Большинство бактерий безвредны. Однако печально известные патогены, которые могут происходить из навоза крупного рогатого скота, включают кишечную палочку, сальмонеллу и иерсинию. Эти бактерии могут иметь серьезные побочные эффекты, такие как жар, тошнота, диарея и рвота.Тим Макаллистер — ведущий научный сотрудник в области микробиологии и питания жвачных животных в Летбриджском исследовательском центре сельского хозяйства и агропродовольствия Канады в Альберте, Канада.
Макаллистер и его коллеги тестируют творческие способы воздействия на гены устойчивости к противомикробным препаратам в навозе.«Не все бактерии вредны, — сказал Макаллистер. — Уловка состоит в том, чтобы определить, какие из них станут устойчивыми и повлияют ли они на здоровье человека».Противомикробные препараты скармливают или вводят скоту каждый год, чтобы скот оставался здоровым. Но у использования антибиотиков есть и обратная сторона: «Когда вы используете антибиотики, резистентность бактерий неизбежна, — сказал Макаллистер, — в природе всегда есть компромиссы.
На самом деле все зависит от того, какие бактерии станут устойчивыми, и есть ли какие-либо последствия. для здоровья человека ».У крупного рогатого скота остатки антибиотиков могут выводиться с калом и мочой. «Даже на самых нетронутых почвах обитают бактерии, устойчивые к антибиотикам. Затем необходимо выяснить, обмениваются ли эти устойчивые бактерии ДНК с другими бактериями, которые могут вызывать инфекции у человека.
Это отдаленная возможность, учитывая, что большинство бактерий, которые хорошо выживают в организме человека, делают меньше хорошо в более широкой среде », — говорит Макаллистер.К счастью, большинство бактерий не могут выжить при высоких температурах. По этой причине фермеры используют стратегии «приготовления навоза», чтобы убить бактерии, прежде чем они будут внесены в почву.
Одна из стратегий — складировать навоз в большие пирамидальные насыпи. Тепло, выделяемое плотными кучами навоза, действует как печь. Большинство бактерий погибают после воздействия температур выше 131 градуса по Фаренгейту или выше в течение нескольких дней. Компостирование валков — это еще один способ удаления навоза.
Вместо больших пассивных куч навоз хранится длинными рядами и регулярно взбивается, чтобы продлить отопительный период с температурами до 160 градусов по Фаренгейту.Исследователи хотели знать, какой метод был наиболее надежным для уничтожения бактерий и разрушения ДНК, связанной с резистентностью к антибиотикам. Они использовали навоз крупного рогатого скота, обработанный различными антибиотиками, и обнаружили, что компостирование лучше всего подходит для уничтожения бактерий с генами устойчивости.
Процесс смешивания также ускоряет разложение и уменьшает объем навоза.«Компостирование — это активный процесс, — сказал Макаллистер, — вы взбалтываете навоз, чтобы все материалы достигли более высокой температуры».Хранение навоза в отвалах работает, но не так тщательно.
Тепло имеет тенденцию концентрироваться в середине ворса и не достигает внешних краев.В будущих экспериментах можно будет наблюдать за перемещением бактерий с фермы в окружающую среду. Макаллистер описал идеальный эксперимент с «системным подходом», чтобы обнаружить, где в конечном итоге попадают устойчивые бактерии, если они не были уничтожены компостированием или складированием.
«Концентрация бактерий является проблемой, и если эти концентрации перемещаются. Путь для большинства бактерий от животных через окружающую среду к людям является трудным. Большинство бактерий этого не делают. этот путь для бактерий еще более труден », — сказал он.
Отслеживание динамики этого бактериального путешествия требует большого количества ученых и большого количества грантов.«Не самая моя любимая роль», — говорит Макаллистер. «Но мне нравится переходить в новые области исследований».
Узнайте больше об исследовании Макаллистера в Журнале качества окружающей среды.