牛のオナラとの奇妙な戦い

世界には約15億頭の牛が生息しており、そのほとんどは食肉産業や酪農業向けに飼育されている。牛の胃は4つに分かれており、最大の部分はルーメンと呼ばれる。成牛のルーメンは約150～200リットルの容積があり、驚くほど多くの微生物（1グラムの容積あたり250億個の細菌）が生息し、発酵によって植物繊維を分解する役割を担っている。ルーメン発酵の副産物は水素であり、ルーメンに生息するメタン生成菌と呼ばれる特定の微生物群が、その水素をメタンに変換する。メタンはその後、牛の前部（げっぷ）または後部（おなら）から排出される。牛は1日あたり160～320リットルのメタンをげっぷとおならで出す。これは環境にとって悪いニュースだ。

気候変動に関する議論の多くは（当然のことながら）二酸化炭素（CO2）排出量の削減に焦点を当てていますが、気候変動に関する政府間パネル（IPCC）の2015年の統計によると、メタンは依然として世界の温室効果ガス排出量の16%を占めています。また、最近の研究では、メタンはCO2の28倍の熱を閉じ込める効果があることが示唆されています。

メタン排出量の3分の2は、鉱業、工業プロセス、そして特に畜産、特に牛といった人間の活動に起因しています。この問題の明白な解決策の一つは、肉や乳製品の消費量を大幅に削減することです。つまり、食品業界において放屁やげっぷをしながら生活している牛の数を劇的に減らすことです。しかし、一部の研究者や起業家は、この問題への取り組みとして、異なる方法を模索しています。

これに取り組む一つの方法は、投入面、つまり栄養に焦点を当てたものです。バランスの取れた食事と高品質の飼料は、それ自体で牛の口から放出されるメタンの量を減らすことができます。しかし、実質的な効果をもたらすと思われるのは、牛の餌に海藻を加えることです。

2016年、オーストラリアのジェームズ・クック大学の研究者たちは、アスパラゴプシス・タクシーフォルミスと呼ばれる特定の藻類を牛のルーメン液と混合し、一連の試験管内実験を行いました。その結果、アスパラゴプシスに含まれるハロゲン化合物であるブロモホルムという物質が、メタン生成菌の働きを抑制することが明らかになりました。飼料に2%の海藻を添加すると、メタンが完全に除去され、発酵（そして消化）プロセスへの阻害は最小限に抑えられることが分かりました。

最近では、カリフォルニア大学デービス校の動物科学教授エルミアス・ケブレアブ氏率いる研究者たちが、生きた牛12頭でこの海藻の効能を試験しました。「牛にどれくらいの量（アスパラゴプシス）を与えればよいか分からなかったので、まずは餌の0.25%から始めました」とケブレアブ氏は言います。「最終的に1%まで与えたところ、非常に良い反応がありました。この量でかなり効果が出るのです。」

ケブレアブ氏のチームは、牛用の一種のアルコール検知器を用いて、牛の毎日の飼料に海藻を1%加えることで、メタン排出量を50%削減できることを発見しました。幸いなことに、牛自身は海藻を美味しいとは感じていなかったようですが（そのため、糖蜜で風味を隠す必要がありました）、アスパラゴプシスを飼料に加えても牛乳の味には影響がありませんでした。

しかし、まだいくつかの疑問が残っている。一つは、アスパラゴプシスのメタン削減効果は長期的に持続するのか？「私たちは2週間しか餌を与えていません。では、6ヶ月間与えたらどうなるでしょうか？」とケブレアブ氏は言う。彼は2月にまさにそのような実験を開始し、24頭の肉牛に6ヶ月間海藻を与える予定だ。この取り組みは、2030年までに農家にメタン排出量を40%削減することを義務付ける法律を最近可決したカリフォルニア州では特に理にかなっている。

それでも、課題は依然として残っている。カリフォルニア州の牛238万頭全員、そして理論上は世界中の牛の頭数に十分な量のアスパラゴプシスを確保するのは容易ではないのだ。「今のところ、それに対する市場は存在しない」とケブレアブ氏は言う。

アイルランドに拠点を置く海藻製品メーカー、アクアシューティカルズの主任科学者、ステファン・クラーン氏は、すべては規制の問題だと述べている。年間1ヘクタールあたり約7トンの海藻を栽培するには、各国政府による水産ライセンスの発行が必要だが、クラーン氏によると、申請手続きは往々にして非常に遅いという。

「少なくともアイルランドでは、ここ10年間、何も動いておらず、ライセンスの取得も活動の開始も困難でした」と彼は言う。「しかし、ここ2、3ヶ月で新しいライセンスが発行されました。」

カリフォルニア州に倣い、より厳しいメタン排出基準を制定する政府が増えれば、状況は変わるかもしれません。すでに一部の農家はこの問題に関心を寄せ始めているようです。「（海藻）製品は主にパフォーマンス向上を目的として利用されていますが、消費者レベルでは、牛の飼育に伴うメタン生成の問題に対する意識が高まっています」と、メタン生成抑制作用のある海藻を含む飼料を製造するスイス企業アゴリンの営業部長、マイケル・ロー氏は述べています。

餌だけでおなら問題を解決できると誰もが確信しているわけではない。海藻生産が軌道に乗るまでは、牛に毎日アスパラゴプシスを与えるのは費用がかかる可能性がある。また、牛が添加物に慣れてしまい、しばらくすると再びメタンをげっぷするようになるかどうかもまだ分かっていない。そのため、他の研究者はメタン排出の遺伝的要因に注目している。

スコットランド農村大学の動物遺伝学教授、ライナー・ローエ氏は、動物が排出するメタン量には遺伝子が重要な役割を果たしていると述べています。「メタン生成量は個体差が大きい」とローエ氏は言います。「私たちは、このようなメタン生成量の差が遺伝的に決定されていることを突き止めました。メタン生成菌の量は（牛の）ゲノミクスによって決定されていることを示すことができます。」

ローエ氏は、生きた動物（事前に「呼吸室」でメタン放出を検査済み）と屠殺場の死骸の両方からルーメンサンプルを採取した後、メタン生成に関連する20の遺伝子を特定することに成功した。

「ゲノミクスを使えば、牛1頭1頭のメタン排出量を測定することなく、動物のメタン排出量を予測できます」とローエ氏は言う。現在計画されているのは、低排出牛を繁殖させるために、遺伝子選抜を行うことだ。ローエ氏によると、この方法は計り知れない効果をもたらす可能性がある。牛関連のメタン排出量を毎年3%削減できるという。「これは累積的な変化です」

2月、ローエ社は英国全土の畜産会社と協力し、農場におけるメタン削減効果の高い牛の選抜を開始する。海藻派であろうと遺伝子派であろうと、牛のオナラをなくすための戦いは始まったばかりだ。

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この記事は、WIREDの気候変動特集シリーズの一部です。牛のおならを減らすための緊急の取り組みから深海採掘をめぐる争いまで、地球温暖化の影響を逆転させるという重要な使命の最前線にある技術とアイデアを深く掘り下げていきます。

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この記事はWIRED UKで最初に公開されました。