Пищеварительная система жвачных животных. Сколько желудков у коровы?

Что общего имеют коровы и жирафы? Почему корова имеет четыре желудка, а лошадь один? Что происходит в этих четырех желудках? Ответы на все эти вопросы вы найдете в этой статье.

Все мы прекрасно знаем, что травоядные животные — это животные, которые питаются растениями. И, несмотря на всю кажущуюся простоту, быть травоядным не так уж и просто.

Краткий обзор наук о природе

Земные растения содержат большое количество материала, который необходим для поддержания их в вертикальном положении. Их особенный «железобетон» представляет собой целлюлозу, которая образует структуры вокруг клеточных стенок и которые не могут быть переварены животными. Что печально, ведь целлюлоза образована остатками глюкозы, в которой запасена большая энергия.

Некоторые насекомые, будучи небольшими по размеру, приспособились использовать эту «законсервированную» энергию. Они обзавелись неким видом подкожного шприца вместо рта и используют его, чтобы пронзать стенки целлюлозы и всасывать внутреннее содержимое клетки. Однако суровая действительность от большинства травоядных животных требует, чтобы они именно ели, жевали и грызли для поддержания активной жизнедеятельности.

Чтобы помочь травоядным животным использовать энергию, запасенную в растениях, эволюция подарила им специальный пищеварительный аппарат: широкие жевательные зубы для измельчения волокон целлюлозы и длинный и сложный пищеварительный тракт, который содержит специальные виды микроорганизмов способных переваривать целлюлозу. Взамен дома, который предоставляют животные бактериям, последние снабжают хозяина некоторыми интересными и незаменимыми субстанциями.

Кролики и лошади являются представителями первой инновации в пищеварительной системе травоядных животных. Они обладают длинным кишечником и набором бактерий, частично переваривающих волокна целлюлозы. Кролики даже вторично перерабатывают свои экскременты, поедая их, это называется секотрофией.

Однако травоядными животными, способными максимально эффективно использовать энергию, запасенную в растениях, стали жвачные животные . Кроме того, их одомашнивание также способствовало успеху их распространения по всей планете. К жвачным животным относятся:

• коровы;
• овцы;
• козы;
• верблюды;
• ламы;
• олени;
• жирафы.

Климатические изменения и жвачные животные

Около 30 миллионов лет назад теплый и влажный климат нашей планеты сменился сухим климатом. Такое изменение способствовало расцвету растений, способных быстро расти, созревать и производить семена. Короткий вегетационный период позволял таким растениям выживать в засушливые периоды года. Соответственно, все травоядные животные, которые были способны извлекать питательные вещества из сухих, состоящих из грубых волокон растений также оказались в выгодных условиях существования.

Последний факт обусловил спад популяции лошадей и расцвет оленей и диких предков коров, коз и овец. Секрет успеха этих животных заключается в развитии пищеварительной системы с четырьмя отделами в желудке и встроенным микробиологическим реактором.

Пищеварительная система коров и необходимые корма

Эволюция для травоядных животных разработала желудок, специализированный для переваривания пищи, богатой растительными волокнами. Однако, помимо структуры пищеварительных органов, также эволюционировали бактерии и другие микроорганизмы, обитающие в пищеварительном тракте. Эти микроорганизмы сформировали сложную экосистему бактерий, грибков и простейших, существующую в симбиозе с животным-хозяином, так, например, в рубце (первый отдел желудка жвачных животных) живут 60 видов бактерий и 30 видов простейших.

Строение желудка коровы

На вопрос, сколько желудков у коровы, ответ: у коровы 4 желудка, является не совсем правильным. Дело в том, что технически их не четыре, более правильно говорить об одном желудке сложного строения, состоящем из четырех отделов, камер.

Представьте себе корову, спокойно пасущуюся на пастбище. С этого момента посмотрим на это травоядное под несколько другим углом, с точки зрения устройства желудка коровы. Прежде всего, хотя ее пища кажется легко усваиваемой, пищеварение коровы является очень медленным: корова может проводить 6 — 8 часов в день, пережевывая пищу, которая через пищевод поступает в желудок, и будет находиться в желудке у коровы от нескольких часов до двух с половиной суток в зависимости от количества целлюлозы в ней.

Когда корова ест траву, она практически ее не пережевывает, а непосредственно проглатывает и трава из пищевода поступает в первый отдел желудка — рубец, который достигает объема 100 — 150 литров. Рубец представляет собой своеобразный «бродильный танк» , в котором микроорганизмы расщепляют целлюлозу и любой материал растительного происхождения.

