какое животное жует желудком
Что такое жвачные животные?
Что такое жвачные животные?
Есть некоторые домашние и дикие животные, которые постоянно жуют. Они не перестают жевать даже во сне. Эти животные всем хорошо известны. Постоянно жуют коровы, козы, овцы. К жвачным животным относятся также олени, ламы, верблюды и антилопы.
Жвачка, которую они всю жизнь пережевывают, не что иное, как их пища – сено, зеленая трава, веточки, колючки и др., то есть все то, что эти животные едят обычно.
Современные жвачные животные не всегда были жвачными. Они питались и переваривали пищу точно так же, как это делают все остальные животные. Однако постепенно их организм изменился. Считается, что причиной тому стал инстинкт выживания.
Все жвачные животные – безобидные и не могли защитить себя от более сильных противников, хищников, которые постоянно нападали на них. Чтобы спастись, им приходилось на бегу хватать пищу, проглатывать ее и убегать. А потом уже пережевывать, спрятавшись где-нибудь в безопасном месте.
Постепенно в процессе эволюции организм этих животных тоже приспособился к их образу жизни. У них изменилась и пищеварительная система. Она теперь устроена у жвачных животных совершенно особым образом, что и позволяет им без конца жевать.
Пищеварительная система жвачных животных состоит из пяти частей – рубец, сетка, книжка, сычуг и кишечник. Каждый из этих отделов выполняет особые функции. Сначала пища попадает в рубец – самый большой из всех отделов, где происходит процесс брожения. Пища там размягчается под действием микрофлоры и переходит в сетку. Там она формируется в небольшого размера шарики, которые удобно пережевывать. После этого животное отрыгивает их, и шарики снова попадают в рот, где животное их пережевывает. Затем пережеванная пища вновь проглатывается и попадает в книжку, а оттуда в сычуг и в кишечник, где усваивается. Из всех жвачных животных только верблюд не имеет сычуга, у него пережеванная пища из книжки проходит в желудок. Этот процесс идет непрерывно, и получается, что жвачные животные без конца жуют свою жвачку.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Продолжение на ЛитРес
Читайте также
Животные
Животные Немцы обожают своих четвероногих питомцев, в число которых обычно входят представители двух собачьих пород – восточноевропейские овчарки и нелепые пудели в шерстяных жакетах и с ленточками на голове. От первых требуют послушания и преданности, вторым
Животные
Животные В мечтах сельские жители Франции видят себя великими охотниками, грубыми и примитивными, а потому им, в общем-то, невдомек, с чего это людям нравится держать у себя дома всяких никчемных зверюшек.С точки зрения французов, может быть всего две причины для наличия в
Животные
Животные Что такое микробы? В течение тысяч лет своего существования человек не имел представления о том, что вызывает его болезни. Первобытные люди имели свое «объяснение» этому – они считали, что недомогания вызывают злые духи, живущие внутри своей жертвы.И только
Животные
Животные ЖИВОТНЫЕ — один из объектов гражданских прав (ст. 137 ГК РФ). К Ж. применяются общие правила об имуществе постольку, поскольку законом или иными правовыми актами не установлено иное. Ж., находящиеся в состоянии естественной свободы, представляют собой, как
Что такое пойкилотермные животные?
Что такое пойкилотермные животные? Пойкилотермными, или холоднокровными, зоологи называют животных с непостоянной температурой тела, меняющейся в зависимости от температуры внешней среды.К таким животным относятся все беспозвоночные, а из позвоночных – рыбы,
4.6. Царство Животные. Главные признаки подцарств одноклеточных и многоклеточных животных. Одноклеточные и беспозвоночные животные, их классификация, особенности строения и жизнедеятельности, роль в природе и жизни человека. Характеристика основных типов беспозвоночных, классов членистоногих
4.6. Царство Животные. Главные признаки подцарств одноклеточных и многоклеточных животных. Одноклеточные и беспозвоночные животные, их классификация, особенности строения и жизнедеятельности, роль в природе и жизни человека. Характеристика основных типов
Жвачные
Жвачные Жвачные (Ruminantia) или двукопытные (Bidactyla) – подотряд парнокопытных млекопитающих (Artiodactyla). Наиболее характерный признак их, давший им название, состоит в строении желудка и способе пищепринятия (пережевывание жвачки). Желудок у большинства Ж. разделяется на четыре
Животные
Животные Какое животное живет у тебя дома?Какое животное тебе больше всего нравится? Почему?Если бы ты жил один, какое животное ты бы завел?Кто гуляет в твоей семье с собакой?На какое животное ты бы хотел быть
Животные
Животные Звери АгутиАноаАнтилопаБандикутБегемотБетонгБизонБинтуронгБоберБаран горныйБаран снежныйБарс снежныйБарсук обыкновенныйБелка обыкновеннаяБелка ПревостаБобр западносибирскийБобр обыкновенный (европейский)БонобоБроненосецБуйволБурозубка
Животные
Животные image l:href=»#image150.png» Особый путь Животные – очень древняя группа, они не моложе грибов и, во всяком случае, намного старше растений. Первые следы жизнедеятельности животных обнаружены в отложениях периода, который геологи называют рифеем, и имеют возраст более
Животные
Животные См. также «Собаки и кошки», «Цирк» Лошадь — единственное животное, в которое можно забивать гвозди. «Пшекруй» Терпеть не могу лошадей: посередине они неудобны, а по краям опасны. NN Человека с лошадью объединяет кнут. Ян Лехицкий Об уме лошади лучше всего
Без рта и без кишечника
Задача
Большинство животных кого-то или что-то глотают, а потом переваривают проглоченную пищу в кишечнике. Но у многих животных нет ни рта, ни кишечника. Что это за животные? Какими способами они могут получать и переваривать пищу?
