甲烷是继二氧化碳之后导致气候变暖的第二大因素，因此科学家们将大量注意力放在解决甲烷的主要来源之一：牲畜的甲烷排放。换句话说，牛打嗝对地球有害。

了解红藻如何减少奶牛的甲烷排放

宾夕法尼亚大学兽医学院的DiptiPitta表示，农民在奶牛的饲料中添加各种海藻作为蛋白质、不饱和脂肪和其他有益健康的成分的来源，可以提供即时的能量。2016年澳大利亚的一项研究发现，给绵羊喂食一种名为Asparagopsistaxiformis(AT)的红色海藻可以减少80%的甲烷排放。

但这种海藻的效果千差万别，因此来自Pitta农业系统和微生物基因组学实验室(ASMG实验室)和宾夕法尼亚州立大学的研究人员对其如何改变瘤胃(牛胃的一个部分)中的微生物群进行了评估。研究结果发表在mBio杂志上。

研究人员将20头奶牛随机分为四组：高剂量AT;低剂量的红藻;牛至(同样可以抑制甲烷形成)和对照组。他们在四个28天的时间段内轮换这些奶牛的治疗剂量。

研究小组发现，前两个阶段，高剂量的海藻抑制了55%的甲烷排放，但这种效果似乎很短暂。到第三和第四阶段，甲烷排放量逐渐下降。

Pitta表示，这是首批研究甲烷在瘤胃中如何形成以及在各种缓解策略下甲烷途径如何改变的研究之一，并指出在解决甲烷减排问题时，保持微生物群健康和动物生产力非常重要。过去的研究还没有如此详细地研究过AT对微生物种群及其功能途径的影响。

研究人员发现，在前两个28天的时间段内，高剂量的海藻几乎完全消灭了瘤胃中的甲烷球菌，这种微生物利用氢气将甲醇还原为甲烷。皮塔说，这一点很重要，因为海藻处理对产生甲烷的其他微生物没有相同的效果，这让研究人员相信，甲烷球菌在甲烷形成中发挥的作用比之前认为的更大。

然而，研究解释说，甲烷球菌种群数量在后期激增，因为它们无法灭活溴仿(海藻中的一种抑制瘤胃中甲烷形成的物质)。

该研究还探索了参与甲烷生成(即在能量代谢过程中产生甲烷作为副产品的过程)的酶活性。第一作者、ASMG实验室高级研究员NagarajuIndugu表示，与对照组相比，当奶牛被喂食AT时，参与这一途径的酶减少了。

作者还指出，虽然他们预计AT会对微生物群中的细菌产生间接影响，但他们也发现了意想不到的直接影响。具体来说，与对照组相比，接受海藻治疗的动物中产生丁酸(一种作为奶牛能量来源的短链脂肪酸)的细菌种类显著增加。

“了解海藻的营养成分和抗菌作用非常重要，这样我们才能更好地了解在动物饮食中加入不同浓度的海藻对动物的影响，”皮塔说。

Indugu表示，ASMG实验室过去的工作促成了当前的研究。研究人员此前报告称，有机化合物3-硝基丙醇可减少26%的甲烷排放量，随后的研究确定了低甲烷排放量奶牛的微生物特征。

展望未来，皮塔表示实验室正在研究将不同的策略结合起来，比如在被确定为高甲烷排放者或低甲烷排放者的奶牛的饮食中测试海藻。“将这些与海藻结合起来可能让我们有机会有效地减少甲烷，而且比单独实施任何一种策略的效果要好得多，”她说。

皮塔补充说，研究人员还在研究产甲烷培养物中不同剂量的海藻品种，这将为抑制甲烷生成所需浓度提供更具体的信息。