Comment réduire les émissions de méthane du bétail

L’élevage sélectif de bétail est un métier millénaire. La possibilité d’un décodage complet de l’ADN n’est apparue qu’au 21e siècle.

Ensemble, ces deux innovations très éloignées permettent d’élever des ruminants qui produisent des quantités insignifiantes de méthane, un puissant gaz à effet de serre et une source de très mauvaise pression pour l’industrie de la viande rouge.

Deux projets de l’Université de la Nouvelle-Angleterre (UNE) à Armidale, NSW, visent à utiliser la génomique croissante pour réduire la production de méthane chez les bovins et les ovins. L’objectif est que chaque nouvelle génération de ces espèces produise 1 % de méthane en moins que la génération précédente.

Génome du méthane du bétail ruminant
Dr Rob Banks, expert en génétique du bétail à l’Université de la Nouvelle-Angleterre. Crédit : Matthew Cawood / UNE

Projets (voir Boîte) elles sont guidées par la génomique : l’étude des gènes et de leurs interactions. Les éleveurs utilisent encore d’anciennes techniques d’élevage sélectif pour développer des bovins et des ovins à faibles émissions, mais au lieu de choisir un trait qui peut être traduit en un cercle d’exposition, comme la musculature, les éleveurs choisissent un trait appelé faible production de méthane. qui n’est accessible qu’en lisant la double hélice d’ADN.

Le mot “étiquette” est au singulier, il est donc naturel de supposer qu’une étiquette est le résultat d’un seul gène. C’était une croyance dans les années 1990, lorsque les scientifiques pensaient que cibler un ou deux gènes affecterait un trait tel que la tendreté de la viande. Mais il s’avère que les organismes ressemblent plus à des écosystèmes qu’à des machines.

Maintenant, selon le Dr Rob Banks, un expert en génétique du bétail, les scientifiques se rendent compte que la plupart des traits d’intérêt ont «presque exclusivement au moins des centaines, sinon plus, des gènes qui affectent ces traits. Ainsi, chaque gène a un assez petit effet.

Il n’y a pas de gène unique “faible en méthane”. Cependant, certains animaux produisent beaucoup moins de méthane que leurs pairs sans perte évidente de richesse, et ce trait est probablement encodé dans leur constitution génétique.

Les projets UNE lisent l’ADN d’animaux qui ont été mesurés pour la libération de méthane (et d’autres traits) et utilisent la référence génomique résultante – la “bibliothèque d’ADN” – pour identifier les modèles d’ADN chez d’autres animaux qui sont associés à des émissions plus faibles de chaque race. .

“L’une des belles choses à propos de la sélection génomique est qu’elle est incroyablement facile”,

Rob Banks, UNE

Cette approche du bétail à faibles émissions n’utilise pas de technologie génétique invasive ni d’édition de gènes. Cela donne juste une impulsion à l’évolution.

Banks, qui jusqu’au début de cette année était directeur de l’unité de génétique animale et d’élevage (UGAB), adore la “deuxième règle” du biologiste évolutionniste Leslie Orgel : “L’évolution est plus intelligente que vous”.

“L’un des avantages de la sélection génomique est qu’elle est incroyablement facile”, dit-il. “Si vous voulez améliorer un trait, mesurez-le simplement sur un nombre suffisant d’individus pour calculer des valeurs de reproduction génomiques raisonnables, et vous pouvez vous reproduire à partir de ce trait.

“Vous n’avez pas vraiment la moindre idée de la façon dont le corps le fait. Vous n’avez pas trouvé de gène pour ce qui pourrait arriver. Mais vous élevez des animaux qui ont ce que vous voulez.”

L’élevage pour moins de méthane est aussi une solution permanente qui déterminera à jamais les races recherchées pour cette démarche. Banks a des doutes sur la poussée parallèle pour trouver des suppléments qui apprivoisent les tendances à produire du méthane des bactéries de l’estomac. “Malgré leurs avantages, les compléments alimentaires sont une dépense éternelle pour le secteur de l’élevage”, explique Banks.

