Пищеварение в многокамерном желудке жвачных. Развитие желудка жвачных в онтогенезе.

Специфика растительной пищи

Растительные корма имеют ряд особенностей. С одной стороны, они легко доступны для потребления. Однако с другой, они не так выгодны для усвоения, как корма животного происхождения — растительные корма значительно уступают им по питательной ценности. Кроме того, такой основной структурный компонент растения, как целлюлоза (или клетчатка) у большинства животных не расщепляется из-за отсутствия в их пищеварительных соках фермента целлюлазы. Фермент этот синтезируется только бактериями и одноклеточными, а также частью беспозвоночных.

Млекопитающие неспособны к этому. Поэтому чтобы они могли использовать растения в качестве пищи, животным необходима помощь микроорганизмов-симбионтов.

Использование в пищу грубых растительных кормов способствовало возникновению некоторых изменений органов пищеварения. Так, у травоядных млекопитающих произошло изменение зубной системы, увеличение и усложнение пищеварительной системы, образование преджелудков, слепой кишки.

Это можно наблюдать у таких представителей животного мира, как лошади и кролики. В их длинном кишечнике присутствует набор бактерий, которые частично переваривают волокна целлюлозы. Но наиболее эффективно использовать энергию, запасенную растениями, научились представители подотряда парнокопытных млекопитающих — жвачные.

Особенности жвачных

Главной и основной особенностью жвачных является их пищеварительная система и четырехкамерные желудки (однако, к примеру, верблюд и оленьковые могут похвастаться трехкамерным желудком). В связи с этим животные этого семейства едят траву в огромных количествах и быстро – накапливая съеденное в первом отделе, где пища размягчается. Позднее этот материал – жвачка – извергается и пережевывается, измельчается животным, ведь целлюлоза сложно переваривается. Затем уже жвачка отправляется в другие отделы, где дальше обрабатывается микроорганизмами.

К жвачным млекопитающим относится шесть семейств парнокопытных:

• вилороговые;
• жирафовые;
• кабарговые;
• оленевые;
• оленьковые;
• полорогие.

В подотряд принято относить более 160 видов копытных самой разной величины и размера:

• домашний рогатый скот (как крупный, так и мелкий);
• дикие формы животных (зубры, бизоны, яки, антилопы, жирафы).

Телосложение у животных этого подотряда различное – от мелкого до крупного, в основном все они стройные с длинными конечностями, снабженными двумя или четырьмя пальцами. Причем конечные фаланги пальцев сформированы в копыта. А вот боковые пальцы в своей основной массе недоразвиты и при ходьбе не участвуют, не касаясь почвы.

У этих животных обычно ярко выражен половой деморфизм – самцы снабжены рогами. И большинство из видов жвачных снабжены особыми кожными железами, расположенными и на голове, и в паху, и на ногах.

Структура желудка коровы

Строение желудка у всех жвачных животных (коз, овец, коров и прочего КРС) довольно сильно отличается от желудков других представителей класса млекопитающих. Но наиболее сложное строение имеет желудок коровы. У коровы желудок один, но он имеет 4 отдела или 4 камеры:

• рубец;
• сетка;
• книжка;
• сычуг.

Первые три отдела являются частями пищевода, по сути, можно сказать, что пищевод трехкамерный. Рассмотрим строение пищеварительной системы коровы и отделов ее четырехкамерного желудка.

Губы, язык и зубы служат для захвата, срывания и измельчения растительной пищи. Главным подающим пищу органом у коровы является язык. Он устроен так, что с его помощью корова эффективно захватывает траву, листья и другие травянистые корма.

Отдел желудка жвачных животных

Схема, фото:

Система пищеварения коровы состоит из нескольких отделов, различающихся по функциям, а именно:

• полости рта;
• глотки;
• пищевода;
• желудка.

Особенно интересен рот этих животных, так как основное его предназначение — выщипывание травы, отсюда, наличие исключительно переднего ряда нижних зубов.

Впечатляют объёмы слюны, выделяющейся за каждый сутки, он достигает примерно от 90 до 210 литров! Ферментативные газы накапливаются в пищеводе.

