Einen Marker für die effiziente Rinderzucht entwickeln
Die ansteigende Nachfrage nach Fleisch und Milch, die auf eine wachsende und immer wohlhabendere Weltbevölkerung zurückgeht, strapaziert unsere natürlichen Rohstoffe erheblich. Nutztiere sind eine wesentliche Ursache für Treibhausgasemissionen und Abfälle und nehmen erhebliche Bodenflächen für den Anbau von Futtermittelpflanzen in Anspruch. „Das Ausmaß, in dem Getreide derzeit zur Fütterung von Wiederkäuern verwendet wird, ist nicht hinnehmbar“, erklärt MARKEFFICIENCY-Projektkoordinator Diego Morgavi vom Institut National De La Recherche Agronomique (INRA) in Frankreich. „Ein wichtiger Punkt, der oftmals untergeht, ist, dass Wiederkäuer in der Lage dazu sind, Zellulosesubstrate zu verdauen, die wir Menschen nicht essen und in Energie umwandeln können. Natürlich vorkommende Mikroben helfen den Rindern dabei, das Futter in proteinreiche Bestandteile und essenzielle Mikronährstoffe umzuwandeln, die sich in Fleisch und Milch wiederfinden. Der Umstieg auf eine futtermittelbasierte Ernährung wäre tatsächlich sehr effizient, da aus dem Tier ein höherer als ursprünglich investierter durch den Menschen verwertbarer Energie- und Proteingehalt gewonnen werden könnte.“ Die Umweltauswirkungen durch Rinder verringern Das Ziel des MARKEFFICIENCY-Projekts bestand folglich darin, Methoden zu entwickeln, um bei Rindern die Umstellung von einer getreidebasierten Ernährung auf eine futtermittelbasierte Ernährung anzuregen. Dies wurde über die Erforschung potenzieller Biomarker für die Futtereffizienz bei Rindern mit einer futtermittelbasierten Ernährung erreicht. „Diese könnten dann zur effektiven Messung und Beurteilung dieser Eigenschaft bei Jungtieren genutzt werden“, erklärt Morgavi. „Die Möglichkeit zur Auswahl der effizientesten Tiere und zur Gestaltung von Ernährungsweisen entsprechend des Tierpotenzials würde Landwirten ökonomisch zugutekommen und gleichzeitig dazu beitragen, die Umweltauswirkungen durch Wiederkäuer zu reduzieren.“ Bei der Studie wurden mehrere Probenarten – Blut, Plasma, Haar, Fäkalien und Korpus – sowie zahlreiche unterschiedliche Analyseverfahren einschließlich Nahinfrarotspektrometrie (NIRS) und Massenspektrometrie miteinander kombiniert. Diese wurden zur Identifizierung vielversprechender Biomarker für die beiden Messgrößen der Futtereffizienz – „Residual Feed Intake“ und „Feed Conversion Efficiency“ – genutzt. Dieser Ansatz gab Morgavi und seinem Team zudem Einblick in die Faktoren, die hinter unterschiedlichen Futtereffizienzen bei der Rinderhaltung stecken. Viele dieser Techniken waren bislang noch nicht zur Adressierung der Futtereffizienz herangezogen worden. Die Verwendung problemlos entnehmbarer Haarproben zur Bestimmung der Stickstoff-Isotopen-Diskriminierung und die Untersuchung von Plasma als Biomarker für die Futtereffizienz unter Verwendung von NIRS sind beispielsweise bislang nicht erforscht worden. Die Methoden zur Quantifizierung der Vitamine B2 und B6 wurden gleichermaßen speziell für dieses Projekt entwickelt und liefern neue Informationen, die, so die Hoffnung von Morgavi, in der Zukunftsforschung angewandt werden können. „Dieses Projekt bietet ebenfalls echte praktische Anwendungsmöglichkeiten“, sagt Morgavi. „Wir befinden uns beispielsweise in einem gebirgigen Gebiet Frankreichs, in dem Rinderzüchter aufgrund eingeschränkter Bodenflächen großen Herausforderungen gegenüberstehen. Die Fütterung unserer Rinder mit so viel Futtermittel wie möglich ist sinnvoll.“ Methanemissionen angehen Im Zuge des Projekts wurde ebenfalls die Möglichkeit zur Modulation der mikrobiellen Gemeinschaft in Wiederkäuern in einer frühen Lebensphase untersucht, um die Methan-Emissionen zu verringern. „Jedes Säugetier erwirbt bei der Geburt Mikrobiota; die Kolonisierung beginnt tatsächlich sofort im Anschluss an die Geburt und vielleicht während der Geburt“, erklärt „Marie Curie Fellowship“-Stipendiatsempfängerin Sarah Meale, die mit Morgavi am INRA an diesem Projekt zusammenarbeitete. „Wir wollten wissen, was passiert, wenn wir diese frühe Implantierung modifizieren und ob wie die Kohlenstoffbilanz von Rindern verbessern können.“ Auch wenn das Team vorsichtig optimistisch ist, dass dieser Ansatz positive Ergebnisse zeitigt, betont Morgavi, dass es noch viel zu früh ist, um Schlussfolgerungen zu ziehen. „Wir wissen, dass die mikrobielle Gemeinschaft früh im Leben moduliert werden kann, diese Tests müssen jetzt jedoch aber und abermals wiederholt werden“, sagt Morgavi.
Schlüsselbegriffe
MARKEFFICIENCY, Biomarker, Mikrobiota, Rinder, Emissionen