Cientistas descobriram que bovinos e outros ruminantes já abrigam micro-organismos capazes de degradar compostos presentes em algas marinhas, mesmo sem terem sido expostos a esses alimentos anteriormente. Essa constatação sugere que o microbioma desses animais pode ser mais flexível do que se imaginava, uma informação relevante no contexto de estratégias para reduzir metano na fermentação ruminal por meio de suplementação com algas.
O estudo amplia o debate sobre o uso de algas na alimentação de gado, especialmente por seu potencial de diminuir as emissões de metano entérico. Ainda há dúvidas sobre a eficiência do processamento de carboidratos marinhos pelos ruminantes, mas a pesquisa sugere uma maior capacidade de adaptação do microbioma animal a esses ingredientes.
Principais descobertas
Os pesquisadores identificaram:
- Bovinos já possuem micro-organismos capazes de digerir carragenana
- A introdução de algas na dieta aumentou populações de bactérias capazes de degradar carragenana
- A maior parte da digestão de carragenana ocorre no intestino inferior, não no rúmen
- Pathways microbianos semelhantes foram encontrados em várias espécies de ruminantes
- Os animais podem se adaptar mais facilmente a dietas com algas do que se pensava anteriormente
Bactérias capazes de digerir carragenana em bovinos
O que mais surpreendeu a equipe foi a ampla disseminação dessas vias metabólicas.
Analisando bancos de dados de microbiomas de diversos herbívoros, os pesquisadores encontraram genes similares de degradação de carragenina em bovinos, ovinos, caprinos, búfalos, cervos, iacares, girafas e outros mamíferos. Essas rotas também foram detectadas em humanos e grandes primatas.
Esses resultados indicam que a capacidade de digerir algas pode ser uma característica ancestral e conservada, não uma adaptação recente ao consumo de alimentos marinhos. Assim, o microbioma dos ruminantes possivelmente já possui vias metabólicas inativas, prontas para serem ativadas diante de uma mudança na dieta.
Digestão de algas ocorre principalmente no intestino inferior
Uma das descobertas mais inesperadas foi a localização da digestão.
Após a alimentação com algas, as mudanças no microbioma do rúmen foram discretas, enquanto as comunidades microbianas fecais apresentaram alterações profundas, com aumento expressivo de bactérias capazes de degradar carragenina. Isso sugere que a digestão desses compostos ocorre principalmente no intestino inferior, não no rúmen.
Essa distinção é importante para futuras formulações de rações, pois muitas estratégias de redução de metano focam no rúmen, mas o estudo aponta que as regiões finais do trato gastrointestinal também podem desempenhar papel crucial na digestão de ingredientes alternativos.
O trabalho reforça a compreensão de que o sistema digestivo dos ruminantes funciona como uma rede integrada de micro-organismos, e não apenas como uma câmara de fermentação no rúmen.
Razões para explorar o uso de algas na alimentação animal
O interesse por suplementação com algas cresceu rapidamente nos últimos anos, devido à evidência de que algumas espécies marinhas podem inibir a produção de metano na fermentação ruminal.
O novo estudo indica que o desafio de adaptação pode ser menor do que o esperado.
Ao invés de formar comunidades microbianas totalmente novas, os bovinos podem já possuir micro-organismos em baixa abundância capazes de processar compostos de algas quando a dieta sofre alterações.
Enzimas especializadas na digestão de algas identificadas
Pesquisadores isolaram cepas bacterianas capazes de crescer usando carragenina como única fonte de carbono e caracterizaram várias enzimas carragenases envolvidas na digestão. Algumas dessas enzimas atuam especificamente em κ-carragenina ou ι-carragenina, enquanto outras têm ação sobre estruturas híbridas.
“Estamos apenas começando a compreender os mecanismos genéticos que permitem às bactérias do intestino processar esses açúcares marinhos”, afirmou Abbott em comunicado. “Se conseguirmos mapear esses caminhos completamente, as aplicações podem ir além do gado. Estamos falando de uma nova perspectiva para a agricultura sustentável, que valoriza fontes de alimento não convencionais e aproveita a biologia já existente, pronta para ser ativada.”
As enzimas recém-descobertas podem futuramente ser aplicadas em:
- Inovação na formulação de rações
- Processamento de alimentos
- Biotecnologia
- Produção de biocombustíveis
Implicações do estudo para o microbioma ruminal
O estudo reforça uma ideia crescente na ciência de microbiomas: muitas funções microbianas podem permanecer ocultas até que condições ambientais as ativem.
Essas vias são consideradas parte da “matéria escura” do microbioma, ou seja, capacidades genéticas presentes, mas nem sempre expressas de forma ativa.
À medida que os sistemas de alimentação evoluem para atender às pressões de sustentabilidade, metas climáticas e desenvolvimento de ingredientes alternativos, a adaptabilidade do microbioma intestinal pode ser um dos ativos biológicos mais valiosos da indústria.
Embora ainda haja etapas a serem vencidas antes que a suplementação com algas se torne uma estratégia comercial padrão, a pesquisa indica que a base microbiana para essa adaptação já pode estar presente nos próprios animais.
Fonte: Drovers.
