ทะลุกรอบ | ป๋วย อุ่นใจ

ลดโลกร้อน

ด้วย ‘ยาลดก๊าซในกระเพาะ (วัว)’

เราว่าไว้ในตอนก่อน เมื่อวัวเรอมันร้อนระอุปะทุโลก เพราะปล่อยก๊าซเรือนกระจกออกมาบานตะไท ซึ่งก๊าซเรือนกระจกที่ว่าก็คือ “มีเทน” ที่มีประสิทธิภาพในการกักเก็บความร้อนได้ดีกว่าคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 25-28 เท่า

เรียกว่า “การเรอของน้องสะท้านสะเทือนไปถึงโลกา แลกเปลี่ยนปัญหาที่สำคัญ เพราะน้องไม่ได้จะเรอออกมาแค่ครั้งสองครั้ง แต่เรอกันแบบไม่ยั้ง ออกมาตลอดเวลา แป๊บก็เรอ เดี๋ยวก็เรอ ในหนึ่งวัน น้องวัวหนึ่งตัวจะปล่อยก๊าซมีเทนออกมาซ้ำเติมโลกร้อน โลกรวน โลกเดือดได้ราวๆ 250-500 ลิตร” ซึ่งถือได้ว่ามากมายมหาศาล

องค์การอาหารและการเกษตรของสหประชาชาติ (Food and Agricultural Organization of the United Nations) เคยประเมินเอาไว้ว่าในแต่ละปี เรอวัวจากฟาร์มปศุสัตว์จะปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้เทียบเท่ากับคาร์บอนไดออกไซด์ 3.1 กิกะตัน (หรือสามพันหนึ่งร้อยล้านตัน) ซึ่งถือว่ามากโข ถ้าเทียบกับกิจกรรมอื่นๆ ของมนุษย์

นั่นหมายความว่าถ้าเราทำให้วัวเลิกเรอ หรืออย่างน้อยเรอออกมาแบบไม่มีมีเทนได้ ผลกระทบของการผลิตสัตว์กับอุณหภูมิโลกจะลดลงอย่างฮวบฮาบ

ลองจินตนาการว่าทั่วโลก โดยเฉลี่ยจะมีวัวเลี้ยงอยู่ราวๆ หนึ่งพันห้าร้อยล้านตัว ลดได้ตัวละนิดละหน่อยต่อวัน แค่นั้นก็มหาศาลแล้ว

ปัญหานี้จุดประกายความสนใจของแฟรงก์ มิตโลห์เนอร์ (Frank Mitloehner) ศาสตราจารย์ด้านการผลิตสัตว์ มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเดวิส (University of California Davis)

แฟรงก์สร้างกล่องเก็บเรอวัว เพื่อการวิเคราะห์ปริมาณก๊าซมีเทนในเรอ และใช้มันเพื่อทดลองหาวิธีการเลี้ยงแบบใหม่ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ให้ผลผลิตมากขึ้นและมีคุณค่าทางโภชนาการมากขึ้นในเวลาที่สั้นลง

แฟรงก์พยายามหาว่าจะเลี้ยงอย่างไรให้วัวโตได้ขนาดให้ไวที่สุด ให้อาหารเป็นอะไรถึงจะเจริญเติบโตไวและปล่อยก๊าซน้อย เลี้ยงอย่างไรจึงจะได้เนื้อและนมที่คุณภาพดีที่สุดในปริมาณที่มากที่สุด ทำยังไงให้ทุกกระบวนการกระชับ มีประสิทธิภาพและปลดปล่อยก๊าซมีเทน (เรอ) ออกมาให้น้อยที่สุด และที่สำคัญ เมื่อไรที่ควรตัดใจส่งเข้าโรงฆ่าเพื่อลดการปลดปล่อยก๊าซมีเทนแบบไม่จำเป็น

เขายกตัวอย่างในประเทศอินเดียที่มีความนิยมในการบริโภคเนื้อวัวต่ำที่สุด แต่มีประชากรวัวเลี้ยงมากที่สุดในโลก ซึ่งหมายความว่าวัวในอินเดียจะมีอายุขัยที่ยืนยาวกว่าที่อื่นและสามารถเรอปลดปล่อยก๊าซมีเทนได้ยาวนานกว่าที่อื่นเช่นกัน บางทีอาจเป็นเท่าตัว

“มันจำเป็นมั้ยที่จะต้องปล่อยให้กระบวนการมันยืดเยื้อเช่นนั้น” แฟรงก์ตั้งคำถาม เขาเชื่อว่าการปรับปรุงประสิทธิภาพและการกระชับกระบวนการผลิตในฟาร์มปศุสัตว์จะช่วยลดการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้อย่างยั่งยืนในระยะยาว

