Kühe vertilgen pro Tag etwa 18 Kilogramm Futter. Aus der pflanzlichen Kost beziehen die Tiere alle notwendigen Nährstoffe. Damit sie aber das Gras und Heu in verdauliche Bestandteile zerlegen können, sind Millionen von Bakterien im Magen der Wiederkäuer aktiv. Doch wie gelingt es den Mikroorganismen, wertvolle Nährstoffe aus der Pflanzenbiomasse zu lösen? Die Frage wollen Tierernährungsexperten und Mikrobiologen der Universität Hohenheim in Stuttgart gemeinsam in einem neuen Projekt beantworten.

Dabei konzentrieren sich die Forscher auf das Bakterium Prevotella spp. Diese Art macht bis zu 40 % der Bakterien im Pansen, dem Hauptmagen der Kuh, aus. „Da Prevotella einen großen Anteil der Bakterien im Pansen ausmacht, gehen wir davon aus, dass es auch eine wichtige Rolle bei der Nahrungsverwertung spielt. Bislang wissen wir jedoch nicht, wie genau Prevotella seine Energie aus der Nahrung bekommt“, sagt Julia Fritz-Steuber. Darauf hoffen die Forscher in den kommenden drei Jahren eine Antwort zu finden. Das Projekt „Wechselwirkung zwischen fermentativer und respiratorischer Energiekonservierung im Pansenbakterium Prevotella spp“ wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit 450.000 Euro unterstützt.

Bakterien-Fütterung im Labor

Gemeinsam mit Mikrobiologin Jana Seifert will Fritz-Steuber untersuchen, welche Stoffe das Bakterium im Kuhmagen abbaut und welche Eiweiß-Stoffe es daraus bildet. „Dazu bieten wir dem Bakterium verschiedene Stoffe an und schauen, welche es aufnimmt“, erklärt Fritz-Steuber. Die Prevotella-Bakterien werden dafür eigens im Labor herangezüchtet und dann mit denen im Kuhfutter vorkommenden Nährstoffen gefüttert. Isoliert aus seiner ursprünglichen Umgebung, dem Pansen, können die Forscher nachvollziehen, welche Stoffe das Bakterium genau verwertet. Kollegin Jana Seifert wird hingegen das Prevotella-Bakterium im Pansensaft untersuchen. „Wir wollen schließlich auch berücksichtigen, welchen Einfluss die anderen Bestandteile des Pansensaftes auf die Aktivität von Prevotella haben“, erklärt die Forscherin.

Kuhmagen-Modell simuliert Verdauung

An einem mechanischen Modell des Pansens soll der Fresstest wiederholt werden. Das Modell simuliert die Bewegungen des Pansens, der durch regelmäßiges Anspannen verschiedener Muskeln dafür sorgt, dass sein Inhalt konstant durchmischt wird. Mithilfe entsprechender Analysegeräte wollen die Forscher den Bakterien bei der Arbeit im Kuhmagen zuschauen und so analysieren, wie die Mikroben Eiweiße und andere Nährstoffe bei der Verdauung herstellen. "Um unsere Ergebnisse in der Tierernährung einzusetzen, müssen diese erst in Fütterungsversuchen weiterentwickelt werden“, so die Juniorprofessorin Seifert. Im Ergebnis hoffen die Forscher auf neue Erkenntnisse, um die Gesundheit der Tiere künftig durch eine gezielte Fütterung fördern zu können.

bb