Hvorfor er drøvtyggere i stand til å fordøye cellulose?

Drøvtyggere, inkludert kyr, sauer, geiter og hjort, er planteetere som har et spesialisert fordøyelsessystem, vanligvis kjent som fortarmsfermenteringssystemet, som gjør dem i stand til effektivt å behandle cellulose, et komplekst karbohydrat som plantecellevegger i stor grad er laget av. av.

Fortarmsgjæringssystemet består av fire hovedrom:

1. Vom: Vom er et stort gjæringskar som fungerer som det sentrale navet i fordøyelsesprosessen. Det er hjemsted for en mangfoldig befolkning på milliarder av mikroorganismer, inkludert bakterier, protozoer og sopp, som til sammen danner vommikrobiomet.

2. Retikulum: Koblet til vomma er retikulum en bikakelignende struktur som fungerer som en "sorteringsstasjon" for inntatt mat.

3. Omasum: Omasum, også kjent som "bladboken", absorberer ytterligere vann og næringsstoffer fra fordøyelsen.

4. Abomasum: Abomasum er den "sanne magen" til drøvtyggeren, hvor magesekret og enzymer frigjøres for å bryte ned proteiner og forberede fordøyelsen for videre fordøyelse og absorpsjon i tynntarmen.

Prosessen med cellulosefordøyelse i fordøyelsessystemet for drøvtyggere involverer følgende trinn:

1. Svelging og oppstøt: Drøvtyggere begynner med å konsumere store mengder plantemateriale, som de svelger uten å tygge grundig. Denne delvis tyggede maten, kalt drøv, lagres midlertidig i vomma.

2. Fermentering i vomma: Drammen blir oppblåst og blandet med spytt før den returneres til vomma for gjæring. Vommikrobene bruker enzymer, som cellulaser, for å bryte ned cellulose til enklere sukkerarter, som glukose og flyktige fettsyrer.

3. Mikrobiell proteinsyntese: Vommikroorganismene bruker nedbrytningsproduktene av cellulose, sammen med andre næringsstoffer som finnes i kosten, for å syntetisere mikrobielle proteiner. Disse proteinene blir en verdifull kilde til aminosyrer som bidrar til drøvtyggerens ernæringsbehov.

4. Absorpsjon og fordøyelse: Fordøyelsen, som er en kompleks blanding av mikrobielle celler, delvis fermentert plantemateriale og andre næringsstoffer, passerer gjennom netthinnen, omasum, og til slutt inn i magen. I magesekken bryter magesekresjoner og enzymer ned mikrobielle celler, plantefibre og andre fordøyelige komponenter. Næringsstoffene tas deretter opp i tynntarmen, og det gjenværende ufordøyelige materialet blir eliminert som avfall.

Vomgjæringsprosessen gjør ikke bare at drøvtyggere effektivt fordøyer cellulose, men den bidrar også til produksjonen av flyktige fettsyrer, som fungerer som en viktig energikilde for drøvtyggere. Det symbiotiske forholdet mellom drøvtyggeren og dens vommikrober er avgjørende for å få tilgang til næringsverdien til det fibrøse plantebaserte kostholdet, slik at disse planteeterne kan trives i miljøer hvor det er rikelig med celluloserik mat.