และเมื่อโตได้ขนาดถึงเวลาเก็บเกี่ยวได้ก็ต้องตัดใจ ทำตามกระบวนการที่ควรจะเป็น เพราะการปล่อยให้ยืดเยื้อนานไปคือต้นทุนอาหารที่มากขึ้น และแน่นอนว่าก๊าซมีเทนที่เรอออกมาก็จะเพิ่มมากขึ้นตามไปด้วย

และที่สำคัญ ในหลายที่ เทคโนโลยีวิศวกรรมสมัยใหม่ที่จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิต อาจจะยังไม่ถึง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศที่กำลังพัฒนาในเขตร้อน “วัวในแถบร้อนจะให้นมและเนื้อที่น้อยกว่า และยังใช้เวลานานกว่าด้วยกว่าที่จะเข้าสู่ตลาด”

เขาตัดสินใจร่วมมือกับทีมนักวิจัยจากเวียดนาม เอธิโอเปีย และบูร์กินาฟาโซ (Burkina Faso) เพื่อหาวิธียกระดับกระบวนการผลิตให้ดียิ่งขึ้น

แต่ถ้าถามผู้เชี่ยวชาญ หลายคนก็อาจจะมองว่าแม้ว่าการพัฒนาสายพันธุ์และการจัดการการผลิตนั้น น่าจะช่วยลดผลกระทบเรื่องการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้บ้าง แต่ถ้าจะว่ากันตามจริง ก็เป็นแค่วิธีการหลบเลี่ยงปัญหา ไม่น่าจะเป็นคำตอบสุดท้ายสำหรับการลดมีเทนอย่างยั่งยืน

ถ้าเราจะแก้ปัญหาที่ต้นเหตุ จะลดการผลิตมีเทนจากการผลิตปศุสัตว์ เราต้องเข้าใจกระบวนการเกิดมีเทนในทางเดินอาหารของวัว (และสัตว์เคี้ยวเอื้องอื่นๆ) ให้ได้อย่างถ่องแท้เสียก่อน เรียกว่า รู้เขารู้เรา รบร้อยครั้ง ชนะร้อยครั้ง เพราะไม่แน่ ทางแก้อาจจะง่ายกว่าที่คิด

“กระเพาะของวัวนั้น แบ่งออกเป็นสี่ส่วน กระเพาะผ้าขี้ริ้ว (rumen) กระเพาะรังผึ้ง (reticulum) กระเพาะสามสิบกลีบ (omasum) และกระเพาะแท้ (abomasum) การหมักในทางเดินอาหาร (enteric fermentation) ที่ทำให้เกิดก๊าซมีเทนส่วนใหญ่จะเกิดจากจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ในกระเพาะผ้าขี้ริ้ว”

ทว่า ในกระเพาะอาหารวัวนั้นมีจุลินทรีย์สารพัด ทั้งยีสต์ รา แบคทีเรีย ไวรัส โปรโตซัว ไปจนถึงแบคทีเรียโบราณที่เรียกว่าอาร์เคีย (archaea) และเพื่อให้รู้ว่าจุลินทรีย์อะไรบ้างและตัวการหลักในการสร้างมีเทนออกมานั้นเป็นตัวไหนกันแน่ นักวิจัยมากมายเริ่มศึกษาโครงสร้างประชากรในสังคมจุลินทรีย์ ทั้งด้วยวิธีเพาะเลี้ยง (culture and isolation) และการเทียบรหัสพันธุกรรม (metagenomic analysis)

เป็นไปดังที่คาด พวกเขาค้นพบจุลินทรีย์มากมายในไมโครไบโอมของกระเพาะผ้าขี้ริ้ว บ้างก็เพาะเลี้ยงได้ บางชนิดก็เลี้ยงไม่ได้

แต่มีกลุ่มหนึ่งที่ทำให้พวกเขาตื่นเต้นจนแทบนั่งไม่ติดก็คือ จุลินทรีย์จำพวกอาร์เคียที่เรียกว่า “เมทาโนเจน (methanogen)” ซึ่งที่เป็นที่รู้กันดีว่าปั้มก๊าซมีเทนออกมาได้ล้นทะลัก

ชื่อก็ฟ้องอยู่แล้ว คำว่า “เมทาโนเจน” มาจากรากศัพท์ 2 คำซึ่งก็คือ มีเทน (methane) กับ เจเนสิส (genesis – การสร้าง) ซึ่งถ้ารวมกันแล้วแปลแบบตรงไปตรงมาก็น่าจะหมายถึง “ตัวสร้างมีเทน”

