Az ellési bénulás (hypocalcaemia) a tejelő teheneknél jelentős gazdasági hatással van a tejtermelésre, a veszteségek évente gazdaságonként több ezer dollárra rúgnak.

A gazdák számára kihívást jelent a tünetmentes szubklinikai hypocalcaemia (SCH) azonosítása a szervizperiódusban lévő tehenekben, noha a tejminták SCH-monitorozása felgyorsíthatja a kezelést, és javíthatja a tejelő tehenek egészségét, termelékenységét és jólétét.

Az SCH akkor fordul elő, amikor a vér kalciumszintje a normális szint alá csökken, és ez a többször ellett tejelő tehenek közel felét, valamint az első borjasok negyedét érintheti. Az állapot károsítja az izmok és az idegek működését, ami a takarmányfelvétel csökkenéséhez, alacsonyabb tejtermeléshez és más betegségekre való fokozott fogékonysághoz vezet.

A jelenlegi diagnosztikai eszközök vérvételen és laboratóriumi elemzésen alapulnak, amelyek költségesek, időigényesek és a rutinszerű mezőgazdasági felhasználás szempontjából nem praktikusak. Az amerikai Virginia Tech Állatudományi Főiskola kutatói ezért egy attomoláris érzékenységű érzékelőt kívántak kifejleszteni, amely extrúziós 3D-nyomtatott érzékelőszerkezeteket használ, hogy kimutassa az ionizált kalcium és a foszfát szintjét a tejmintákban.

A 3D-nyomtatott érzékelő bonyolult mikroszerkezetekkel és egyedi ráncos felülettel rendelkezik, amelyet egy szilárd érintkezésű ion-elektron átalakító felhasználásával hoztak létre. Ezek az elemek növelik a felületet, lehetővé téve a tejionok gyors és rendkívül pontos kimutatását.

A diagnosztikai eszköz mindössze 10 másodperc alatt képes azonosítani az SCH-t attomoláris érzékenységgel, és a terjedelmes és drága laboratóriumi berendezésekkel ellentétben a Virginia Techen gyártott, szilárdtest funkcióval rendelkező érzékelő hordozható és beépíthető a fejőgépekbe vagy a gazdaságok csővezetékeibe. A gazdák mostantól a helyszínen is vizsgálhatják a tejmintákat, így nincs szükség invazív vérvizsgálatra vagy a minták laboratóriumba szállítására.

A Virginia Tech vezető kutatója, Azahar Ali szerint az innováció a tejipari diagnosztikában régóta fennálló hiányosságot hidal át:

„A gazdálkodók hagyományosan vagy a drága kereskedelmi analizátorokra, vagy a látható tüneteken, például gyengeségen vagy mozgási nehézségeken alapuló szubjektív értékelésekre támaszkodtak. Egyik megközelítés sem elegendő az SCH elég korai felismeréséhez ahhoz, hogy megelőzzék a szövődmények kialakulását. A 3D nyomtatott érzékelőnk nemcsak a korai felismerést teszi lehetővé, hanem mindenki számára elérhetővé teszi a fejlett diagnosztikához való hozzáférést is” – mondta Ali.

Hilda a skóciai Langhill szarvasmarhatelepén született. Ő az első borjú, amely in vitro megtermékenyítéssel (közismert nevén lombik eljárással) született, ami áttörést jelenthet a metánkibocsátást jelentősen csökkentő állattenyésztés terén.

Kifejezetten a metántermelés csökkentését célzó technológiákkal tenyésztették ki. Ez magában foglalja a DNS-alapú előrejelző rendszerek használatát, a korai petesejtkivételt és a szexált spermát, hogy stratégiailag kiválasszák az alacsonyabb metánkibocsátást elősegítő tulajdonságokat.

Mike Coffey egy fenntarthatóságot kiemelten fontosnak tartó főiskola, a Scotland’s Rural College munkatársa elmagyarázta, hogy e technológiák kombinálása hogyan teszi lehetővé a tehenek gyorsított szelekcióját, amely egyszerre egy borjú esetében minimalizálja a metánkibocsátást. A cél végső soron egy olyan állomány létrehozása, amely jelentősen csökkenti a metánkibocsátást.