Рубец

Рубец у коровы — самая крупная камера, выполняющая ряд очень важных функций пищеварения. Толстостенный рубец не подвержен влиянию грубой еды.

Ежеминутное сокращение стен рубца обеспечивает перемешивание съеденной травы, впоследствии ферменты распределяют их равномерно. Здесь к тому же растираются жёсткие стебли. Для чего же служит рубец?

Обозначим основные его функции:

1. Ферментативная — внутриклеточные бактерии дают запуск пищеварительной системе, обеспечивая тем самым изначальный бродильный процесс. В рубце активно вырабатывается углекислый газ и метан, при помощи которых и расщепляется вся поступаемая в орган пища. В случае несрыгивания углекислого газа у животного вздувается живот, и как следствие сбой в работе остальных органов;
2. Функция перемешивания пищи — рубцовые мышцы способствуют перемешиванию пищи и дальнейшему её выходу на повторное пережёвывание. Интересно, что стены рубца не гладкие, а с небольшими образованиями, напоминающими бородавки, которые способствуют поглощению полезных веществ;
3. Функция преображения — более ста миллиардов микроорганизмов, присутствующих в рубце, способствую превращению углеводов в жирные кислоты, что обеспечивает энергией животного. Микроорганизмы подразделяются на бактерии и грибки. Белковые и аммиачные кетокислоты преобразуются благодаря именно этим бактериям.

Желудок коровы вмещает до 150 кг корма, огромная доля которой переваривается в рубце. До 70 процентов съеденной пищи находится именно здесь.

В рубце выделяют несколько мешков:

• краниальный;
• дорсальный;
• вентральный.

Наверное, каждый из нас замечал, что корова через какое-то время после принятия пищи, отрыгивает её обратно для повторного пережёвывания. На этот процесс корова затрачивает больше 7 часов ежесуточно!

Повторно отрыгиваемая масса носит название жвачки. Эта масса тщательно пережёвывается коровой, а затем попадает не в рубец, а уже в другой отдел — в книжку. Рубец расположен в левой половине брюшной полости жвачного животного.

Сетка

Следующий отдел в желудке коровы — сетка. Это самое маленькое отделение, объёмом не превышающим и 10 литров. Сетка похожа на решето, останавливающее крупные стебли, так как в других отделах грубая еда сразу нанесёт вред.

Представьте: корова прожевала траву в первый раз, затем еда попала в рубец, отрыгнулась, пережевалась повторно, попала в сетку. Если корова нетщательно пережевала и оставила крупные стебли, то они будут храниться в сетке от одного до двух суток.

Для чего это нужно? Еда подвергается разложению и вновь предлагается корове на пережёвывание. И только затем корм попадает в другой отдел — книжку.

У сетки особая функция — она отделяет крупные куски пищи от мелкой. Крупные куски благодаря сетке возвращаются обратно в рубец для дальней переработки. В сетке нет никаких желёз.

Как и у рубца, сеточные стены покрыты маленькими образованиями. Сетка состоит из небольших ячеек, определяющих уровень обработанности еды предыдущей камерой, то есть рубцом.

В сетке нет никаких желёз.

Как же сетка связана с другими отделами — рубцом и книжкой? Весьма просто. Есть пищеводный жёлоб, напоминающий по форме полузамкнутую трубу. Проще говоря, сетка сортирует пищу. Только достаточно измельчённая пища может попасть в книжку.

Книжка

Книжка — маленькое отделение, вмещающее не более 5 процентов потреблённого корма. Вместительность книжки составляет около 20 литров.

Только здесь многократно пережёванная коровой еда подвергается переработке. Данный процесс обеспечивается наличием многочисленных бактерий и сильнодействующих ферментов.

Третий отдел желудка неслучайно носит название книжка, что связано с внешним видом отдела — сплошные складки, разделённые на узенькие камеры.

Пища располагается в складках. Пищеварительный тракт коровы на этом не завершается — поступающая слюна обрабатывает пищу, начинается брожение.

Как переваривается пища в книжке? Корм распределяется по складкам, а в дальнейшем обезвоживается. Впитывание влаги осуществляется благодаря особенностям сеточной структуры книжки.

