Minderung von Methanemissionen bei Wiederkäuern mit Hilfe von pflanzlichen Sekundärmetaboliten: Die Wirkung einfacher Phenole sowie Flavonoide auf die ruminanten Methanbildner

Stipendiatin/Stipendiat: Mihaela Giuburunca

Minderung von Methanemissionen bei Wiederkäuern mit Hilfe der pflanzlichen Sekundärmetaboliten:
Die Wirkungen einfacher Phenole sowie Flavonoide auf die ruminanten Methanbildner

 

Die globale Erwärmung, oder der „Treibhauseffekt“ ist eine Umweltfrage, das sich mit dem Potenzial für den globalen Klimawandel beschäftigt. Es gibt bestimmte Gase in der Atmosphäre, die dazu dienen, die Menge von Hitze zu regulieren, welche sich nahe der Erdoberfläche befindet. Wissenschaftler vermuten, daß eine Zunahme der Treihausgase die Temperaturen rund um den Globus erhöhen wird. Das Ergebnis all dessen ist, daß sich verhängnisvollen Umweltfolgen ergeben würden.

Die wichtigsten Treibhausgase sind Wasserdampf, Kohlendioxyd, Methan, Stickoxide une einige technische Chemiekalien wie Fluorchlor-Kohlenwasserstoffe. Die meisten Gase davon treten in der Atmosphäre natürlich auf. Aber deren Menge hat sich, erhöht aufgrund der Verbrennung von fossilen Brenstoffen und intensiver Landwirtschaft. Die Reduzierung von Treibhausgasen ist ein Schwerpunkt der Umweltprogramme in Ländern auf der ganzen Welt geworden.

Laut FAO ist die Landwirtschaft für geschätztes 14 Prozent der Treibhausgase der Welt verantwortlich. Ein bedeutender Teil dieser Emissionen stammt von Methan. Im Hinblick auf seinen Beitrag zur globalen Erwärmung ist Methan 23mal stärker als Kohlendioxid. Ebenfalls, beträgt 16 Prozent auf der gesamten Weltweiten Treibhausgas-Emissionen.
Methan-Emissionen aus des Landwirtschaft bilden rund 40% der durch menschlichen Aktivitäten produziert Emissionen. Die größte einzelne Quelle dabei ist die Darmgärung in der Tierhaltung, vor allem von Wiederkäuern.
Etwa 95,5% des von Wiederkäuern ausgestoßenen Methans wird im Pansen gebildet. Die Menge des Methans wird durch Nase und Mund ausgeatmet. Dies bedeutet einen Verlust von Energie für die Wiederkäuer und wurde zwischen 2 und 15 Prozent seiner Brutto-Energie auf nahmen geschätzt.
Die weltweite Nachfrage nach Fleisch und Milch steigt jedes Jahr. Das ist der Grund warum Wiederkäuern in der Landwirtschaft wird erwartet, daß auch weiterhin ein wichtiger Beitrag zum globalen Methan-Emissionen. Für viele Jahre haben Forscher viele Abschwächungsstrategien versucht zu entwickeln. Diese Strategien zielen zu entwickeln die Methan-Emissionen aus Pansen (Impfungen gegen Pansen Methanogens, Bakteriophagen, Enfernung von Protozoen, Ernährung, Tierzucht) auf. Der Hauptgrund für dieses Strategien ist zu bessern die Effizienz von Wiederkäuern Produktion in einer Ökologisch und nachhaltigeb erheblich auf.

Methan wird erzeugt im Pansen von Wiederkäuern von einer Gruppe von Mikroben, gennant „Methanbilder” oder auch “ Methanogene”, die eine Untergruppe der Domäne Archaea bilden. In der ausschließlich anaerob ablaufenden Methanogenese setzen die meinsten Methanogenen Kohlensoffdioxid in Methan um. Auch aus anderen einfachen C1 Verbindungen wie Ameisensäure, Methanol und Methylaminen wird es gebildet. Essigsäure wird durch Essigsäure-spaltende (acetoklastische) Methanbilder in Methan und Kohlenstoffdioxid umgewandelt. Bakterielle Gärungsprodukte wie Milchsäure, Propionsäure und Buttersäure kännen dagegen nicht als Substrate verwendet werden.Bei der Methanogenese handelt es sich um eine anaerobe Atmung.
Fortschritte wurden gemacht im Verständnis der Vielfalt der im Pansen vorhandenen Methanogene und die jüngste Sequenzirrung und Analyse des Genoms von Methanobrevibacter ruminantium-, eine dominante Spezies im Pansen, hat neue Einblicke in ihre Biologie ermöglicht.

Wie ich habe schon erwähnt, viele Versuche hat für Methan Reduktion probieren. Für Mein Projekt, wähle ich zum Testen die Pflanzen Sekundärmetaboliten, als einfacher Phenole. Sie bilden die Gruppe von Chemikalien von Pflanzen, die nicht in den primären biochemischen Prozesse des Pflanzen wachstums und Fortphanzung beteiligt sind. Das Potenzial von dieser Verbindungen und speziell der Polyphenole und Saponine zur enteralen Methan-Emissionen zu reduzieren hat in mehreren Laboratorien anerkannt worden. Die antimikrobiellen Wirkungen und Effekte auf Wiederkäure Methanogenese und Vergärung von diesen Verbindungen abhängig von ihrer Natur, Aktivität und Konzentration.
 

Förderzeitraum:
01.09.2012 - 31.07.2013

Institut:
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ
Department Umweltmikrobiologie

Betreuer:
Dr. Sabine Kleinsteuber

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