Hagyományosan a tej- és hústermelési tulajdonságok évente körülbelül 1 százalékkal segítettek csökkenteni a kibocsátást. A technológiai újítások alkalmazásával azonban a becslések szerint a metánkibocsátás 30 százalékkal csökkenhet a következő két évtizedben.

Az ilyen innovációk gazdasági megvalósíthatósága továbbra is kihívást jelent. Jelenleg egy Hildához hasonló tehén előállítási költsége nagyjából kétszerese a tehén gazdasági értékének. A kormányzati politikák kulcsfontosságúak lehetnek a költséghatékonyság elérésében, hasonlóan az elektromos autók sikeréhez. Mindez egy olyan időszakban történik, amikor több ország is versenyben van az állattenyésztésből származó metánkibocsátás visszaszorításáért.

A Skóciában kibontakozó erőfeszítések jól tükrözik a metánkibocsátás gyors csökkentésére irányuló globális törekvéseket. Ezek a technológiailag vezérelt megoldások világszerte meghatározhatják a fenntartható mezőgazdasági gyakorlatok jövőjét.

A petefészekciszta a tejelő szarvasmarhák 5–60 százalékát érinti az Egyesült Királyságban. A betegség negatívan befolyásolja a tehenek szaporodásbiológiáját, és hatással van a gazdaság hatékonyságára és jövedelmezőségére egyaránt.

A betegség miatt az ellés és a megtermékenyülés között hosszabb idő telik el, ami csökkent tejtermeléshez és megnövekedett selejtezési arányhoz vezet. Ezek a tényezők együttesen befolyásolják a tejtermelő gazdaságok gazdasági fenntarthatóságát, hangsúlyozva a hatékony kezelési és kezelési stratégiák szükségességét.

Az állatorvosok és a gazdálkodók szoros együttműködését sürgetik a betegség hatásainak mérséklése érdekében, rendszeres egészségügyi ellenőrzés/monitoring és megfelelő orvosi beavatkozások révén. A petefészekciszta továbbra is kritikus jelentőségű a tejágazat számára, amely folyamatos kutatást és figyelmet igényel a szarvasmarhák jólétének és a tejtermelő üzemek életképességének biztosítása érdekében.

A száj- és körömfájás (FMD) járvány továbbra is csak egyetlen esetre korlátozódik Németországban. A vírus közel negyven év után jelent meg újra az országban, amikor is 2025 január elején egy Berlintől 20 kilométerre található farmon (a brandenburgi Hoppegartenben) 3 elpusztult vízibivaly tesztje lett pozitív. Elővigyázatosságból a biogazdaságban jelenlévő 11 másik vízibivalyt, valamint az 1 kilométeres körzetben található gazdaságok állatait (köztük 170 sertést) is leölték. Egy héttel később újból pánik tört ki az országban azzal kapcsolatban, hogy a vírus egy kecskefarmon is megjelenhetett, azonban a vizsgálatok negatívnak bizonyultak.

A járvány kitörésének helyszínétől mintegy 15 kilométerre, Barnim körzetében található hobbigazdaságban a kecskék száján hólyagokat találtak. Ezeket az állatokat rövidesen leölték. A német referencialaboratórium, a Friedrich Löffler Intézet azonban hamar megállapította, hogy az állatok nem hordozták a vírust, és nem rendelkeznek a száj- és körömfájás vírus elleni antitestekkel sem.

Cem Özdemir, Németország mezőgazdasági minisztere hangsúlyozta, hogy bár nem mutatkozott további terjedés, továbbra is ébernek kell lenni a helyzettel kapcsolatban. A Deutschlandfunk rádióállomásnak azt mondta: Németország nem mentes a száj- és körömfájástól. Ugyanakkor semmi akadálya annak, hogy a tej- és hústermékeket a korlátozás alá vont övezeteken kívül is értékesíthessék.