Книжка выполняет важную функцию во всем пищеварении — она всасывает корм. Сама по себе книжка довольно объёмна, но в неё вмещается малое количество пищи. В книжке впитывается вся влага и минеральные компоненты.

На что похожа книжка? На вытянутый мешок с многочисленными складками.

Книжка словно фильтр и измельчитель крупных стеблей. К тому же здесь осуществляется всасывание воды. Этот отдел расположен в правом подреберье.

Она связана и с сеткой, и с сычугом, то есть продолжает сетку, переходя в сычуг. Оболочка третьего отдела желудка образует складочки с небольшими сосками на концах.

Сычуг по форме вытянут и походит на грушу, которая утолщена у основания. Там, где соединяется сычуг и книжка, один конец соединяется с двенадцатипёрстной кишкой.

Почему корова пережёвывает пищу дважды? Всё дело в клетчатке, содержащейся в растениях. Её перерабатывать сложно и долго, поэтому и необходимо двойное пережёвывание. Иначе эффект будет минимален.

Сычуг

Последний отдел желудка коровы — сычуг, схожий по строению с желудками других млекопитающих. Большое количество желёз, постоянно выделяющийся желудочный сок — особенности сычуга.

Продольные кольца в сычуге образуют мускульную ткань. Стенки сычуга покрыты особой слизью, состоящей их эпителия, содержащий пилорические и кардиальные желёзы.

Слизистая оболочка сычуга образуется из многочисленных удлинённых складочек. Главные пищеварительные процессы происходят именно здесь.

Огромные функции возлагаются на сычуг. Вместительность его составляет около 15 литров. Здесь еда подготавливается к окончательному перевариванию. Книжка впитывает всю влагу из пищи, следовательно, в сычуг она поступает уже в подсушенном виде.

Оленьковые

Желудок этих млекопитающих трехкамерный (поскольку книжка плохо развитая), и они являются жвачными. Их рацион состоит из трав, листьев и некоторых фруктов, но они также питаются беспозвоночными, мелкими млекопитающими и даже иногда падалью.

Вилороговые

Вилорогая антилопа (Antilocapra americana) – это разновидность парнокопытного млекопитающего, обитающего в западных и центральных регионах Северной Америки. Является единственным выжившим видом в своем семействе. Хотя животное не относится к антилопам, его часто так называют на родине. Это связано со схожестью вилорогих антилоп с настоящими антилопами Старого Света. К тому же они занимают аналогичные биомы.

Вилорогие антилопы отдают предпочтение открытой местности, расположенной на высоте менее 2000 км. Самые большие популяции встречаются в районах, которые получают с годовое количество осадков в пределах от 25 до 40 см. Они едят самые разнообразные растительные продукты, часто включающие растения, непригодные или ядовитые для домашних животных (овец и КРС). Хотя они также конкурируют с ними за еду.

Изобилие, распространение и приручение

Дикие жвачные животные насчитывают не менее 75 миллионов[16] и обитают на всех континентах, кроме Антарктиды.[3] Почти 90% всех видов обитают в Евразии и Африке.[16] Виды обитают в широком диапазоне климатов (от тропических до арктических) и местообитаний (от открытых равнин до лесов).[16]

Население домашних жвачных животных превышает 3,5 миллиарда, из них крупный рогатый скот, овцы и козы составляют около 95% от общей численности населения. Коз приручили на Ближнем Востоке около

8000 г. до н.э. Большинство других видов были одомашнены к 2500 г. до н.э. либо на Ближнем Востоке, либо в Южной Азии.[16]