В результате этого процесса производятся органические кислоты, углекислый газ (CO2), метан (CH4) и вода. Эти кислоты вместе с углекислым газом и водой всасываются стенками рубца, поскольку являются основным источником энергии жвачных животных. Метан выводится из организма через дыхательную систему, с чем связано обвинение этих животных в негативном вкладе в парниковый эффект.

Рубец у коровы соединяется со вторым отделом желудка — сеткой, в которой также продолжается процесс ферментации и пищеварения. Стенки обоих отделов обладают сильной мускулатурой, способной эффективно перемешивать их содержимое, облегчая процесс ферментации питательных веществ. Когда определенное количество грубых трудноперевариваемых для бактерий волокон целлюлозы накапливается в желудке, волокна снова возвращаются в ротовую полость коровы, чтобы она их пережевала и измельчила. Отметим, что органические кислоты, возникающие в результате переваривания пищи в первом и втором отделах желудка, понижают pH среды. Для поддержания постоянной кислотности корова производит от 100 до 200 литров слюны в сутки.

Как только пища снова будет пережевана, она поступает в третий отдел желудка коровы — книжку. В этом отделе всасывается вода, жирные кислоты и некоторые другие питательные вещества. Из третьего отдела пища попадает в сычуг — четвертый отдел желудка жвачных, которые функционирует как обычный желудок других животных. Здесь, подвергшаяся ферментации пища из других отделов желудка, переваривается за счет действия кислоты и собственных ферментов животного.

В целом такое строение имеет желудок жвачных животных. Четвертым отделом заканчивается четырехкамерный желудок, но не пищеварительная система жвачных животных.

В двенадцатиперстной кишке продолжается процесс всасывания питательных веществ, поставляемых микроорганизмами. Та пища, которая не усваивается, поступает в толстую кишку. В слепой и ободочной кишках пищу, которая не расщепилась бактериями в желудке, поджидает еще одна армия микробов. То, что остается после этих микробов, самая упорная часть пищи, выводится из пищевода коровы.

Небольшие недостатки пищеварительной системы жвачных животных и их бактерий

Как вы могли видеть, жвачные животные являются лучшими в использовании энергии, запасенной в растительной пище. Несмотря на это, пищеварительный тракт жвачных не является максимально эффективным, поскольку они должны, в первую очередь, предоставить пищу микроорганизмам, находящимся у них в желудке и кишечнике. И эти микроорганизмы также устанавливают свои правила.

Для того чтобы «бродильный танк» рубца корректно функционировал, необходимы волокна целлюлозы и пища, умеренно богатая углеводами. Однако, чтобы корова давала 30 — 40 литров молока, необходим дополнительный источник энергии и белка, более значительный, чем животные получают на пастбище, питаясь только травой.

По этой причине животных кормят комбинированными кормами с богатым содержанием углеводов и белков, например, кукуруза и соя. Однако, если не контролировать процентное содержание этих химических веществ в пище, могут возникнуть различные проблемы пищеварительного тракта, которые приведут к ухудшению здоровья животного и даже его смерти, например, затрудненность выведения из организма газов, возникающих при переваривании пищи.

Кроме того, часть энергии, которая содержится в комбикорме, теряется в виде выделения возникающего метана .

Еще один недостаток пищеварения жвачных животных заключается в том, что бактерии рубца способны лишь гидрировать жиры растительного происхождения, получая, таким образом, лишь небольшую часть энергии, запасенной в них. Эти насыщенные жиры придают своеобразный вкус молоку, сыру и даже мясу.

Меню коровы

Многие говорят и не без основания, что коровы созданы для того, чтобы питаться кормом с пастбища, а не искусственными комбикормами. Чудесный биологический реактор имеет свои ограничения, и инженеры и ветеринары, специализирующиеся на корме КРС, хорошо это знают. Рацион коровы может включать различные ингредиенты в зависимости от ряда факторов:

• животное выращивается для мяса или молока;
• учет жизненного этапа животного и его потребностей;
• доступность и цена ингредиентов.

В общем случае, в сбалансированный дневной рацион коровы нужно включать следующие составляющие:

• Волокна целлюлозы, содержащиеся в достаточном количестве в свежей траве (люцерна, клевер), сене или силосе;
• Энергетическую составляющую, содержащую зерна кукурузы, ячменя, овса или сои;
• Побочные продукты пищевой индустрии такие как мякоть апельсинов, патока, мякоть сахарной свеклы.