Transformer le microbiote des vaches pour les rendre moins polluantes

Le chercheur brésilien en post-doctorat à l'université UC Davis, au nord de la Californie, participe à une expérimentation ambitieuse. Celle-ci vise à transformer le microbiote des vaches, ou leur flore intestinale, pour qu'elles cessent de roter du méthane, un gaz à effet de serre.

"Près de la moitié de l'augmentation de la température depuis l'ère industrielle vient du méthane", souligne Ermias Kebreab, professeur de science animale, tandis que Thing 1, ainsi nommé d'après un livre pour enfants du Dr Seuss, essaie de lui lécher la main.

Plusieurs industries et d'autres sources naturelles émettent ce gaz. Mais les vaches en expirent tellement que leur élevage à grande échelle est désormais considéré comme l'une des causes majeures du réchauffement climatique.

"Et le méthane ne survit dans l'atmosphère que pendant 12 ans", continue Ermias Kebreab, alors que le dioxyde de carbone, lui, persiste pendant des centaines d'années.

"Donc si on réduit les émissions de méthane maintenant, on verra les effets sur la température très rapidement", assure le professeur.

Quelque 40 personnes travaillent sur ce projet, réparties entre la ferme et le laboratoire de UC Davis et l'Innovative Genomics Institute (IGI), de l'université de Berkeley. Sa cofondatrice, Jennifer Doudna, a remporté le prix Nobel de chimie pour l'invention des ciseaux moléculaires Crispr, qui permettent de modifier des gènes.
Sociabilité des microbes
Le tube inséré dans Thing 1 sert à pomper le liquide de son rumen, le premier compartiment du système digestif des ruminants, qui contient de la nourriture partiellement digérée.

L'analyse des échantillons permet de mieux comprendre le microbiote des vaches, notamment les microbes du rumen qui transforment l'hydrogène en méthane. Comme le gaz n'est pas digéré, une vache régurgite en moyenne 100 kg de méthane par an.

Thing 1, son frère Thing 2 et les autres veaux sont en partie nourris avec des algues, qui entravent ce processus et réduisent donc les émissions de méthane.

Les scientifiques espèrent répliquer ce scénario en introduisant des microbes génétiquement modifiés, qui accapareraient l'hydrogène, privant ainsi les méthanogènes de leur ressource.

Mais ils se méfient des effets secondaires liés aux adaptations et reconfigurations imprévues.

Par exemple, "si on stoppe la méthanogénèse, l'hydrogène pourrait s'accumuler au point de tuer l'animal", explique Matthias Hess, qui supervise le laboratoire voisin.

"Les microbes sont très sociables", plaisante le professeur de microbiologie. "Leurs vies sont complètement imbriquées et leurs interactions affectent l'écosystème dans son ensemble".

Ses étudiants testent différentes formules dans des bio-réacteurs, des cuves qui reproduisent les conditions de vie des micro-organismes dans l'estomac d'un ruminant, des mouvements à la température.
Vaches plus productives
Les scientifiques de l'IGI cherchent de leur côté à identifier le bon microbe - celui qu'ils espèrent altérer génétiquement pour supplanter les méthanogènes. Les micro-organismes modifiés seront ensuite testés in vitro et in vivo à UC Davis.

"Nous n'essayons pas seulement de réduire les émissions de méthane", précise Ermias Kebreab. Dans l'idéal, la bactérie améliorée produirait en effet plus d'acides gras, et les vaches auraient besoin de moins de nourriture.

"L'hydrogène et le méthane sont des sources d'énergie. Si nous parvenons à les rediriger pour être utilisées par la vache, elle sera moins polluante mais aussi plus productive".

Il restera ensuite à mettre au point une pilule ou une injection à administrer une seule fois, en début de vie. Car l'écrasante majorité des bovins vivent en pâturage: impossible de leur donner des algues ou des médicaments au quotidien.

Les trois équipes disposent de 70 millions de dollars et de sept années pour arriver à leurs fins.

"C'est un projet à fort potentiel, qui peut échouer pour plein de raisons. Mais c'est vraiment unique, personne d'autre ne fait ça", résume le professeur.

Il travaille depuis des années sur d'autres méthodes pour rendre les élevages de bétail plus productifs et durables, et balaie les appels à réduire la consommation de viande pour sauver la planète.

"Aux Etats-Unis ou en Europe, c'est possible" pour les adultes en bonne santé, estime-t-il.

"Mais je travaille beaucoup dans les pays moins développés", continue-t-il, évoquant notamment l'Indonésie, où le gouvernement veut augmenter la production de lait et de viande car "20% des enfants de moins de cinq ans souffrent d'un retard de croissance".

"On ne va pas leur dire de ne pas manger de viande !"