Quel est le rumen?
Le rumen est une structure de l’estomac du système digestif de certains animaux qui se caractérise par une chambre pré-digestive dans laquelle des microorganismes extrêmement symbiotiques vivent pour déclencher la rupture du régime alimentaire spécifique de l’animal. Communément appelé une panse, les animaux possédant cette anatomie sont appelés des ruminants et la plupart sont des herbivores dont les besoins alimentaires en glucides sont fournis par des plantes difficiles à digérer. On sait beaucoup de choses sur les divers organismes présents dans le rumen et leurs rôles chimiques dans le processus de digestion, en partie parce que de nombreux animaux ruminants, tels que les vaches et les moutons, constituent un bétail commercial important dans de nombreuses régions du monde.
"Reticulorumen" est le terme donné au premier organe interne du tube digestif d'un ruminant. Il est généralement très volumineux - le rumen d’une vache peut avoir une capacité supérieure à 94 gallons (25 gallons) - et sa chambre contiguë au réticulum est environ dix fois plus grande. Bien que la doublure interne des deux diffère, elles ont une fonction singulière: stocker la matière végétale mâchée pendant que des milliards de bactéries, de protozoaires unicellulaires et d'autres microbes se décomposent, tant pour leur propre consommation que pour l'hôte.
Lorsque de l'herbe et d'autres plantes sont partiellement mâchées avec de la salive et avalées dans le tube de gorge de l'œsophage, les contractions des ondes musculaires du rumen poussent la question plus loin dans le réticulorumen, qui continue de se contracter de façon rythmée et provoque ainsi un retournement des aliments. Avec l'intestin plein, l'animal se repose, régurgite, recongèle et avale à nouveau le matériau ingéré dans le cadre d'un processus appelé rumination, communément appelé «mâcher du gourdin». Ce processus est répété en détail, certains bovins dépensant jusqu'à six heures par jour à mâcher en continu. Lorsque les aliments sont suffisamment décomposés, les aliments sont transférés dans une chambre appelée omasum, qui la pompe dans le véritable estomac de l'animal, une petite chambre appelée abomasum.
Le rumen fonctionne d'une manière assez analogue au bac à compost d'un jardinier. À l'intérieur, un tapis de rognures végétales fibreuses composées d'une grande quantité de cellulose, une longue chaîne de molécules de sucre, est brisé par une enzyme appelée cellulase, sécrétée par les bactéries. Certaines d'entre elles sont consommées par les bactéries, et d'autres bactéries utilisent les sucres simples pour initier la fermentation, décomposant les protéines végétales en acides gras, tels que le lactate d'acide aminé nécessaire à la production de lait de l'animal hôte. Certains de ces nutriments essentiels sont absorbés par la membrane capillaire du réticulorumen directement dans la circulation sanguine.
Plusieurs espèces de bactéries sont impliquées, classées comme fibrolytiques, amylolytiques et protéolytiques, en fonction de leur digestion des glucides complexes, des sucres simples et des protéines, respectivement. Les protozoaires unicellulaires digèrent les trois, principalement en consommant des bactéries. Les champignons sont moins nombreux mais sont importants pour rompre les liaisons chimiques entre la cellulose et les substrats végétaux non glucidiques. Environ 3% de la masse microbienne sont des archées, un type de bactéries anaérobies qui métabolisent les déchets d'hydrogène et de dioxyde de carbone des autres organismes en méthane. Outre le matériel végétal éventuellement liquéfié, bon nombre de ces micro-organismes sont inévitablement digérés par l'hôte ruminant pour leurs vitamines, leurs minéraux et leurs autres éléments nutritifs.
Le métabolisme du rumen est un moyen efficace d'extraire l'énergie des sucres dans les glucides d'un régime cellulosique. Les ruminants hébergent des microbes gastriques symbiotiques qui produisent les enzymes nécessaires et reçoivent les nutriments et l'environnement nécessaires à leur croissance et à leur multiplication. La respiration microbienne anaérobie et la fermentation du régime ont toutefois un sous-produit indésirable. On estime qu'une seule vache expire chaque jour 74 litres de méthane de gaz à effet de serre par le biais d'un processus appelé éructation, également appelé rot.