Az ország válságtámogatást kér az EU-tól a mezőgazdasági termelők számára, és tárgyalásokat folytat a pénzügyminisztériummal is – mondta.

A sertésárak az országban stabilizálódtak, mivel az FMD vírus terjedésétől való félelem alábbhagyott, az EU pedig jelezte, hogy a német hús- és tejtermékek értékesítése a fertőzésnek otthont adó régión kívül folytatódhat.

Az emberre nem veszélyes, rendkívül fertőző betegség terjedésének korlátozására hozott sürgősségi intézkedéseket feloldották, de a karanténzónák továbbra is érvényben maradnak.

A betegség megfékezésére hozott intézkedések gyakran az érintett országokból származó hús- és tejtermékek behozatalának tilalmával járnak. Az Egyesült Királyság, Dél-Korea és Mexikó importtilalmat rendelt el Németországgal szemben, ezek közül kifejezetten a brit döntés érintette fájdalmasan a német állattenyésztési ágazatot.

A Friedrich Löffler Intézet szerint három hónapnak kell eltelnie új eset nélkül ahhoz, hogy Németországot az FMD-vírustól mentesnek lehessen nyilvánítani.

A Pennsylvaniai Állami Egyetem (Penn State) új kutatása szerint bizonyos orvosi eljárásokban már alkalmazott cukoroldat csökkentheti az antibiotikumok használatát és a kezelési költségeket a tejelő szarvasmarhák gyakori méhfertőzésének kezelésében. A vizsgálat során a kutatók a klinikai metritiszben szenvedő teheneket vagy a ceftiofur antibiotikummal kezelték, vagy a fertőzött méhváladékot leszívták, majd a méhet egy dextróz nevű cukoroldattal átöblítették. Adrian Barragan, a Penn State oktatója szerint mindkét kezelés egyformán hatásosnak bizonyult a fertőzés kezelésében, bár az antibiotikum a legsúlyosabb fertőzésben szenvedő tehenek esetében a dextrózhoz képest jobbnak bizonyult.

A kísérlet során a dextrózkezelés átlagos költsége állatonként körülbelül 60 dollár volt, míg az antibiotikumos kezelésé 340 dollárba került. A dextrózoldat, a glükóz egy formája, egy kereskedelmi forgalomban kapható termék, amelyet már használnak olyan állapotok kezelésére, mint a ketózis és a Downer-szindróma. A kutatók egy ideje már sejtették, hogy más felhasználási módjai is lehetnek – a kísérleti eredmények azonban eddig vegyesek voltak.

Egy 2016-os tanulmányban a dextróz ígéretesnek bizonyult a metritisz enyhébb, szubklinikai formáinak kezelésében. Barragan szerint az ilyen enyhe fertőzésben szenvedő tehenek általában maguktól meggyógyulnak. Ezért Barragan csoportja egy utóvizsgálatban megpróbálta a dextrózt megelőző kezelésként alkalmazni a metritisznek kitett tehenek esetében. Ebben az esetben a dextróz beadása növelte annak az esélyét, hogy a tehénben végül kialakuljon a fertőzés. Barragan szerint azoknál a teheneknél, amelyeknél még nem alakult ki fertőzés, a méh dextrózzal történő átöblítése hatékonyan táplálhatja a jelen lévő baktériumokat. Ez azért fordulhat elő, mert a méhben lévő egészséges folyadék megakadályozza, hogy a dextróz a kiszáradás révén a baktériumok elpusztításához szükséges koncentrációt érjen el – ahogyan az a legutóbbi vizsgálatban látható volt, ahol a dextróz aktív, klinikai szintű fertőzések ellen bizonyult hatékonyabbnak.

A dextróz más fertőzések, például a tőgygyulladás kezelésében is segíthet, de ez további vizsgálatokat igényel. Barragan megjegyezte, hogy bár az egyetemen nemrégiben végzett kísérlet eredményei meglepően ígéretesek voltak, ez nem jelenti azt, hogy a termelők minden esetben lemondhatnának az antibiotikumos kezelésekről. A vizsgálat mintaalanya kevés volt, és míg a mérsékeltebb tünetekkel küzdő tehenek teljesen felépültek, a legsúlyosabb tüneteket mutatók viszont a termelékenység csökkenésének jeleit mutatták, amikor csak dextrózzal kezelték őket.

