不仅是优良的育种和美味的草料使奶牛成为冠军奶生产者。生活在动物肠道中的微生物也起着重要作用。现在，研究人员表示他们知道哪些微生物能产生最好的牛奶。这一发现表明了改善牛奶和减少奶牛甲烷排放的新方法——甲烷是主要的温室气体来源。奶牛和其他反刍动物如山羊和绵羊有一个特殊的胃，称为瘤胃，里面居住着数百万微生物。这些生物将干草、草和其他难以消化的植物材料分解成可用的营养素和卡路里。
一个缺点是反刍动物每年在全球范围内通过打嗝和放屁排出1亿吨微生物产生的甲烷，使它们成为仅次于水稻种植的第二大人类相关温室气体贡献者。
为了了解这些微生物在牛奶质量和甲烷生产中的作用，以色列内盖夫本古里安大学的生物学家Itzik Mizrahi与英国阿伯丁大学的动物科学家John Wallace合作，对几群奶牛的微生物进行了特征描述，并观察这些微生物是否影响数百种特征，如生长率、牛奶质量和数量以及甲烷生产。他们从英国、意大利、瑞典和芬兰的七个农场的1000多头奶牛中收集了微生物DNA和这些特征的信息。
这些奶牛是荷斯坦牛和挪威红牛——欧洲大多数乳畜的两种主要品种。从DNA中，研究小组确定了每头奶牛肠道中的微生物，并比较了社区，看看它们有哪些共同的细菌、原生动物、真菌和其他微生物。然后，研究人员使用机器学习——能够在大规模不同数据中找到联系的复杂计算机程序——来确定微生物可能如何影响特定特征。
尽管每头奶牛都有一个独特的微生物组，但研究小组今天在《科学进展》上报告说，一半的动物有512种微生物物种是共同的。分析表明，39种“核心微生物”在决定牛奶的美味程度甚至产生多少甲烷方面比基因更有力。肠道微生物对这些特征有惊人的强大影响，研究奶牛微生物组和牛奶生产的伊利诺伊大学厄巴纳分校的Fabio Lima说。Morgavi希望看到其他奶牛品种是否具有相同的核心微生物。
但与此同时，他认为在牛犊的食物中添加某些微生物——类似于人们服用的益生菌——可能会减少甲烷生产。操纵整个微生物群将具有挑战性，已经在尝试这样做的Lima指出，但至少现在清楚的是，向肠道添加某些微生物可以产生差异，Wallace说。