Подсказка 1
Сейчас животными принято называть только многоклеточных (Metazoa), так что о всяких там амебах и инфузориях речь в задаче не идет.
Подсказка 2
Чтобы ответить на вопрос задачи, нужно вспомнить сведения из школьного курса физиологии человека о сути пищеварения. Пищеварительные ферменты расщепляют молекулы пищи на более мелкие (например, белки на аминокислоты). Этот процесс у человека идет в полости желудка и кишечника (полостное пищеварение) и на поверхности клеток кишечного эпителия (пристеночное пищеварение). Затем мелкие молекулы (переваренная пища) всасываются в кровь сквозь стенку кишечника. Важную роль в пищеварении человека играют бактерии толстого кишечника (например, они обеспечивают частичное переваривание клетчатки). Подумайте, при каких способах питания можно обойтись без какого-либо из этапов (или без кишечника и рта для их осуществления).
Подсказка 3
Ответ будет разным, если рассматривать только взрослые стадии или весь жизненный цикл животных.
Решение
Животными мы обычно считаем взрослых особей, а взрослыми — тех, кто умеет размножаться (особенно половым путем). На самом же деле единицей сравнения в зоологии служит не взрослая особь и даже не развитие организма, а весь жизненный цикл вида (см. послесловие).
Еще недавно к этому перечню можно было бы добавить целых два типа животных — погонофоры и вестиментиферы, но сейчас они сведены до уровня семейства кольчатых червей и называются сибоглинидами. Кроме этих, существует и десятки других кольчатых червей без рта и кишечника — например, среди морских олигохет. Есть такие виды также среди других классов плоских червей — турбеллярий (см. U. Dirks et al., 2012) и трематод (у них лишены рта и кишечника партеногенетические самки одного из поколений, спороцисты), среди нематод (см. N. Musat, 2006), двустворчатых моллюсков (семейство Solemyidae; см. F. Stewart, C. Cavanaugh, 2006).
Еще одна удивительная группа «бескишечных» животных — представители членистоногих, корнеголовые раки (из которых наиболее известна саккулина (см. главу «Настоящий ужас» из книги Карла Циммера «Паразиты»). Кого-то я мог пропустить, но и из приведенных примеров ясно, что «бескишечность» — не редкость среди животных.
У многих перечисленных групп кишечника и рта нет ни на одной стадии развития. Это ленточные черви, скребни, губки и трихоплакс, ромбозои и ортонектиды. Удивительно, что к ним относится и саккулина. Удивительно потому, что ее личинки похожи на обычных личинок балянусов — науплиусов, которые имеют рот и сквозной кишечник. А вот у личинок саккулин этих органов нет. Они вообще не питаются до попадания в организм хозяина — краба. В краба паразит попадает, полностью утратив облик и подобие рачка — в виде кучки клеток, больше похожих на раковую опухоль, чем на членистоногое. Какой уж тут рот и кишечник!
В других случаях рот и кишечник есть у личинок, но позднее они редуцируются. Так обстоит дело у двустворчатых моллюсков, вестиментифер и, видимо, у бескишечных нематод.
Как же питаются такие животные?
Многие из них — паразиты, обитающие в кишечнике хозяев (цепни), в их крови (саккулина) или внутри тканей и клеток (миксозои). Частично их окружает уже переваренная пища — глюкоза, аминокислоты и другие малые молекулы. Такую пищу можно всасывать через покровы теми же способами, какими это делают клетки человека (см. Перенос веществ через мембраны). Покровы многих паразитических животных напоминают всасывающий эпителий нашего кишечника — они покрыты выростами-микроворсинками для увеличения площади поверхности.
Но даже в такой среде, как кровь или кишечник, готовых питательных веществ паразитам не хватает. Они сохраняют собственные пищеварительные ферменты. Как правило, они закреплены на поверхности тела паразита — в мембранах клеток, в гликокаликсе или на кутикуле. Так что пищеварение у них аналогично нашему пристеночному. Часть ферментов, обнаруженных в гликокаликсе цестод, принадлежат хозяину — например, там активны амилазы поджелудочной железы. Иногда паразит выделяет мощные ферменты и во внешнюю среду, вызывая распад тканей — гистолиз.
Во всасывании переваренных веществ у миксозоев важную роль, видимо, играют пиноцитоз и фагоцитоз. Эти классические представления подтверждены недавними сведениями о геноме миксозоев: оказалось, что у них есть множество белков, связанных с разными формами эндоцитоза (см. Y. Yang et al., 2014). У цестод часть веществ тоже, видимо, поглощается путем пиноцитоза. Многие другие паразиты — скребни, нематоды-мермитиды, корнеголовые раки — ухитряются всасывать питательные вещества сквозь покровы, покрытые кутикулой.
