Что такое рубец?

Рубец представляет собой желудочно-кишечную структуру пищеварительной системы некоторых животных, которая характеризуется как преддищеварительная камера, в которой живут критически симбиотические микроорганизмы, чтобы инициировать нарушение специфической диеты животного. Животных, обладающих этой анатомией, обычно называют брюшным, называют жвачных, и большинство из них - травоядные, в которых потребность в пищевом углеводе обеспечивается растениями, которые трудно перевариваются. Много известно о различных организмах, которые обитают в рубце, и их химической роли в пищеварительном процессе, отчасти потому, что многие жвачные животные, такие как коровы и овцы, являются важным коммерческим скотом во многих частях мира.

«Reticulorumen» - это термин, присвоенный первому внутреннему органу пищеварительного тракта жвачных животных. Как правило, он очень большой - рубец коровы может иметь вместимость более 25 галлонов (94,6 литра), а его непрерывная сетчатая камера примерно на одну десятую больше. Хотя внутренняя оболочка у обоих различна, они выполняют особую функцию - хранить разжеванное растительное вещество, в то время как триллионы бактерий, одноклеточных простейших и других микробов разрушают его как для собственного потребления, так и для хозяина.

Когда трава и другие растения частично разжевываются со слюной и проглатываются по трубке горла пищевода, мышечные сокращения рубца толкают вещество дальше в ретикулоруменю, которая продолжает ритмично сокращаться и, таким образом, перемешивает пищу. При полном кишечнике животное обычно отдыхает, отрыгивая, повторно пережевывая и снова проглатывая поглощенный материал, в процессе, называемом «жевание жвачки». Это повторяется довольно долго, при этом некоторые виды скота тратят до шести часов в день постоянно жует. Когда пища в достаточной степени разрушена, пища передается в камеру, называемую omasum, которая накачивает ее в истинный желудок животного, в маленькую камеру, называемую abomasum.

Рубец функционирует совершенно аналогично компостной корзине садовника. Внутри находится коврик из волокнистых обрезков растений, состоящий из большого количества целлюлозы, длинной цепочки молекул сахара, которая расщепляется ферментом, называемым целлюлазой, который выделяется бактериями. Некоторые из них потребляются бактериями, а другие бактерии используют простые сахара для инициирования ферментации, расщепляя растительные белки на жирные кислоты, такие как аминокислота лактат, необходимая для производства молока животного-хозяина. Некоторые из этих необходимых питательных веществ поглощаются капиллярной оболочкой ретикулорумена непосредственно в кровоток.

Участвуют несколько видов бактерий, которые классифицируются как фибролитические, амилолитические и протеолитические, в зависимости от их усвоения сложных углеводов, простых сахаров и белков, соответственно. Одноклеточные простейшие переваривают все три, главным образом, путем потребления бактерий. Грибы менее многочисленны, но они важны для разрыва химических связей между целлюлозой и неуглеводными субстратами растений. Около 3 процентов микробной массы составляют археи, тип анаэробных бактерий, которые метаболизируют отходы водорода и углекислого газа других организмов в метан. Наряду с в конечном итоге сжиженным растительным материалом многие из этих микроорганизмов также неизбежно перевариваются жвачным хозяином из-за их витаминов, минералов и других питательных веществ.

Метаболизм рубца - это эффективный способ извлечения энергии сахара из углеводов целлюлозной диеты. Жвачные животные питаются симбиотическими желудочными микробами, которые продуцируют необходимые ферменты и снабжаются питательными веществами и средой, необходимой для их роста и размножения. Микробное анаэробное дыхание и ферментация рациона, однако, имеют нежелательный побочный продукт. По оценкам, одна корова каждый день выдыхает 74 галлона (280 литров) метана парникового газа посредством процесса, называемого отрыжкой, иначе известного как отрыжка.