ในการย่อยอาหารของวัว จุลินทรีย์ในผ้าขี้ริ้วจะย่อยพืชที่วัวกินเข้าไปให้ได้เป็นสารอาหารโมเลกุลเล็กที่พวกมันจะดูดซึมเข้าไปบำรุงร่างกายได้ กากอาหารที่ย่อยไม่ได้บางส่วนจะถูกสำรอกออกไปเคี้ยวเอื้องอีกรอบก่อนจะกลับมาย่อยใหม่ ยิ่งกากใยเยอะก็จะใช้เวลาหมักนาน และเกิดของเสียเป็นก๊าซต่างๆ หลายชนิด เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ ไฮโดรเจนและมีเทนมากตามไปด้วย

ชนิดของเมทาโนเจนที่พบในผ้าขี้ริ้วมักจะเป็นพวกไฮโดรเจโนโทรฟ (hydrogenotroph) หรือก็คือเป็นพวกที่สามารถเอาก๊าซไฮโดรเจนมาใช้เป็นแหล่งพลังงานได้ โดยปกติ พวกมันจะกระตุ้นให้ไฮโดรเจนทำปฏิกิริยากับคาร์บอนไดออกไซด์ในผ้าขี้ริ้วเกิดเป็นก๊าซมีเทนสะสมอยู่ในกระเพาะวัว

และเมื่อมีก๊าซสะสมเยอะๆ ก็ท้องอืด ต้องเรอออกมา

จากการประมาณการ ในกระเพาะผ้าขี้ริ้ว จำนวนเมทาโนเจน ถ้าเทียบจากมวลจุลินทรีย์ทั้งหมดจริงๆ แล้วไม่ได้มีมากขนาดนั้น ที่มีอยู่ก็แค่ราว 4 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น

ทว่า เพียงแค่นั้นก็เพียงพอแล้วที่จะปลดปล่อยมีเทนออกมาจนสร้างปัญหาโลกร้อน

คำถามคือเป็นไปได้มั้ยที่จะยับยั้งไม่ให้เมทาโนเจนผลิตมีเทนออกมา?

จริงๆ ก็น่าจะเป็นไปได้ ถ้าเราสามารถหาได้ว่าเมทาโนเจนนั้นใช้เอนไซม์อะไรเพื่อเร่งปฏิกิริยาสร้างมีเทน และถ้าหาเจอ เราก็สามารถที่จะหาสารยับยั้งเอนไซม์ในเมทาโนเจนเพื่อตัดวงจรการหมักมีเทนได้เช่นกัน

และจากการศึกษา นักวิจัยก็พบว่าเอนไซม์หลักที่เมทาโนเจนใช้ผลิตมีเทนก็คือ “เมทิลโคเอนไซม์เอ็มรีดักเทส (Methyl Coenzyme-M Reductase) หรือที่มักเรียกกันสั้นๆ ว่า MCR

งานวิจัยค้นหาตัวยับยั้ง MCR เริ่มน่าตื่นเต้นขึ้นในปี 1997 เมื่ออัลริช เอมร์เลอร์ (Ulrich Ermler) จากสถาบันวิจัยชีวฟิสิกส์มักซ์พลังก์ (Max Planck Institute for Biophysics) ในเยอรมนี สามารถตกผลึกและหาโครงสร้างสามมิติของ MCR ได้สำเร็จ

และทันทีหลังจากที่เห็นโครงสร้าง ทีมนักวิจัยก็เริ่มในคอมพิวเตอร์เพื่อออกแบบและสกรีนหาตัวยับยั้ง MCR

และไม่นานพวกเขาก็เจอว่าสารเคมี 3-nitrooxypropanol หรือ 3-NOP น่าจะเป็นหนึ่งในสารเคมีที่มีศักยภาพในการเข้าจับและยับยั้งการทำงานของ MCR ได้ ซึ่งทำให้หลายทีมเริ่มอยากทดลองกับ 3-NOP

พวกเขาเอา 3-NOP มาลองทดสอบกับเมทาโนเจนที่แยกออกมาจากกระเพาะผ้าขี้ริ้วของวัวและแกะ

ทว่า ผลการทดลองกลับไม่เป็นดังที่พวกเขาคาดเอาไว้ ผลการทดลองออกมาสะเปะสะปะสรุปอะไรไม่ได้ขึ้นกับชนิดของเมทาโนเจน ในเมทาโนเจนบางชนิด 3-NOP ก็ลดการสร้างมีเทนได้อย่างดีเลิศประเสริฐศรี แต่ในบางกรณี กลับลดอะไรแทบไม่ได้เลย