Рис. 1. Эти ветвящиеся «корешки» — рачок саккулина, развивающийся внутри тела краба. Он поглощает питательные вещества из крови краба сквозь тонкую кутикулу, покрытую микроскопическими выростами. Длина масштабных линеек 75 мкм. Фото из статьи J. Goddard et al., 2005. Host specificity of Sacculina carcini, a potential biological control agent of the introduced European green crab Carcinus maenas in California
Предки всех паразитических групп животных почти наверняка имели рот и кишечник. А вот губки и трихоплакс, возможно, лишены его изначально (хотя точно доказать это сложно). Как же питаются эти животные?
У губок пищеварение внутриклеточное. Почти все губки питаются мелкими частицами — от размеров вирусных частиц до 5 микрометров. Клетки губок заглатывают и переваривают частицы пищи. Главную роль в этом играют воротничково-жгутиковые клетки, создающие ток воды. Но пищу могут заглатывать и амебоциты, высовывая свои ложноножки во внешнюю среду. У некоторых губок пищу заглатывают и пинакоциты — покровные клетки.
Как это ни удивительно, некоторые губки стали настоящими хищниками (кажется, это единственные хищные животные без рта и кишечника). Сначала такая губка была открыта в мелководной пещере в Средиземной море. Потом оказалось, что около сотни видов глубоководных губок тоже хищничают. У таких губок нет ни системы каналов, ни клеток, создающих ток воды, — они полностью отказались от фильтрации. Зато у них есть длинные сократимые выросты, покрытые крючковидными иглами-спикулами. Мелкие рачки «насаживаются» на эти иглы. Тогда амебоидные клетки ползут к месту поимки рачка и окружают его. Сначала он переваривается внеклеточно в образовавшейся «камере»; потом отдельные амебоциты фагоцитируют и переваривают куски добычи.
Рис. 2. Хищная глубоководная губка Chondrocladia lyra. Фото из статьи Becky Oskin, Senior Writer, 2012. Weird-Looking, Meat-Eating Sponge Found In Deep Sea
Трихоплакс — представитель типа плакозои — питается цианобактериями, одноклеточными водорослями и клетками слоевища многоклеточных водорослей. Наползая брюхом на добычу, он «присасывается» краями тела к субстрату и слегка выгибает спину. Так под его телом формируется «временный кишечник». До недавнего времени считалось, что в эту полость выделяют пищеварительные ферменты железистые клетки со жгутиками (на рис. 3 они обозначены как «gland cells»).
Рис. 3. В недавней работе C. Smith et al., 2015. Novel Cell Types, Neurosecretory Cells and Body Plan of the Early-Diverging Metazoan, Trichoplax adhaerens у трихоплакса описали два новых типа клеток: «клетки с кристаллами» и «липофильные клетки». Именно последние, видимо, выделяют ферменты, отвечающие за внеорганизменное пищеварение трихоплакса
Но недавно выяснилось, что механизм внеклеточного пищеварения трихоплакса сложнее: пищу переваривают ферменты, выделяемые немногочисленными клеткам без жгутиков (см. C. Smith et al., 2015. Coordinated Feeding Behavior in Trichoplax, an Animal without Synapses). Жгутиковые «железистые» клетки брюшного эпителия, возможно, только чувствуют наличие пищи и выделяют сигнальные вещества, регулирующие работу «пищеварительных» клеток. Переваренную пищу трихоплакс всасывает, видимо, с участием пиноцитоза.
Описан и другой способ питания трихоплакса: он может забрасывать клетки добычи на спину работой жгутиков. Потом через дырки в эпителии их захватывают своими отростками и переваривают внутренние волокнистые клетки. Так что у трихоплакса есть и внутриклеточное пищеварение.
Теперь о том, как питаются остальные бескишечные свободноживущие морские животные — погонофоры и вестиментиферы, олигохеты и нематоды. Долгое время это было загадкой. Растворено в воде органики в море слишком мало; даже если она и поглощается, ее не должно хватать даже крошечным и тонким нематодам. Что уж говорить о массивных моллюсках! Может быть, на определенных участках тела клетки что-то фагоцитируют? Предполагалось, что так питаются погонофоры с помощью щупалец, но эти данные не подтвердились.
Разгадка пришла, когда был открыт механизм питания гигантских погонофор-вестиментифер — рифтий (см. В. В. Малахов «Вестиментиферы — автотрофные животные»). Выяснилось, что на месте кишечника у них развивается массивный тяж клеток — трофосома.
Клетки трофосомы набиты симбиотическими бактериями. Эти хемоавтотрофные бактерии-симбионты окисляют сероводород до серы и получают энергию для синтеза органики. Рифтии снабжают их сероводородом, углекислым газом и кислородом. А потом часть симбионтов переваривают.
Впоследствии именно такие бактерии были найдены у других бескишечных морских бентосных животных. У нематод и погонофор они обычно живут в трофосоме (реже — в полости тела, вне клеток); у олигохет — в покровах; у двустворок — в массивных жабрах.
