificazione dell’idrogenocorpo rappresenti una svolta, le applicazioni pratiche sono ancora lontane. La rimozione completa dei ciliati richiede misure estreme, come isolare il bestiame in stalle sigillate e somministrargli mangime sterilizzato, il che è economicamente e logisticamente irrealizzabile per la maggior parte delle aziende agricole.
Invece, la ricerca futura si concentrerà probabilmente sullo sviluppo di interventi che inibiscano specificamente la crescita di ciliati ad alto contenuto di metano come i Vestibuliferida, preservando al contempo le specie benefiche. Come nota Callaway, questa scoperta è “il primo passo di probabilmente 25”, ma fornisce la mappa biologica essenziale necessaria per orientarsi verso un allevamento di bestiame più sostenibile.
In sintesi, la scoperta dell’idrogenocorpo sposta l’attenzione dalla soppressione generale dei microbi intestinali al colpire con precisione lo specifico macchinario cellulare responsabile dell’eccesso di metano, offrendo un percorso promettente verso un’agricoltura più verde.
