Onderzoekers hebben koeien met de DNA-bewerkingstechniek CRISPR grijze vlekken gegeven in plaats van zwarte. Hierdoor absorberen ze minder hitte en neemt de kans op hittestress bij de dieren af. Vee kampt steeds vaker met hittestress als gevolg van de opwarming van de aarde, wat – ironisch genoeg – mede door de veehouderij zelf wordt veroorzaakt.

‘DNA-bewerking is een veelbelovende techniek waarmee we vee razendsnel kunnen verbeteren en aan kunnen passen aan veranderende klimaatomstandigheden’, zegt Goetz Laible van AgResearch in Nieuw-Zeeland. ‘Op globale schaal vertalen zelfs de meest bescheiden verbeteringen in productiviteit door lichter gekleurd vee in substantiële voordelen voor het milieu.

Wanneer melkkoeien uit Nieuw-Zeeland worden gemolken, treedt hittestress al in 20 procent van de gevallen op. Dit heeft een negatieve invloed op de opbrengst. Hitte vermindert ook de vruchtbaarheid, zegt Alison Van Eenennaam van de Universiteit van Californië in Davis. ‘Wanneer het heel warm is, worden koeien minder makkelijk zwanger.’ Melkkoeien moeten elk jaar een kalf krijgen om de melkproductie op gang te houden.

PMEL-gen

Vee met een zwarte of bijna geheel zwarte vacht, zoals Holstein Friesian-melkkoeien, gaat waarschijnlijk het meest gebukt onder hittestress. Laible en zijn collega’s wilden daarom onderzoeken of deze koeien baat zouden hebben bij een lichtere vacht zoals die van sommige Highland-vleeskoeien. Deze lichtere vacht is het gevolg van een kleine verandering in een gen dat een rol speelt bij pigmentatie, PMEL geheten.

Als je de twee rassen met standaard foktechnieken met elkaar zou laten kruisen, dan krijg je nazaten die niet ideaal zijn voor zowel melk- als vleesproductie. Daarom gebruikte Laibles team de CRISPR-techniek en paste daarmee het PMEL-gen aan in foetale huidcellen van een mannelijke Holstein Friesian-koe, die in een petrischaaltje waren gekweekt.

Vervolgens maakten de onderzoekers met een kloontechniek embryo’s die ze konden implanteren in de baarmoeder van een koe. Hieruit werden twee kalfjes geboren, met allebei een behoorlijk afwijkende kleur.

Wit versus zwart

Een van de kalfjes moest vlak na de geboorte worden afgemaakt, terwijl het andere na vier weken overleed aan een infectie. Deze gezondheidsproblemen waren waarschijnlijk het gevolg van het kloonproces en niet van de DNA-bewerking. Omdat klonen niet nodig is voor het maken van CRISPR-koeien, zal het team die techniek vermijden wanneer het in de toekomst meer kalfjes met de gewenste genbewerking gaat maken, zegt Laible.

Uit onderzoek van Peter Hansen van de Universiteit van Florida en zijn collega’s blijkt dat overheersend wit vee beter de lichaamstemperatuur reguleert en een minder afnemende melkopbrengst heeft in vergelijking met overheersend zwart vee. De aanpak van de Nieuw-Zeelanders zou dus weleens kunnen werken, zegt hij. ‘Maar, het effect zou met name voor koeien die toegang hebben tot schaduw behoorlijk klein kunnen zijn.’

Kortharige koeien

Andere teams die hittebestendig vee creëren, doen dat door het introduceren van een genvariant voor korter haar. Deze ‘gladheidsmutatie’ is al via normale foktechnieken geïntroduceerd in sommige Holstein-koeien.

Het Amerikaanse bedrijf Recombinetics heeft deze eigenschap ook weten in te brengen bij Angus-vleeskoeien, maar in dit geval via genbewerking. Het eerste kortharige Angus-kalfje, Genzel genaamd, werd op 14 juli 2018 geboren in Brazilië.

Angus-koeien leveren twee keer zoveel vlees op als het in Brazilië populaire Nelore-ras, maar ze gedijen slecht in tropische hitte. In theorie kunnen hittetolerante Angus-koeien de rundvleesproductie van Brazilië verdubbelen zonder dat dit een extra impact op het milieu heeft.

Microbioom

De anderhalf miljard koeien die er op de wereld rondlopen krijgen steeds meer hittestress voor de kiezen door de opwarming van de aarde, maar ze zijn zoals gezegd zelf ook een grote oorzaak van klimaatverandering. De veehouderij is verantwoordelijk voor ongeveer 18 procent van de wereldwijde uitstoot van broeikasgassen. De toenemende vraag naar melk en rundvlees in regio’s zoals China zorgt daarnaast ook voor ontbossing, omdat land vrijgemaakt moet worden voor veeboerderijen of voor boerderijen die veevoer produceren.

Itzhak Mizrahi en zijn collega’s van de Ben-Gurion Universiteit van de Negev in Israël toonden aan dat sommige koeien een efficiënter microbioom hebben dat voedsel relatief gezien meer in bruikbare stoffen omzet dan in methaan. ‘Elk hap die de koe neemt, levert meer op’, zegt hij.

Zijn groep en vele andere hopen de methaanuitstoot te verminderen door zowel handige foktechnieken als het manipuleren van het microbioom. De vraag naar vlees en melk verminderen zou een simpele oplossing zijn, zegt Mizrahi, maar terwijl de wereldwijde vraag nog steeds stijgt, zullen we ook moeten proberen de impact van de veehouderij op het milieu te verminderen.