หลายคนเริ่มกังวล บางคนเริ่มคิดว่า 3-NOP อาจจะทำงานได้แค่ในคอม แต่ไม่เวิร์กในชีวิตจริง

จนกระทั่ง อัคลีลู อเลมู (Aklilu Alemu) นักวิจัยจากศูนย์วิจัยและพัฒนาเลธบริดจ์ (Lethbridge Research and Development Center) ในแคนาดาและทีมตัดสินใจเอา 3-NOP ไปทดลองให้วัวเนื้อในคอกกิน

จะได้รู้เลยว่าจะรอดมั้ย

ผลที่ได้กลับน่าตื่นเต้น เพราะวัวที่กิน 3-NOP เข้าไปนั้นปลดปล่อยมีเทนสุทธิเฉลี่ยออกมาน้อยกว่ากลุ่มที่ไม่ได้ 3-NOP มากถึง 30 เปอร์เซ็นต์ ที่สำคัญ พวกเขาไม่เห็นความแตกต่างอะไรเลยในแง่ของผลผลิตและสุขภาพวัวระหว่างกลุ่มที่ได้ 3-NOP และกลุ่มที่ไม่ได้

แน่นอนว่าถ้าเราใส่สารยับยั้งกลไกทางชีวเคมีจำเพาะอย่าง 3-NOP ลงไปในระบบ (ผ้าขี้ริ้ว) ไมโครไบโอมในผ้าขี้ริ้วระหว่างให้กับไม่ให้ 3-NOP ชัดเจนว่าโครงสร้างของสังคมจุลินทรีย์นั้นเปลี่ยนไป ในขณะที่อัตราส่วนของประชากรจุลินทรีย์ทั่วไปที่ไม่ใช่เมทาโนเจนนั้นค่อนข้างคงที่ แต่ประชากรของจุลินทรีย์ที่เป็นเมทาโนเจนนั้นกลับเปลี่ยนแปลงไปจากหน้ามือเป็นหลังมือ

เมทาโนเจนบางตัวที่เคยมีอยู่อย่างเหลือเฟือในผ้าขี้ริ้ว หลังให้ยา 3-NOP พวกมันก็ลดจำนวนลงอย่างเห็นได้ชัด

ซึ่งจะว่าไปก็ไม่แปลก เพราะถ้าพวกมันไม่สามารถเร่งปฏิกิริยาสร้างมีเทนเพื่อเก็บเกี่ยวพลังงานจากไฮโดรเจนมาใช้ในการดำรงชีวิตและขยายเผ่าพันธุ์ได้ ประชากรของพวกมันก็จะค่อยๆ ทยอยลดน้อยถอยลงไป

แค่นี้ก็น่าสนใจแล้ว ใครจะรู้ว่ายาลดก๊าซ จะช่วยลดเรอวัวได้อย่างชะงัด

ทว่า ก็ยังมีประเด็นอีกหลายอย่างที่ต้องเคลียร์ให้ชัดคือการลดลงของเมทาโนเจนนี่จะมีผลอะไรหรือไม่กับสุขภาพวัว (หรือคุณภาพเนื้อ)

และการใช้ 3-NOP นั้นจะส่งผลกระทบอะไรที่เราคาดไม่ถึงหรือไม่ในระยะยาว ซึ่งตอนนี้ยังไม่เห็น

ก็คงต้องรอดูต่อไปว่าเทคโนโลยีนี้จะพัฒนาไปได้อีกไกลเพียงไร จะช่วยแก้ปัญหาฟุตปรินต์จากฟาร์มปศุสัตว์ และจะช่วยลดโลกร้อนลงได้มากแค่ไหนในอนาคต

เพราะสิ่งง่ายๆ ที่ดูไม่น่าสลักสำคัญอะไรอย่างเรอวัว ก็อาจส่งผลกระทบใหญ่หลวงต่อมวลมนุษย์ได้ และถ้าเราเข้าใจปัญหาอย่างถ่องเเท้ ทางแก้ก็อาจจะไม่ได้ยากขนาดนั้น

และนี่คือสาเหตุที่ทำไมวิทยาศาสตร์พื้นฐานถึงเป็นสิ่งสำคัญ!!

สะดวก ฉับไว คุ้มค่า สมัครสมาชิกนิตยสารมติชนสุดสัปดาห์ได้ที่นี่https://t.co/KYFMEpsHWj

— MatichonWeekly มติชนสุดสัปดาห์ (@matichonweekly) July 27, 2022