Egyes kutatók a tehenek metánkibocsátásának csökkentésére szolgáló oltóanyagok kifejlesztésén dolgoznak.

Az amerikai New Scientist lap beszámolója szerint az Arkebio startup cég bemutatta a fejlesztés alatt álló vakcináját az Amerikai Állattudományi Társaságnak. A vakcina prototípusa úgy működik, hogy arra serkenti a tehén immunrendszerét, hogy a nyálban olyan antitesteket termeljen, amelyek a bendőben lévő metántermelő mikrobák ellen irányulnak.

A prototípus-vakcinával kezelt tehenek 105 nap alatt 13 százalékkal kevesebb metánt termeltek. Nem történt káros mellékhatásra utaló jel, és az állatok növekedése sem volt érintett.

A vizsgálatban 10 tehén vett részt, amelyek közül 5 tehén nyakba kapta a vakcinát és 56 nap múlva emlékeztető oltást is kapott. A másik 5 tehén alkotta a kontrollcsoportot. A második vizsgálat 14 tehénnel 2024 júniusában kezdődött. Az első eredmények alapján tehenenként legalább 13 százalékos metáncsökkenés volt tapasztalható.

A metántermelés elleni vakcina megvalósíthatóságát egy angliai kutatócsoport is vizsgálja a Pirbright Intézet vezetésével. Egyes kutatók azt ellenőrzik, hogy a metánképző mikrobák hogyan népesítik be a borjak bélrendszerét és hogyan reagál rájuk az immunrendszer. Megint mások azt vizsgálják, hogy specifikus antitestekkel fel tudnak-e lépni a metánképző mikrobák ellen. Az érintett tudósok azt feltételezik, hogy egy hatékony vakcina több mint 30 százalékkal is csökkenteni fogja a metántermelést.

Két mikroorganizmus – egy baktérium és egy alga – együttesen a szén-dioxidot és a metánt fehérjében gazdag biomasszává képes átalakítani. A felfedezés hatására az új-zélandi Elsődleges Ipari Minisztérium (MPI) támogatta az Upflow-t és partnereit a kutatás továbbfejlesztésében.

A négyéves projektre szánt közel 5 millió dolláros támogatás a világon elsőként fog úttörő szerepet játszani a biomassza gázokból és robusztus mikroorganizmusokból történő előállításában, amelyek a geotermikus területeken uralkodó szélsőséges körülmények között is jól érzik magukat.

A biomassza akkor keletkezik, amikor a mikroorganizmusokat a geotermikus erőművekből – például az Északi-sziget középső részén található áramtermelő erőművekből – származó üvegházhatású gázokkal „etetik”. A termelt biomassza számos potenciálisan kereskedelmi szempontból értékes összetevőből áll, többek között állati takarmánynak szánt fehérjéből.

A korai szakaszban lévő kutatások ígéretesnek tűnnek. A Canterbury Egyetem által kifejlesztett ipari biotechnológiai eljárás alapvetően egy metánfaló baktériumot és egy szén-dioxidot fogyasztó mikroalgát használ a gázok megkötésére és a növekedéshez szükséges táplálékforrásként való felhasználásra. Az újszerű eljárás fehérjében gazdag biomasszát állít elő. Ennek takarmány-összetevőként, emberi táplálkozásra, illetve nagy értékű tápanyagok vagy pigmentek előállítására való felhasználását is vizsgálják.

Steve Penno, az MPI beruházási programokért felelős igazgatója szerint ezt a projektet különösen izgalmas volt támogatni: „Ha sikerrel jár, ez egy új biomassza alapanyagokat gyártó új-zélandi ipar kezdetét jelentheti, amely 2045-re évi 500 millió dollár értékűre becsülhető, és új, szakképzett munkahelyeket hoz létre. Ez csökkentené az importált állati takarmánytól való függést és dekarbonizálná ezeket az iparágakat, miközben a rendszert alkalmazó geotermikus vállalatok szén-dioxid-kibocsátási költségeit is csökkentené.”