Рис. 4. Черви рода Osedax — необычные погонофоры, живущие на скелетах китов. Слева — самка, справа — карликовый самец. Оба пола лишены рта и кишечника. Самки извлекают питательные вещества из костей с помощью корнеподобных выростов, в которых живут бактерии-симбионты. Изображение с сайта sciencehubb.co.uk
Эти черви живут на скелетах китов (реже — других морских млекопитающих и крупных рыб) и питаются содержащимся в костях коллагеном. Глодать кости без рта и кишечника — не такое простое дело! Недавно выяснилось, что черви выделяют кислоту для растворения минерального матрикса костей (см. M. Tresguerres et al., 2013. How to get into bones: proton pump and carbonic anhydrase in Osedax boneworms).
Любопытно, что при этом они используют те же механизмы, что и клетки — остеокласты костной ткани человека.
Иногда у одного вида хозяев только один вид симбионтов. А иногда в теле хозяина живут несколько разных бактерий — до четырех (см. Бактерии-симбионты заменили морскому червю органы пищеварения и выделения, «Элементы», 19.09.2006) до шести и даже до восьми видов.
Кстати, бактерии могут играть важную роль и в питании губок. Губки буквально нашпигованы бактериями, в том числе фотосинтезирующими. Недавно открыта хищная губка, видимо, получающая часть пищи от метанотрофных бактерий. А у некоторых губок внутри живут зоохлореллы — эукариотические водоросли. Губка «культивирует» своих симбионтов внутри клеток и частично их переваривает. Симбиотические бактерии есть и у трихоплакса. А недавно описаны бактерии, живущие на поверхности тела цестод (см. L. Poddubnaya, G. Izvekova, 2005. Detection of bacteria associated with the tegument of caryophyllidean cestodes). Возможно, они участвуют в пищеварении этих паразитов.
А бывают ли фотоавтотрофные симбионты, позволяющие хозяину отказаться от рта и кишечника? Мне не удалось найти явных примеров. Правда, бескишечная турбеллярия Symsagittifera roscoffensis, живущая в симбиозе с водорослями-зоохлореллами, к этому близка. Настоящего кишечника у нее и так нет, а рот и глотка во взрослом состоянии не функционируют. Многие ученые считают, что за счет такого же симбиоза питались по крайней мере некоторые вендобионты — представители древней вендской фауны, тоже лишенные рта и кишечника.
Наконец, некоторые бескишечные животные могут вообще не питаться. Так, не питаются «взрослые» ортонектиды — самцы и самки — после выхода из тела хозяина во внешнюю среду.
Послесловие
Теперь вернемся к началу ответа и посмотрим на проблему пошире.
У большинства животных жизненный цикл включает половое размножение и как минимум два поколения — многоклеточное поколение диплоидных особей и одноклеточное поколение гаплоидных гамет. Да-да, гаметы — вовсе не клетки нашего тела, а самостоятельные организмы! У них другой генотип; часто они обитают в воде (например, у морских ежей или полихет), а не в теле многоклеточных родителей, как у человека; у них свое сложное поведение и своя судьба. У всех гамет нет ни рта, ни кишечника. И у них свои разнообразные способы питания (о них можно рассказать как-нибудь в другой раз).
Что касается многоклеточного поколения, то у его особей, развивающихся из зиготы, кишечник тоже появляется далеко не сразу. Возникает он в ходе гаструляции, а работать начинает и того позже. Как же получают энергию и необходимые для роста вещества животные этого поколения, пока у них нет рта и кишечника? Большинство — за счет запасов желтка, накопленного в яйце. У многих животных даже после выхода из яйца личинки не имеют рта и кишечника и начинают питаться только после метаморфоза. Некоторые — например, млекопитающие — «паразитируют» в теле предыдущего многоклеточного поколения. Как настоящие паразиты, они разъедают пищеварительными ферментами стенку матки, приманивают материнские кровеносные сосуды и замещают их стенки своими клетками. Потом «паразит» формирует сложную систему выростов, через которую высасывает из матери пищу (см. Development of the placental villi). Лишь намного позже у нас образуется кишечник (и тем более рот), а работать они начинают только после рождения.
Итак, у всех животных (на ранних стадиях развития) нет рта и кишечника. Возможно, это отчасти повторяет ход эволюции — скорее всего, пищеварительной системы не было и у общих предков современных животных. Лишь на каких-то более поздних этапах эволюции у животных появились рот и кишечник. А потом многие группы утратили эти органы — причем далеко не только паразиты.
Вообще, одна из «моралей» сей басни состоит в том, что утратить в ходе эволюции можно всё что угодно: не то что рот и кишечник, но даже красу и гордость многоклеточных животных — нервную и мышечную системы. А ведь некоторым далеким от зоологии ученым эволюция до сих пор представляется восхождением по «лестнице существ». Как мы уже отмечали в одной из предыдущих задач, на самом деле морфологический регресс — очень распространенный путь эволюции (см. задачу «Тепло- или холодно-?»).
Второй вывод состоит в том, что животные гораздо изобретательнее человеческого разума. Никакой зоолог, наверное, не смог бы предсказать, что погонофора может питаться костями, а губка — рачками. Что уж говорить о неспециалистах! Как часто они думают, что животные устроены в соответствии с представлениями школьных учебников. Приведу два примера. Первый — на одной из олимпиад довольно высокого уровня был задан такой вопрос:
«Сердце у насекомых:
а) трубчатое многокамерное;
б) двухкамерное;
в) трёхкамерное;
г) четырёхкамерное».
