Comprender el ecosistema del microbioma de las vacas
Los rumiantes, como el ganado vacuno, son únicos porque tienen una anatomía específica que les permite digerir plantas que, de otro modo, serían indigestas. Por ejemplo, el primer estómago, o rumen, contiene un conjunto de microorganismos, o microbioma, que permite al animal descomponer la biomasa vegetal que consume y convertirla en energía. «Esta cooperación entre la vaca y su microbioma ha evolucionado a lo largo de millones de años, hasta el punto en que el animal ahora depende de su microbioma para digerir alimentos», comenta Itzhak Mizrahi, catedrático en la Universidad Ben-Gurion de Néguev. Mizrahi expone que esta relación también tiene una gran repercusión en los seres humanos. «Este mismo microbioma es el que permite a las vacas convertir la energía almacenada en las plantas en productos alimenticios digeribles para el consumo humano, como la carne y la leche», añade el catedrático. Dado que esta relación simbiótica entre vacas y humanos es tan eficaz, el ganado vacuno se ha convertido en una de las formas dominantes de producción alimentaria. Sin embargo, esta relación también acarrea retos. Por ejemplo, los 1 500 millones de vacas del mundo consumen cerca del 20 % de todos los cultivos de la Tierra y ocupan casi el 30 % de la superficie terrestre total del planeta. Es más, durante el proceso de degradación microbiana de la fibra vegetal, se produce metano, un gas de efecto invernadero muy potente, que se emite a la atmósfera. «Retos críticos como el cambio climático, la conservación del medio ambiente y la seguridad alimentaria están relacionados con el rumen y su microbioma residente —explica Mizrahi—. Por ende, cuanto más sepamos sobre el microbioma, estaremos mejor posicionados para aumentar la disponibilidad de alimentos y lograr una ganadería respetuosa con el medio ambiente». Gracias al respaldo del proyecto RuMicroPlas, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, Mizrahi dirige un equipo de investigadores que tiene como objetivo lograr exactamente esto.
Los plásmidos y el ecosistema ruminal
Uno de los principales objetivos del proyecto era estudiar los plásmidos, elementos genéticos móviles presentes en las células que pueden replicarse con independencia de los cromosomas. «Nuestra intención era comprender el papel que desempeñan los plásmidos en el ecosistema ruminal: cómo se mantienen cuando se altera el ecosistema, cómo cambian con el tiempo y si se pueden o no modificar o controlar», comenta Mizrahi. Al tratar de responder a estas preguntas, los investigadores averiguaron que existen diferentes ecosistemas microbianos, incluso entre vacas de la misma explotación ganadera con la misma alimentación. «Descubrimos que algunos de estos ecosistemas desviaban menos energía al animal y emitían más metano, mientras que otras comunidades microbianas emitían menos metano y desviaban más energía al animal, lo que daba lugar a una mayor producción de leche», explica Mizrahi. Los investigadores creen que los plásmidos son responsables de esta diferencia. «Los plásmidos portan una gran cantidad de genes, pero en realidad no sabemos qué codifican muchos de ellos», agrega Mizrahi.
Más energía y menos metano
Lo que sí saben los investigadores es que se podrían modular estos genes de una manera que influyera en el desarrollo del ecosistema microbiano. «Tal estrategia nos permitiría inclinar la balanza hacia ecosistemas capaces de producir más energía y menos metano —concluye Mizrahi—. Lograrlo constituiría un gran avance para aumentar la seguridad alimentaria y, al mismo tiempo, disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero nocivos responsables del cambio climático». Los investigadores, que saben que estas modificaciones son factibles, se centran ahora en descubrir cómo diseñar un ecosistema microbiano más productivo y menos gaseoso, una labor que constituye el objetivo del proyecto RuMinimum, financiado con fondos europeos.
Palabras clave
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