A metáncsökkentő takarmány-adalékanyagok világa kifejezetten csúcstechnológiás fejlesztéseket tartalmaz. A Floridai Egyetem által vezetett új kutatási projekt célja azonban az, hogy kiderítse, vajon egy viszonylag egyszerű eszköz – a tyúktojás – nem jelent-e olcsó megoldást a szarvasmarhatenyésztők számára.

A Floridai Egyetemen végzett korai kísérletek bebizonyították, hogy a speciálisan kezelt tojások etetése az Angus keverék tinókkal valóban csökkentheti a metántermelést a bendőben. A kutatók kezdetben a csirkéket kétféle, a bendő metántermeléséért felelős mikroorganizmus ellen oltották be. Az e csirkék által termelt tojások a célzott törzsek elleni antitesteket tartalmaztak; a tojások elfogyasztása pedig olyan reakciót váltott ki a szarvasmarhákban, amely a jelek szerint csökkenti a metántermelést.

Nicolas DiLorenzo, a Floridai Egyetem oktatója és a tanulmány egyik szerzője megjegyezte, hogy a tanulmányban szereplő célmikroorganizmusok archeafajok, amelyeket gyakran ősbaktériumként emlegetnek, noha technikailag az mikroorganizmusok külön csoportját alkotják.

Az elképzelés, hogy a tyúktojás segítségével vigyék át az immunitást egyik fajból a másikba, nem teljesen új. Maga DiLorenzo 2002 óta foglalkozik ezzel a technológiával mesterképzési témavezetőjének javaslatára. Korábban már kísérletezett azzal, hogy tyúktojást használjon szarvasmarhák acidózisának és májtályogjának kezelésére. DiLorenzo elmondta, hogy a szarvasmarhák bélrendszeri metánkibocsátásának problémája is már hamar felkeltette az érdeklődését. Elmondása szerint a jelenlegi projekt gyakorlatilag egyesíti a két érdeklődési területet.

Bár a kereskedelemben már kaphatók metángátló takarmány-adalékanyagok, DiLorenzo szerint a metántermelő organizmusok elleni antitestek átvitelére szolgáló tojások felhasználásának ez a módszere nagyon versenyképes költségűnek bizonyulhat. Más fajok – például sertések – esetében is hatékonynak bizonyulhat, és más, például az ammóniakibocsátással összefüggésbe hozható mikrobák ellen is alkalmazható.

Az antitestek hatásmechanizmusának vizsgálata is része lesz az USDA támogatásával, az Auburn Egyetemmel és a Clemson Egyetemmel együttműködésben végzett ötéves kutatásnak, mondta DiLorenzo. Kutatócsoportjának közvetlen fókuszában azonban egy olyan kísérletsorozat áll majd, amelynek célja annak megállapítása, hogy az antitestekkel töltött tojások hatással vannak-e a húshasznú és tejelő szarvasmarhák termelékenységére.

Két mikroorganizmus – egy baktérium és egy alga – együttesen a szén-dioxidot és a metánt fehérjében gazdag biomasszává képes átalakítani. A felfedezés hatására az új-zélandi Elsődleges Ipari Minisztérium (MPI) támogatta az Upflow-t és partnereit a kutatás továbbfejlesztésében.

A négyéves projektre szánt közel 5 millió dolláros támogatás a világon elsőként fog úttörő szerepet játszani a biomassza gázokból és robusztus mikroorganizmusokból történő előállításában, amelyek a geotermikus területeken uralkodó szélsőséges körülmények között is jól érzik magukat.

A biomassza akkor keletkezik, amikor a mikroorganizmusokat a geotermikus erőművekből – például az Északi-sziget középső részén található áramtermelő erőművekből – származó üvegházhatású gázokkal „etetik”. A termelt biomassza számos potenciálisan kereskedelmi szempontból értékes összetevőből áll, többek között állati takarmánynak szánt fehérjéből.