Нужно было выбрать один вариант ответа. Составители считали, что верный ответ — а). А на самом деле сердце у насекомых бывает очень разное. Есть насекомые, у которых вообще нет сердца (карликовые наездники). Часто сердце имеет много пар остий (боковых отверстий), но слабо разделено на камеры. Если же считать, что створки остий — это границы между камерами, то тогда у домовой мухи сердце четырехкамерное, у многих клопов — двух- или трехкамерное, у вшей — одно- или трехкамерное.
Второй пример. На курсах повышения квалификации учителей один известный методист объяснял, как надо преподавать зоологию. Он считал, что строение животных всегда можно объяснить, исходя из общей логики и принципа корреляций. Вот, например: почему у турбеллярий (свободноживущих плоских червей) есть реснички, а у нематод — нет? Всё очень просто: у нематод появилась толстая кутикула, а сквозь нее подвижную ресничку не просунешь. Вроде бы логично и понятно, вот только фактам не соответствует. Дело в том, что у еще одной группы червей — у гастротрих — на брюхе очень толстая кутикула, а в ней проделаны дырки, сквозь которые торчат и прекрасно работают подвижные реснички! И никто, конечно, не объяснит исходя из «общей логики», почему ресничек нет у взрослой печеночной двуустки — близкой родственницы турбеллярий, лишенной всякой кутикулы.
И последнее замечание. Уже не в первый раз при составлении ответа испытываешь изумление от того, как быстро развивается наука. Еще 20–25 лет назад никто не знал ни о хищных губках (а оказывается, их уже больше сотни наоткрывали!), ни о червях-костоедах; почти все ученые были убеждены, что миксозои — это протисты (причем их делили на два класса, которые оказались стадиями жизненного цикла одних и тех же видов); у ортонектид, которых к тому времени изучали уже больше века, не были описаны мышцы и рецепторы, и т. д.
Зоология развивается ничуть не менее динамично, чем биохимия или физиология. И как много всего еще предстоит открыть и выяснить! Вот, например: как все-таки черви-зомби извлекают из костей коллаген и используют ли они жир? И зачем нужны бактерии-симбионты трихоплаксу? Пока этого точно никто не знает.
Зачем корове столько слюны?
Во время беседы с одним специалистом-животноводом поинтересовался: сколько слюны может выделять корова во время еды или пережевывания жвачки?
Вопрос как будто к нашей беседе не имел непосредственного отношения, но знать, какие процессы происходят в организме животного, какое влияние они оказывают на продуктивность и его здоровье, полагаю, должен каждый зоотехник. И каково же было мое удивление, когда собеседник начал отклоняться от темы.
Не скрою, некоторых особенностей работы «машины» по производству молока не знал и ваш корреспондент, пока этот ликбез более года назад частично не ликвидировал председатель Гродненского облисполкома Семен Шапиро во время беседы о производстве животноводческой продукции. А на аналогичный его вопрос мой ответ, как оказалось, соответствовал истине примерно на 70 процентов. Кстати, на одном из семинаров подобные вопросы — о роли и значении у коровы рубца, сетки, книжки, сычуга, какая взаимозависимость между надоями и наличием в рационе концентратов или качеством фуража и болезнью конечностей — Семен Борисович задал присутствовавшим, которые по роду своей деятельности должны были все это знать. Пробел у некоторых пришлось компенсировать непродолжительной лекцией…
Оно и понятно. Полученных пять, семь или десять лет назад во время учебы в вузах знаний сегодня уже недостаточно, их нужно постоянно обновлять и накапливать. Не стареют разве что общепрописные истины — корову нужно кормить, заготовить для нее необходимое количество корма. Но не менее важно — и какого оно качества. Кому нужны, например, сегодня те самые 630 тысяч тонн, как оказалось, некачественно заготовленного в прошлом году силоса, от которого невозможно получить должной отдачи. Не случайно министр сельского хозяйства и продовольствия Леонид Заяц все время твердит о необходимости повышения профессионального мастерства животноводов, механизаторов, проведения с ними занятий, соблюдения технологических регламентов. И если полученные знания материализовать, то это обязательно окупится сторицей.
Так сколько же все-таки корова выделяет слюны во время еды и жвачки?
У жвачных животных слюновыделение происходит со скоростью 120 мл/мин. во время еды и около 150 мл/мин. — во время пережевывания жвачки. Когда корова перестает жевать, скорость выделения слюны падает до 60 мл/мин. Так, при рационе, обогащенном грубыми кормами, корова может жевать до 10 часов в день. В таком случае количество выделенной слюны может превысить… 180 литров. И еще. Интенсивность слюновыделения зависит от состава потребляемых кормов. Слюна жвачных животных содержит большое количество натрия и других минеральных солей фосфатов, которые ограничивают падение кислотности.
Это лишь часть той самой почти получасовой лекции на затронутую тему председателя Гродненского облисполкома, о которой, по его мнению, должны знать как специалисты, так и управленцы-животноводы.
Откуда такие познания? За время работы в различных должностях, связанных с производством животноводческой продукции, руководителю областной вертикали приходилось вникать во все тонкости технологического процесса. На них тоже необходимо обращать внимание. Лишь бы как насытить ту самую «фабрику» молока уже недостаточно. Плюс самоподготовка.