Рекомендации

1. «Руминация: процесс ферментации передней кишки».
2. «Пищеварительная система жвачных животных» (PDF).
3. ^ абc
   Фернандес, Мануэль Эрнандес; Врба, Элизабет С. (01.05.2005). «Полная оценка филогенетических отношений у Ruminantia: датированное наддерево на уровне видов современных жвачных».
   Биологические обзоры
   .
   80
   (2): 269–302. Дои:10.1017 / с1464793104006670. ISSN 1469–185X. PMID 15921052. S2CID 29939520.
4. ^ абc
   Фаулер, M.E. (2010). «Медицина и хирургия верблюдовых», Эймс, Айова: Wiley-Blackwell. В главе 1″ Общая биология и эволюция «рассматривается тот факт, что верблюды (включая верблюдов и лам) не являются жвачими, псевдожвачными или модифицированными жвачими животными.
5. Ричард Ф. Кей, М. Сюзана Барго, Палеобиология раннего миоцена в Патагонии: высокоширотные палеосообщества формации Санта-Крус, Cambridge University Press, 10.11.2012.
6. «Подотряд Руминатия, Высшее копытное животное».
7. Дичкофф, С. С. (2000). «Десятилетие после« диверсификации жвачных животных »: улучшились ли наши знания?» (PDF). Oecologia
   .
   125
   (1): 82–84. Bibcode:2000Oecol.125 … 82D. Дои:10.1007 / PL00008894. PMID 28308225. S2CID 23923707. Архивировано из оригинал (PDF) на 2011-07-16.
8. Райнхольд Р. Хофманн, 1989.«Эволюционные этапы экофизиологии и диверсификации жвачных животных: сравнительный взгляд на их пищеварительную систему». Oecologia
   , 78:443–457
9. Вудалл, П. Ф. (1992-06-01). «Оценка экспресс-метода оценки усвояемости». Африканский журнал экологии
   .
   30
   (2): 181–185. Дои:10.1111 / j.1365-2028.1992.tb00492.x. ISSN 1365-2028.
10. Рассел, Дж. Б. 2002. Микробиология рубца и ее роль в питании жвачных животных.
11. ^ абcdе
    Рикард, Тони (2002).
    Руководство по выпасу молочных продуктов
    . Расширение MU, Университет Миссури-Колумбия. С. 7–8.
12. «Как переваривают жвачные животные?». OpenLearn
    . Открытый университет. Получено 14 июля 2016.
13. Мейер. Классная лекция. Питание животных. Университет Миссури-Колумбия, Миссури. 16 сентября 2016 г.
14. Уильям О. Рис (2005). Функциональная анатомия и физиология домашних животных, страницы 357–358 ISBN 978-0-7817-4333-4
15. Государственный университет Колорадо, гипертексты для биомедицинских наук: Поглощение и использование питательных веществ у жвачных животных
16. ^ абcd
    Хакманн. Т. Дж. И Испания, Дж. Н. 2010.«Экология и эволюция жвачных животных: перспективы, полезные для исследований и производства в животноводстве».
    Журнал молочной науки
    , 93:1320–1334
17. «Стоматологическая анатомия жвачных животных».
18. «Ферментационная микробиология и экология».
19. Callewaert, L .; Михилс, К. В. (2010). «Лизоцимы в животном мире». Журнал биологических наук
    .
    35
    (1): 127–160. Дои:10.1007 / S12038-010-0015-5. PMID 20413917. S2CID 21198203.
20. Ирвин, Д. М .; Prager, E.M .; Уилсон, А. С. (1992). «Эволюционная генетика лизоцимов жвачных животных». Генетика животных
    .
    23
    (3): 193–202. Дои:10.1111 / j.1365-2052.1992.tb00131.x. PMID 1503255.
21. Jermann, T. M .; Opitz, J. G .; Stackhouse, J .; Беннер, С. А. (1995). «Реконструкция эволюционной истории надсемейства парнокопытных рибонуклеаз» (PDF). Природа
    .
    374
