Cos'è il rumen?
Il rumine è una struttura simile allo stomaco del sistema digestivo di alcuni animali che si caratterizza come una camera pre-digestiva in cui vivono i microrganismi simbiotici critici per iniziare la rottura della dieta specifica dell'animale. Comunemente chiamato pancia, gli animali che possiedono questa anatomia sono chiamati ruminanti e la maggior parte sono erbivori il cui fabbisogno dietetico di carboidrati è fornito da piante difficili da digerire. Molto noto sui vari organismi che risiedono all'interno di un rumine e sui loro ruoli chimici nel processo digestivo, in parte perché molti animali ruminanti, come mucche e pecore, sono importanti animali commerciali in molte parti del mondo.
"Reticulorumen" è il termine dato al primo organo interno del tratto digestivo di un ruminante. In genere è molto grande - il rumine di una mucca potrebbe avere una capacità di oltre 25 galloni (94,6 litri) - e la sua camera del reticolo contigua è circa un decimo di larghezza. Sebbene il rivestimento interno dei due differisca, hanno una funzione singolare: immagazzinare la materia vegetale masticata mentre trilioni di batteri, protozoi a cellula singola e altri microbi si rompono, sia per il loro consumo che per l'ospite.
Quando l'erba e altre piante vengono parzialmente masticate con la saliva e ingerite nel tubo della gola dell'esofago, le contrazioni delle onde muscolari del rumino spingono ulteriormente la materia nel reticolo, che continua a contrarsi ritmicamente e quindi agita il cibo. Con un intestino pieno, l'animale in genere riposerà, rigurgitando, rigurgitando e deglutendo di nuovo il materiale ingerito in un processo chiamato ruminazione, comunemente chiamato "masticare il cud". Questo si ripete a lungo, con una spesa di bestiame di ben sei ore al giorno a masticare continuamente. Se sufficientemente scomposto, il cibo viene trasferito in una camera chiamata omasum, che lo pompa al vero stomaco dell'animale, una piccola camera chiamata abomaso.
Il rumine funziona in un modo abbastanza analogo al bidone del compost di un giardiniere. Al suo interno c'è una stuoia di ritagli di piante fibrose composta da una grande quantità di cellulosa, una lunga catena di molecole di zucchero che viene spezzata da un enzima chiamato cellulasi, che viene secreto dai batteri. Alcuni di questi sono consumati dai batteri e altri batteri usano gli zuccheri semplici per avviare la fermentazione, scindendo le proteine vegetali in acidi grassi, come l'amminoacido lattato necessario per la produzione di latte dell'animale ospite. Alcuni di questi nutrienti essenziali vengono assorbiti dal rivestimento capillare del reticolorume direttamente nel flusso sanguigno.
Sono coinvolte diverse specie di batteri, classificate come fibrolitiche, amilolitiche e proteolitiche, basate sulla loro digestione di carboidrati complessi, zuccheri semplici e proteine, rispettivamente. I protozoi monocellulari digeriscono tutti e tre, principalmente consumando batteri. I funghi sono meno numerosi ma sono importanti per rompere i legami chimici tra cellulosa e substrati non carboidrati delle piante. Circa il 3 percento della massa microbica sono archaea, un tipo di batteri anaerobici che metabolizza in metano i rifiuti di idrogeno e anidride carbonica degli altri organismi. Insieme al materiale vegetale eventualmente liquefatto, molti di questi microrganismi vengono inevitabilmente digeriti dall'ospite dei ruminanti per il loro contenuto di vitamine, minerali e altri nutrienti.
Il metabolismo del rumine è un modo efficace per estrarre l'energia zuccherina nei carboidrati di una dieta a base di cellulosa. I ruminanti ospitano microbi gastrici simbiotici che producono gli enzimi richiesti e vengono forniti con i nutrienti e l'ambiente necessari per crescere e moltiplicarsi. La respirazione anaerobica microbica e la fermentazione della dieta, tuttavia, hanno un sottoprodotto indesiderato. Si stima che una singola mucca espiri ogni giorno 74 galloni (280 litri) di metano di gas serra attraverso un processo chiamato eruttazione, altrimenti noto come eruttazione.