Banks sait aussi mieux que quiconque que si les principes de l’élevage à faibles émissions sont clairs, alors la science ne l’est pas.

Génome du méthane du bétail ruminant
Crédit : Matthew Cawood / UNE

La génomique du bétail est plus jeune que l’iPhone. Le génome bovin a été séquencé pour la première fois en 2009, le génome ovin en 2014. Les chercheurs impliqués dans l’amélioration génétique de ces espèces ont depuis utilisé la génomique pour améliorer leur compréhension de la façon dont les relations animales peuvent être utilisées pour développer certains traits. Les travaux en cours sur le méthane mettent en évidence la puissance de l’approche génomique.

Un peu de contexte : Depuis la préhistoire, les éleveurs ont choisi les animaux pour l’accouplement en fonction de leurs caractéristiques visibles. Au cours des 300 dernières années, le processus a été rationalisé avec des enregistrements utilisés pour cartographier les pedigrees et codifier les espèces pour des races telles que les bovins Hereford ou les moutons mérinos.

La génomique du bétail est plus jeune que l’iPhone.

Dans les années 1960, les éleveurs de bovins australiens ont commencé à améliorer leurs registres généalogiques communs en partageant des registres de performance. Au début des années 1970, un visionnaire du nom d’Arthur Rickards de l’UNE a commencé à intégrer toutes ces données de pedigree et de performances dans un ordinateur à carte perforée primitif. À l’aide d’outils statistiques développés par un autre groupe de visionnaires de l’UNE – une équipe de généticiens dirigée par le Dr Keith Hammond – l’ordinateur a fourni des probabilités statistiques sur la fiabilité avec laquelle la progéniture de taureaux exprime certaines caractéristiques de la progéniture femelle, telles que les muscles, la croissance ou la fertilité. à tous les autres taureaux de la base de données.

Ces probabilités sont appelées valeurs d’élevage estimées (EBV). EBV distille en un seul numéro les données de pedigree et de performances des années et leurs liens avec les documents connexes des autres races. Les EBV sont devenus le principal produit de l’élevage moderne.

Pour la plupart des ventes de taureaux australiens, une liste d’EBV dans le catalogue de vente est aussi importante pour les acheteurs que la vue d’un animal se déplaçant dans un cercle de vente. Les EBV sont présentés sous forme de chiffres tels que poids à la naissance : -1,5 kg ou 400 jours : +85 kilogrammes – cela signifie que les veaux de ce taureau sont plus légers à la naissance que la moyenne de tous les taureaux de la race, mais à l’âge de 400 jours ils pèsent environ 85 kg de plus que la moyenne (le taureau donne la moitié de ces caractéristiques, la vache les L’autre moitié). ).

Les données derrière un nombre croissant d’EBV contiennent désormais des milliards de points de données. Il est géré par le logiciel BREEDPLAN, développé pour la première fois par l’AGBU dans les années 1970. BREEDPLAN et l’écosystème de collecte de données environnant ont donné à l’Australie l’un des meilleurs systèmes d’évaluation génétique du bétail au monde. L’UGAB a ensuite développé Sheep Genetics, un logiciel d’évaluation basé sur le modèle BREEDPLAN.

Génome du méthane du bétail ruminant
Crédit : Matthew Cawood / UNE

La génomique a ajouté une nouvelle puissance et de nouvelles efficacités à ces systèmes. Afin de développer une EBV traditionnelle basée sur les records de performance, la production de méthane de chaque taureau et vache liée à la valeur d’élevage doit être mesurée.

« Disons que chaque test coûte 200 $ par vache », dit Banks, « et qu’une race exceptionnelle a 75 000 semences à tester : c’est 15 millions de dollars par an. Cela n’arrive pas.

“Mais avec la génomique, nous pouvons tester 500 à 1 000 vaches de cette race pour 200 000 $. Nous utilisons ensuite une bibliothèque de référence – notre connaissance de la relation entre les modèles d’ADN et la production de méthane – pour dépister chaque race très rapidement et de manière rentable pour trouver ceux dont les émissions d’ADN sont les plus favorables aux émissions de méthane.