В свое время Семена Шапиро очень заинтересовало техническое руководство по производству молока Международного института по исследованию и развитию молочного животноводства имени Бабкока (США). В первую очередь оно вызвало интерес простотой своего изложения и доступностью, в чем потом нетрудно было убедиться. Читаешь — и действительно все понятно и ясно, то есть написано, как для школьника. Из этого можно сделать вывод: даже самое сложное можно изложить доступным для всех языком.
На наш взгляд, очень хорошее пособие, которое можно использовать для проведения учебы со специалистами и животноводами. Раздобыла электронный вариант той самой молочной энциклопедии и редакция «БН». С интересом ознакомился с содержанием и ваш корреспондент. Не скрою, читать было интересно. А вам? Сегодня мы предлагаем лишь некоторые выдержки отдельных глав.
Анатолий ЦЫБУЛЬКО, «БН»
Роль жевания жвачки
При пережевывании жвачки пищевые комки (болюсы) из рубца срыгиваются в рот на дополнительное дожевывание. При жевании болюсы сдавливаются, и выделяющаяся при этом жидкость и мелкие пищевые частицы немедленно проглатываюся. Большие же пищевые частицы дожевываются в течение 50—60 секунд — и после этого также проглатываются. Пережевывание жвачки является жизненно необходимой частью нормального пищеварительного процесса и усвоения волокнистых веществ. Основные функции пережевывания жвачки заключаются в следующем:
1. При пережевывании жвачки происходит увеличение слюновыделения.
2. Под воздействием пережевывания происходит уменьшение размеров пищевых частиц и увеличение их плотности (от этих характеристик зависит время нахождения пищевых частиц в рубце).
3. Пережевывание жвачки помогает отделить пищевые частицы, готовые выйти из рубца, от тех, которым необходимо больше времени для их полной ферментации.
4. В результате пережевывания жвачки происходит размельчение волокнистых структур, что увеличивает поверхность воздействия на них микроорганизмов, а значит, их переваримость.
Пережевывание жвачки — это рефлекс, который срабатывает при попадании в рубец длинных волокнистых частиц. Корова может жевать до 8 часов в день. Рацион, состоящий из слишком размельченных кормов, может резко уменьшить время жевания, что отрицательно сказывается на переваривании волокнистых веществ и на насыщении молока жирами.
Если корова много жует, это является признаком хорошего здоровья. При жевании происходит обильное выделение слюны, которая, в свою очередь, обеспечивает благоприятную среду для микроорганизмов, находящихся в рубце. Здоровая корова выполняет до 40—45 тысяч жевательных движений в день. Существует хороший способ определения, достаточно ли волокнистых веществ содержится в рационе стада: если в любое время дня и ночи 1/3 поголовья жует, это значит, что рацион составлен правильно.
Роль желудочной ферментации
В рубце находится много различных видов бактерий и простейших. В каждом миллилитре содержимого рубца насчитывают от 16000000000 до 40000000000 бактерий и 200000 простейших. Грибковые также являются частью нормальной популяции микроорганизмов рубца. Тип кормов, потребляемых коровой, определяет, какой вид бактерий доминирует в желудке, а те, в свою очередь, определяют количество и пропорцию выделяемых летучих жирных кислот, которые используются коровой в качестве источника энергии.
Среда рубца чрезвычайно благоприятна для роста микроорганизмов. РН (кислотность) находится в пределах от 5,5 до 7,0; температура колеблется в пределах от 39 до 40 градусов, что является оптимальным условием для многих ферментов. Кислород, который токсичен для многих видов бактерий, в рубце почти отсутствует. Имеется достаточно пищи, которая поступает более или менее постоянно. Конечные продукты ферментации — летучие жирные кислоты и аммиак — всасываются стенками рубца. Из перечисленного выше понятно, почему рубец является местом плотного заселения популяциями микроорганизмов. Ферментативные процессы в рубце дают корове следующие преимущества:
1. Возможность получения энергии из сложных углеводов, содержащихся в клетчатке и в волокнистых структурах растений.
2. Возможность компенсирования белковой и азотной недостаточности.
Микроорганизмы рубца обладают способностью использовать небелковый азот для образования белка собственных клеток, который затем используется животным для образования молочного белка.
3. Синтез витаминов группы В и витамина К. В большинстве случаев, при нормальном функционировании рубца, организм коровы способен обеспечить собственные потребности в этих витаминах.
4. Нейтрализация некоторых токсических веществ в кормах.
Однако наряду с положительными существуют и отрицательные стороны желудочной ферментации. К таким относятся:
1. Ферментация углеводов сопровождается потерей энергии в виде выделяемых газов (метан, углекислый газ).
2. Белок высокой питательной ценности частично разрушается с возможной потерей азота в форме аммиака. Дело в том, что бактерии неспособны (из-за недостатка энергии) использовать весь образовавшийся при ферментации белков аммиак для построения белка собственных клеток. Лишний аммиак всасывается через стенки рубца в кровь, а затем выделяется с мочой в виде мочевины.
3. Корова поедает большое количество растительной пищи, часть которой, включая клетчатку и волокнистые структуры, поддается ферментации очень медленно и долго остается в желудке. В результате, если рацион коровы перенасыщен волокнистыми структурами, животное будет испытывать дефицит энергии даже при максимальном приеме пищи.