A korai szakaszban lévő kutatások ígéretesnek tűnnek. A Canterbury Egyetem által kifejlesztett ipari biotechnológiai eljárás alapvetően egy metánfaló baktériumot és egy szén-dioxidot fogyasztó mikroalgát használ a gázok megkötésére és a növekedéshez szükséges táplálékforrásként való felhasználásra. Az újszerű eljárás fehérjében gazdag biomasszát állít elő. Ennek takarmány-összetevőként, emberi táplálkozásra, illetve nagy értékű tápanyagok vagy pigmentek előállítására való felhasználását is vizsgálják.

Steve Penno, az MPI beruházási programokért felelős igazgatója szerint ezt a projektet különösen izgalmas volt támogatni: „Ha sikerrel jár, ez egy új biomassza alapanyagokat gyártó új-zélandi ipar kezdetét jelentheti, amely 2045-re évi 500 millió dollár értékűre becsülhető, és új, szakképzett munkahelyeket hoz létre. Ez csökkentené az importált állati takarmánytól való függést és dekarbonizálná ezeket az iparágakat, miközben a rendszert alkalmazó geotermikus vállalatok szén-dioxid-kibocsátási költségeit is csökkentené.”

A Davisi Kaliforniai Egyetem kutatói a tejelő szarvasmarhák lucerna alapú takarmányához a borkészítésből visszamaradt friss szőlőtörkölyt adtak, és megállapították, hogy a metánkibocsátás 10–11 százalékkal csökkent. Az előzetes eredmények alapján a szőlőtörköly alacsony költségű, fenntartható lehetőséget kínálhat a szőlészetek számára a hulladék csökkentésére, miközben segíthet a tejtermelésben a minőség megőrzésében és a metánkibocsátás csökkentésében.

„Arra jutottunk, hogy a szőlőtörköllyel kiegészített takarmány megváltoztatta a tej zsírsavösszetételét és különösen a többszörösen telítetlen zsírokat növelte, amelyek a szőlőtörköly fő zsiradékjai” – mondta Selina Wang a kutatás vezetője. „Ez arra utal, hogy az optimális zsírsavprofillal rendelkező takarmány kiegészítése pozitív hatással lehet a tej zsírsavprofiljára, és növelheti azok egészségügyi előnyeit.”

A borszőlő magas zsír- és tannintartalmú, ami köztudottan csökkenti a metánkibocsátást, ezért a kutatásban azt próbálták vizsgálni, hogy a szőlőtörköly takarmányhoz való hozzáadása pozitív hatással lehet-e a termelés hátrányos befolyásolása nélkül. „Ez egy olyan melléktermék, amelyet nem nagyon használnak fel” – mondta. „Ez olyasvalami, amit be lehet vonni a kibocsátás csökkentésére.”

A kutatás során a tudósok Holstein-fríz tejelő tehenekkel dolgoztak, és lucernából, búzából, mandulahéjból, gyapotmagból és gabonából álló takarmányt adtak az állatoknak. Két hét elteltével a teheneket három csoportra osztották: egy kontrollcsoportba, ahol nem változtattak a takarmányon, egy másikba, ahol a takarmánykombináció 10 százalék szőlőtörkölyt tartalmazott, és egy harmadikba, amely 15 százalék szőlőtörkölyt. A tehéncsoportok számára négyhetente változtatták a takarmánykombinációkat.

A posztdoktori hallgatók és gyakornokok naponta kétszer etették őket, és ellenőrizték a kibocsátásukat. A tejtermelést reggel és este dokumentálták, és hetente tejmintákat gyűjtöttek, hogy elemezzék a zsír-, fehérje-, laktóz- és egyéb szinteket, amelyek nem mutattak különbséget a kontroll- és a többi csoport között.

A metán- és hidrogénkibocsátás ugyanakkor csökkent a kontrollcsoporthoz képest, ami arra utal, hogy a szőlőtörköly csökkentette az emésztőrendszeri kibocsátást anélkül, hogy ez a termelésre hatással lett volna.