Cependant, aucun signe n’est une île. Faites glisser une fonctionnalité et d’autres fonctionnalités viendront. Par exemple, les producteurs de laine qui poussent leurs troupeaux vers des difficultés de toison plus lourdes peuvent s’attendre à un resserrement indésirable des fibres de laine. Mais l’élevage de moutons plus lourds peut rendre les agneaux plus gros à la naissance, ce qui augmente le risque de problèmes de naissance.

“Nous espérons que l’efficacité du méthane sera favorablement corrélée aux propriétés bénéfiques de l’élevage ovin”, déclare Julius Van Der Werf, professeur UNE d’élevage, qui dirige le projet sur le méthane ovin. “S’ils sont positivement corrélés et que nous pouvons obtenir les avantages de la production et de la réduction de la production de méthane, les éleveurs de moutons seront prêts à réduire la production de méthane dans leurs programmes d’élevage.”

“Nous espérons que l’efficacité du méthane est favorablement corrélée aux propriétés bénéfiques de l’élevage ovin.”

Julius Van Der Werf, UNE

Si la production et les caractéristiques du méthane ne sont pas corrélées, ou si la poursuite d’une production de méthane plus faible rend les moutons moins productifs d’une manière ou d’une autre, le travail devient plus difficile. “Ensuite, nous devons trouver un équilibre entre la pression de sélection sur les propriétés de production et la pression de sélection sur le méthane”, explique Van Der Werf.

“En théorie, cela dépend des avantages économiques de ces caractéristiques : vous fixez le prix du méthane, vous estimez la productivité, puis vous équilibrez dans quelle mesure vous reportez votre choix d’élevage d’une manière ou d’une autre. Si le coût des émissions de gaz à effet de serre est élevé, les producteurs peuvent passer plus rapidement au méthane au détriment de la productivité.


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La modélisation préliminaire laisse espérer qu’il n’y aura pas de compromis majeur entre une production de méthane plus faible et une productivité durable. “Nous semblons être en mesure de réaliser les deux”, dit-il.

Quelle que soit l’efficacité de la science génomique, elle resterait enfermée dans les ordinateurs à moins qu’il n’y ait un canal pour l’amener dans le monde réel – entre les mains des sélectionneurs et des éleveurs qui l’achètent pour réparer la semence. votre productivité.

Heureusement, l’Australie a commencé à construire le tuyau il y a plus de 40 ans.

Créés pour l’ère antérieure de la collecte de données, BREEDPLAN et Sheep Genetics sont devenus essentiels pour transférer les résultats de la génomique à la communauté. Les bases de données offrent un canal fiable par lequel les résultats de la recherche génomique peuvent être communiqués aux éleveurs de la manière la plus simple : un numéro.

Boîte

Le méthane dans les ruminants est un sous-produit de la digestion des ruminants, largement causé par des microbes. On estime que 8 500 espèces de microbes gastriques travaillent dans une collaboration complexe pour décomposer leur herbe mangée par l’hôte et d’autres celluloses dures fourragères. Le sous-produit de ce processus, le méthane, gronde (et en bien plus petite quantité) les bovins, ovins et caprins.

La FAO estime que ces émissions représentent 39 pour cent de la contribution globale du bétail au réchauffement climatique. Le bétail représente environ 14,5 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre anthropiques.

Les préoccupations concernant la contribution des ruminants au changement climatique contribuent à une réduction de la consommation de viande rouge par habitant dans les pays riches, et le changement climatique lui-même réduit les bénéfices des exploitations. L’industrie australienne de la viande rouge s’est engagée à devenir neutre en carbone d’ici 2030. Dans le cadre de cette initiative, Meat and Livestock Australia, l’agence de recherche et de développement sur la viande rouge du pays, a alloué 19 millions de dollars à des projets dirigés par l’UNE pour élever plus efficacement. bovins et ovins. Le département des industries primaires de NSW et Angus Australia sont co-sponsors du projet.



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