Микробы рубца могут быстро реагировать на изменения в составе кормов. Однако организму требуется больше времени для адаптации к изменению пропорции летучих жирных кислот. Поэтому важно, чтобы изменения в кормовом рационе осуществлялись постепенно в течение 4—5 дней.
Численность бактерий, находящихся в рубце, в течение дня изменяется прямо пропорционально количеству энергии, доступной для микробов, которая, в свою очередь, прямо пропорциональна количеству энергии, полученной через корма. Несмотря на то, что коровы не едят бактерий, по меньшей мере 2,5 килограмма бактериального протеина (400 граммов азота) вырабатывается в рубце каждый день. Этот бактериальный протеин переваривается в тонкой кишке и является главным источником аминокислот для коровы.
Слюнные железы и пищевод
В ротовой полости коровы расположено множество слюнных желез. Они выделяют слюну слегка различного химического состава. Пища перемешивается со слюной во рту и через пищевод поступает в сетчатый желудок (рубец и сетка). Длина пищевода у коровы составляет чуть более метра. Затем в процессе жевания жвачки содержимое сетчатого желудка через пищевод вновь срыгивается в полость рта для дополнительного дожевывания.
Сетчатый желудок
Отсутствие четкой границы между 1-м отделом (рубец) и 2-м отделом (сетка), а также свободное смешивание их содержимого позволяет объединить их в один отдел и назвать сетчатым желудком. Сетчатый желудок занимает основную часть брюшной полости и является самым тяжелым внутренним органом. Это мускулистый орган, который вмещает в себя 2/3 всего содержимого желудочно-кишечного тракта коровы. Около половины времени, необходимого для процесса переваривания, оно находится в сетчатом желудке (20—48 часов из общего количества 40—72 часа).
Рубец разделяется сильными мышечными перегородками на краниальный, дорсальный и вентральный. Эти мышцы сокращаются и расслабляются с периодичностью в 50—60 секунд.
Внутренние стенки сетчатого желудка выстланы огромным количеством пальцевидных сосочков, которые значительно увеличивают поверхность всасывания конечного продукта желудочной ферментации (летучие жирные кислоты и аммиак).
Отношение сетчатого желудка к остальному пищеварительному тракту можно сравнить с огромным озером, в одном конце которого протекает река (остальная часть пищеварительного тракта). Строение сетчатого желудка обеспечивает задерживание волокнистой части пищи на время, необходимое для ее ферментации микроорганизмами.
ладкой. Внутренняя поверхность сетки похожа по строению на пчелиные соты.
Рубец позволяет переваривать стенки клеток растений. Для нежвачных животных энергия стенок клеток растений остается недоступной.
При одновременном сокращении рубца и сетки происходит смещение сетчато-рубцовой складки, и продукт пищеварения выталкивается, освобождая сетку. При этом маленькие, т. е. более плотные частицы, проходят через отверстие, соединяющее сетку с книжкой, тогда как большие, но менее плотные частицы поступают снова в вентральную часть рубца. Таким образом, движение сетки играет важную роль в просеивании и сортировке пищи перед тем, как она покидает сетчатый желудок.
Вход пищевода в сетчатый желудок и отверстие, соединяющее сетку с книжкой (выход из сетчатого желудка), расположены сравнительно близко друг к другу. Эти отверстия соединены между собой желобом. В период, когда теленок питается молоком, этот желоб свертывается в трубку, по которой молоко поступает сразу же в сычуг, минуя сетчатый желудок, то есть пищеварение происходит по укороченному пути. Когда теленок вырастает из возраста молочного кормления, желоб открывается и перестает функционировать.
Книжка
Третий отдел желудка коровы — книжка — представляет собой слой мышечных пластин, перекрывающих друг друга. Несмотря на то, что масса книжки довольно большая, она вмещает в себя только 5 процентов от всего перевариваемого продукта. У взрослой коровы размер книжки приближается к размеру баскетбольного мяча. Точная роль этого отдела до конца не изучена. Перевариваемая масса распределяется между мышечными пластинами и значительно обезвоживается. Отсюда следует, что пластинчатая структура книжки способствует всасыванию большого количества воды и минеральных веществ. Это предотвращает разбавление кислоты, выделяемой четвертым отделом желудка (сычугом), и обеспечивает повторное поступление минеральных веществ в слюну.
Сычуг
Сычуг — четвертый отдел желудка (собственно желудок) жвачных животных. Так же, как и у животных с моногастритным желудком, сычуг выделяет ферменты и соляную кислоту. Внутренние стенки сычуга выстланы множеством складок, что значительно увеличивает площадь поверхности, выделяющей ферменты и соляную кислоту. Сычуг условно разделяют на две области. Первая из них называется дном и является основным местом, где происходит выделение соляной кислоты и ферментов, активных в кислой среде. Вторая область называется пилорической. Это место, где собирается перевариваемая масса. По мере накопления через отверстие, соединяющее сычуг с двенадцатиперстной кишкой, пищевая масса проталкивается дальше в двенадцатиперстную кишку в виде отдельных пилюлеобразных комков (болюсов).