    (6517): 57–59. Bibcode:1995 Натур.374 … 57J. Дои:10.1038 / 374057a0. PMID 7532788. S2CID 4315312. Архивировано из оригинал (PDF) на 2019-05-21.
22. Reid, J.T .; Хаффман, К.Ф. (1949). «Некоторые физические и химические свойства бычьей слюны, которые могут влиять на пищеварение и синтез в рубце». Журнал молочной науки
    .
    32
    (2): 123–132. Дои:10.3168 / jds.s0022-0302 (49) 92019-6.
23. «Физиология рубца и руминация». Архивировано из оригинал на 1998-01-29.
24. Clauss, M .; Росснер, Г. Э. (2014). «Морфофизиология жвачных животных Старого Света, история жизни и летопись окаменелостей: изучение ключевых инноваций в последовательности диверсификации» (PDF). Annales Zoologici Fennici
    .
    51
    (1–2): 80–94. Дои:10.5735/086.051.0210. S2CID 85347098.
25. ^ абc
    Б. Р. Мин и др. (2003) Влияние конденсированных танинов на питание и здоровье жвачных животных, получавших свежие корма умеренной зоны: обзор Наука и технология кормов для животных 106 (1): 3–19
26. Бейт-Смит и Суэйн (1962). «Флавоноидные соединения». В Florkin M., Mason H.S. (ред.). Сравнительная биохимия
    .
    III
    . Нью-Йорк: Academic Press. С. 75–809.
27. «Факультет зоотехники Корнельского университета».
28. Остин, П.Дж.; и другие. (1989). «Танин-связывающие белки слюны оленей и их отсутствие в слюне овец и крупного рогатого скота». J Chem Ecol
    .
    15
    (4): 1335–47. Дои:10.1007 / BF01014834. PMID 24272016. S2CID 32846214.
29. Левит 11: 3
30. Асанума, Нарито; Ивамото, Мива; Хино, Цунео (1999). «Влияние добавления фумарата на продукцию метана рубцовыми микроорганизмами in vitro». Журнал молочной науки
    .
    82
    (4): 780–787. Дои:10.3168 / jds.S0022-0302 (99) 75296-3. PMID 10212465.
31. IPCC Пятый оценочный отчет, Таблица 8.7, гл. 8. С. 8–58. (PDF)
32. Shindell, D.T .; Faluvegi, G .; Koch, D. M .; Schmidt, G.A .; Унгер, Н .; Бауэр, С. Э. (2009). «Улучшенная атрибуция воздействия климата на выбросы». Наука
    .
    326
    (5953): 716–718. Bibcode:2009Sci … 326..716S. Дои:10.1126 / science.1174760. PMID 19900930. S2CID 30881469.
33. Shindell, D.T .; Faluvegi, G .; Koch, D. M .; Schmidt, G.A .; Унгер, Н .; Бауэр, С. Э. (2009). «Улучшенная атрибуция воздействия климата на выбросы». Наука
    .
    326
    (5953): 716–728. Bibcode:2009Sci … 326..716S. Дои:10.1126 / science.1174760. PMID 19900930. S2CID 30881469.
34. Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций (2013 г.) «Статистический ежегодник ФАО, Всемирное продовольствие и сельское хозяйство за 2013 год». См. Данные в Таблице 49 на стр. 254.
35. «Инвентаризация выбросов и стоков парниковых газов в США: 1990–2014 гг.». 2016. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
36. Ripple, Уильям Дж .; Пит Смит; Гельмут Хаберль; Стивен А. Монцка; Клайв Макэлпайн и Дуглас Х. Баучер. 2014 г. «Жвачные животные, изменение климата и климатическая политика». Изменение климата природы. Том 4 № 1. С. 2–5.
37. Cicerone, R. J., and R. S. Oremland. 1988 г. «Биогеохимические аспекты атмосферного метана»
38. Явитт, Дж. Б. 1992. Метан, биогеохимический цикл. С. 197–207 в Encyclopedia of Earth System Science, Vol. 3. Acad.Press, Лондон.
39. Бюро спортивного рыболовства и дикой природы (январь 1965 г.). «Американский буйвол». Записка о сохранении
    .
    12
    .

