牛の「おなら」と「げっぷ」を退治せよ──科学者たちの大真面目な温暖化対策
地球上には約15億頭の牛がいる。そのほとんどは肉牛や乳牛として繁殖させられたり、飼育されたりしている。
牛は4つの胃をもつ動物だが、最も大きい胃はルーメンとも呼ばれる第1胃だ。成牛の場合、その容量はおよそ150〜200リットルにもなる。
第1胃には1g当たり250億個という膨大な数の微生物が存在し、植物性繊維を発酵分解している。発酵の際には副産物として水素が発生する。そして、第1胃に常在するメタン細菌と呼ばれる微生物群が、この水素をメタンに変換するのだ。
メタンはやがて、牛の“正面玄関”からはげっぷとして、“裏口”からはおならとして放出される。牛1頭がげっぷやおならとして発するメタンガスの量は、1日160〜320リットルに上る。環境にとっては迷惑千万な話といえよう。
気候変動に関する議論となると、二酸化炭素（CO2）排出量の削減に重点を置いたものがほとんどだ。それも確かに正しいのだが、「気候変動に関する政府間パネル（IPCC）」が明らかにした2015年の数値を見ると、メタンも世界の温室効果ガス排出量の16パーセントを占めている。近年の研究でも、メタンにはCO2の28倍もの温室効果があることがわかってきた。
特殊な餌が、牛の体内メタンを減らす
メタン排出の3分の2は、採鉱業やさまざまな産業プロセスなど、わたしたち人間の活動が原因となっている。なかでも深刻なのが畜産業、特に牛の飼育によるものだ。膨大な数の牛たちが、食品産業の世界に敷かれたレールの上を進む途中で、おならとげっぷを放出し続けているのだから、肉や乳製品の消費を徹底的に減らせば問題解決につながることは明らかだ。
この問題に対し、さまざまな方法を模索しながら挑む研究者や起業家たちがいる。
体に入るもの、つまり餌に注目するのも方法のひとつだ。バランスのとれた高品質の飼料を与えることで、牛が放出するメタンの量も減っていくに違いない。だが、特に大きな効果が期待できるのは、餌に海藻を加える方法だ。
オーストラリアのジェームズクック大学では2016年、「カギケノリ（asparagopsis taxiformis）」と呼ばれる海藻を、牛の第1胃から採取した体液に混ぜる試験管内実験が何度か行われた。研究者たちはこのとき、カギケノリに含まれる「ブロモフォルム」というハロゲン化合物がメタン細菌の働きを抑えることを発見した。2パーセントの海藻を飼料に加えることで、発酵作用と消化機能への影響を最小限にとどめながら、メタンの発生を完全に防げそうなことがわかったのだ。
さらに最近、カリフォルニア大学デイヴィス校の動物科学教授であるエルミアス・ケブリーブの研究チームが、12頭の生きた牛を使って、海藻のもつ可能性について調べる実験を行った。ケブリーブは語る。「カギケノリをどのくらい餌に混ぜればよいかわからず、全体の0.25パーセントから始めました。1パーセントまで増やすと大変よい結果が得られたため、これが適量であることがわかりました」
ケブリーブらが測定器を使って牛の呼気を調べた結果、毎日与える餌に海藻を1パーセント混ぜることによって、メタン排出量を50パーセント削減できることがわかった。牛が海藻の味を嫌ったため、糖液を加えて風味をごまかさねばならなかったが、幸いにも餌に混ぜたカギケノリが牛乳の味に影響することはなかった。
農場にメタン排出の削減を義務づける法案も
だが、まだいくつかの疑問が残る。例えば、カギケノリのメタン削減効果が長期的に続くかどうかはわからないのだ。「実験期間はわずか2週間でした。同様の餌を6カ月間与えたらどうなるでしょうか」とケブリーブは言う。
まさにこの疑問を解決するため、彼は19年2月から6カ月間、24頭の牛に海藻を与える実験を予定している。この実験がカリフォルニア州で行われることには特別な意味がある。同州で先ごろ、30年までにメタン排出量を40パーセント削減することを農場経営者に義務づける法案が可決されたのだ。
ほかにも課題はある。カリフォルニア州で飼育される238万頭の牛すべてに行きわたる量のカギケノリを確保するのは容易なことではない。それどころか理論上は、地球上のすべての牛に食べさせなければならないのだ。「いまのところ、それだけの量をまかなえる市場は存在していません」とケブリーブは言う。
アイルランドを拠点とする海藻製品メーカー、アクアスーティカルズ（Aquaceuticals）のチーフサイエンティストであるステファン・クラーンによると、すべては規制をクリアできるかどうかにかかっているという。海藻の養殖には、1ヘクタールあたりの年間生産量が7トン程度の場合、政府発行の海洋水産許可証が必要となる。
ところが、往々にして許可証の申請手続きには非常に時間がかかるのだとクラーンは言い、次のように続けた。
「過去10年間、少なくともアイルランドでは何の動きもありませんでした。許可証を取得するのも、何らかの活動を行うのも困難でした。しかし、ここ2〜3カ月、許可証の発行が相次いでいます」
「牛のメタン排出問題」に消費者意識も高まる
カリフォルニア州にならう政府が増え、より厳しいメタン排出基準が設定されれば、状況は変わるかもしれない。すでにこの問題に関心をもち始めた農場経営者もいるようだ。
スイスの企業で、メタン細菌の発生を抑える海藻を配合した飼料を製造するアゴリン（Agolin）のコマーシャルディレクターを務めるマイケル・ローは、次のように語る。
「現在、海藻製品は主に身体機能を高める食品として消費されています。しかし消費者の間でも、牛によるメタン排出問題への意識はますます高まっています」
餌を変えるだけで“おなら問題”が解決するとはさすがに思えない。牛に毎日カギケノリを食べさせていては、ノリの生産が軌道に乗るまでの間、費用がかさむばかりだろう。
それに、牛の体にカギケノリに対する耐性ができて、しばらくしてからまたげっぷを出し始めるかもしれない。そこで、別の研究者たちがメタン排出の遺伝的な根本原因の究明に取り組んでいる。
メタン生成には20の遺伝子が関連している
スコットランド農業大学で動物遺伝学の教授を務めるレイナー・ローエは、遺伝子が動物のメタン放出量に大きく影響すると指摘し、こう述べている。
「メタンの生成量は個体によって著しく異なります。こうしたメタン生成量の違いは遺伝的に決定していることを発見しました。個々の牛のゲノムによってメタン細菌の量が決められているのです」
ローエは、あらかじめ「呼気測定室」でメタン排出量を確認済みの生きた牛と、食肉処理場から入手した牛の死骸を用意し、両方から第1胃のサンプルを採取した。そしてメタン生成に関連する20の遺伝子の特定に成功した。
「実際に個々の牛のメタン排出量を測定しなくても、ゲノム科学を応用して排出量を予測することができます」と彼は言う。排出量の少ない牛を繁殖させるべく、遺伝学的に個体を選別する計画が進行中だ。
ローエによるとこの方法の効果は絶大で、メタン生成量を年間3パーセント削減できるという。「累積的に効果が増大していく仕組みです」と彼は言う。
ローエは19年2月、英国各地の畜産企業と手を組み、各社の農場でメタン排出量削減の対象とする牛の選択を開始する。海藻チームと遺伝子チームに分かれて、「牛のおなら退治合戦」が始まるのだ。