Тонкая кишка
Следующий отдел пищеварительной системы — тонкая кишка. Она состоит из двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишок. Диаметр тонкой кишки у взрослой коровы — 4,5 см, длина достигает 46 метров. Вся внутренняя поверхность тонкой кишки покрыта микроскопическими сосочками, за счет которых образуется огромная по отношению к ее массе всасывающая поверхность, поэтому она является главным местом, где происходит всасывание питательных веществ. Клетки тонкой кишки — одни из самых активных в организме. Исследования показали, что «период жизни» белка (протеина), образованного клетками тонкой кишки, составляет один день, тогда как «период жизни» белка, вырабатываемого клетками скелетных мышц, — один месяц.
Ферменты, выделяемые поджелудочной железой и стенками кишки, переваривают протеин, жиры и углеводы. Желчь печени попадает в желчный проток, она способствует усвоению жиров и подготавливает продукты пищеварения к всасыванию.
Толстая кишка
Слепая кишка — первый отдел толстой кишки. Это еще один резервуар (как и сетчатый желудок), расположенный в стороне от основного желудочно-кишечного тракта. После того как пища подвергается химическому расщеплению в сычуге и тонкой кишке, она дополнительно подвергается микробной ферментации в слепой кишке. У некоторых видов животных (лошади, кролика) ферментация в слепой кишке имеет важное значение, но у взрослой коровы роль ферментации в слепой кишке, по сравнению с ферментацией в сетчатом желудке, незначительна.
Ободочная кишка (2-й отдел толстой кишки) разделена условно на проксимальную и спиральную части. Роль ободочной кишки в самом процессе переваривания и всасывания питательных веществ незначительна. Основная ее функция заключается в образовании экскрементов.
Внутренние стенки толстой кишки не имеют приспособлений в виде сосочков для всасывания питательных веществ, однако всасывание воды и минеральных солей в толстой кишке происходит довольно успешно. Толстая кишка заканчивается заднепроходным отверстием.
Влияние зерновых кормов на удои и состав молока
Содержание концентратов (зерновых) в кормах влияет на образование трех основных летучих жирных кислот в рубце. При кормлении животных малым количеством зерновых образуется много уксусной кислоты (от 60 до 70 проц. от общего количества) и меньше пропионовой (от 15 до 20 проц.) и масляной (от 5 до 15 проц.). Это рацион интенсивного жевания (от 5 до 8 часов в день), при котором происходит выделение большого количества слюны. Она обеспечивает нейтральный рH (нейтральную кислотность) в рубце, вследствие чего создаются условия, при которых популяции бактерий хорошо переваривают целлюлозу. В этом случае количество уксусной кислоты может быть достаточно для образования максимального количества жиров в молоке, но ограничение пропионовой кислоты может привести к уменьшению образования глюкозы и, следовательно, к уменьшению ежедневных надоев молока. При добавлении в рацион животного зерновых концентратов происходит замена волокнистых (структурных) уклеводов на неструктурные, которые быстрее перевариваются и лучше усваиваются.
В результате образуется больше летучих жирных кислот, но при этом содержание уксусной и пропионовой кислот изменяется. Ферментация неструктурных углеводов (крахмал, простые сахара) обычно приводит к уменьшению процентного содержания уксусной кислоты и увеличению пропионовой. Таким образом, добавление небольшого количеств концентратов в фуражный (травяной) рацион может значительно увеличить надои молока из-за увеличения образования молочных предшественников, особенно глюкозы. При этом количество уксусной кислоты будет достаточным для молочных желез, и процент жирности молока не пострадает.
При кормлении большим количеством концентратов содержание уксусной кислоты может снизиться до 40 процентов, а пропионовой — увеличиться до 40 процентов. Возникает недостаток уксусной кислоты, что обычно приводит к уменьшению жирности молока и уменьшению производства общего количества жира. К тому же при высоком содержании пропионовой кислоты организм животного использует имеющуюся энергию для жировых отложений, что приводит к увеличению веса, а не для синтеза молока.
Чрезмерное добавление концентратов в рацион может полностью остановить вторичную жевательную активность животного. В результате слюновыделение резко уменьшается и недостаток буферов (нейтрализаторов) приводит к понижению рH в рубце (т. е. к увеличению кислотности). Это вызывает плохое переваривание целлюлозы, так как бактерии, обеспечивающие этот процесс, очень чувствительны к понижению рH рубца. Однако бактерии, образующие молочную кислоту, которая является сильной кислотой, становятся преобладающими. Дальнейшее увеличение кислотности в рубце приводит к ослаблению роста бактериальной массы, нарушению аппетита. При длительном наличии таких условий у животного возникает ламинит (воспаление хрящей в копытах), симптомом которого является воспаление ног.
Таким образом, состав рациона животного, и особенно количество зерновых, влияет на pH в рубце, на образование общего количества и соотношение летучих жирных кислот. Количество и соотношение образуемых в рубце летучих жирных кислот влияет в свою очередь на:
— количество производимого молока;
— процентную жирность молока;
— эффективность превращения кормов в молоко;
— использование рациона для производства молока либо для накопления жира.
Небольшое добавление концентратов в диету, состоящую только из фуража, увеличит надои молока. А чрезмерное количество концентратов, богатых крахмалом, уменьшает жирность молока.
Усваиваемость и скорость переваривания распространенных кормов
Корма
Усваиваемость (проц.)
Скорость переваривания (ч)