Питание жвачных

Обычно жвачные не заботятся о тщательном пережевывании корма, который они едят – обычно этот процесс проходит поверхностно. Ведь основную обработку он проходит в одном из отделов желудка – рубце – и там корм приводится в состояние идеальной мелкой консистенции. Именно с этой целью животные постоянно жуют жвачку, отрыгивая корм в ротовую полость.

Такое питание и строение желудка обусловлено, прежде всего, своеобразием переваривания корма (как правило, физико-химического), а также количеством необходимых животному питательных и минеральных веществ.

Такое устройство идеально подходит для усвоения органических веществ – а именно, для перевода их в более простые растворимые соединения низкомолекулярной формы. И что бы обеспечить все это, животновод должен идеально знать процесс пищеварения.

Для крупного сельскохозяйственного скота просто необходимы грубые корма с хорошо усваиваемым и перевариваемым протеином – но имеющие низкий показатель растворимости в рубце. Ведь чем большая часть корма превратится в бактериальный протеин, тем более высока ценность такого корма для животного.

И главными ингредиентами корма для животных из группы жвачных считаются зерно, отруби как источник энергии, а также кукурузная мука, люцерна, жмых масличных, целлюлоза и даже зерновые оболочки.

Значение жвачных

Любое жвачное животное – не хищник, и не способно защитить себя от противников, которые избрали их звеном своей пищевой цепочки. И, что бы выжить, жвачные научились на бегу добывать и усваивать корм. А уже потом его переваривать.
На самом деле, именно жвачные характеризуются наличием существенных и широких источников корма, в отличии от тех же хищников. И у этой группы животных имеется симбиотическое пищеварение (причем максимальное среди всех позвоночных) – в помощь к высокоэффективному применению пищи. И именно такое пищеварение, когда эндосимбионты (бактерии, грибы), находящиеся в сетчатом желудке, участвует в расщеплении пищи, а также в процессе гидролиза кормов.

И огромное количество животных этой группы спасает человечество – ведь среди них есть не только источники пропитания для людей, но и тягловые, грузовые силы. На самом деле значение жвачных для человечества сложно недооценить – ведь все мы и всегда сталкиваемся с ними в повседневной жизни.

Где живут ракообразные?

Среда обитания ракообразных — это все типы водоемов (и речки, и озера, и моря, и океаны). А некоторые виды встречаются даже не суше. Ракообразные относятся к подтипу пресноводных беспозвоночных животных, к типу членистоногих.

Интересные материалы:

Как снять наличку с цифровой карты? Как снять наличные с карты Сбербанка без комиссии? Как снять собственные средства с дебетовой карты Сбербанк? Как снять видео карту? Как снять защиту от форматирования с карты памяти? Как сохранять файлы с Вайбера на карту памяти? Как сохранять скриншоты на карту памяти Samsung? Как сохранять скриншоты на карту памяти Xiaomi? Как сохранить контакты на сим карту на Xiaomi? Как сохранить музыку на карту памяти?

Кабарговые

Кабарги являются объектами браконьерского промысла, поскольку имеют мускусную железу, которую используют в парфюмерии и мыловарении. У самцов есть два выступающих клыка, растущие на протяжении всей жизни животного. Эти клыки могут достигать до 10 см в длину.

Рацион кабарг состоит из древесных лишайников, веток, листьев, коры деревьев, травы, мха и даже грибов. В зимнее время они питаются эпифитными и наземными лишайниками. Эти особенности рациона определяют распределение животных в изолированной среде обитания.

Жирафовые

Жираф – это травоядное животное, которое в основном питается листьями. Благодаря своему росту и длинному темному языку, жираф собирает листья с верхушек деревьев. Это жвачное животное способно поглотить до 65 кг пищи в день. Жирафы особенно любят листья дерева акации.

Листья акации содержат много влаги, что помогает жирафу длительное время обходиться без питьевой воды. Это помогает животному выживать. Когда жираф наклоняется попить, ему сложно следить за приближающимися хищниками!

Окапи распространены в тропических лесах ДРК в центральной части Африки. Это животное не было открыто учеными до 1900 года. Окапи имеет высоту в холке до 1,7 м. У него есть черно-белые полосатые ноги, темно-коричневое тело, большие уши и длинный хвост. Полоски на ногах окапи помогают животному маскироваться в тропическом лесу.

Как и жираф, окапи имеет длинный темный язык, который он использует, чтобы доставать листья и почки с деревьев или кустарников. Рост животного позволяет собирать пищу с земли (а не только с верхушек деревьев, как жираф). Рацион окапи состоит также из трав, папоротников, грибов и фруктов.