為什么反芻動(dòng)物需要四個(gè)胃消化食物?

2012-10-30 顏瓊嫻      】

  反芻動(dòng)物是指具有反芻習(xí)性的一類哺乳動(dòng)物,如牛、羊、長(zhǎng)頸鹿等。反芻動(dòng)物采食時(shí)一般都比較匆忙,稍加啃咬就立馬吞下去了,等到休息時(shí)才發(fā)覺(jué)吃飽了,但是消化不了,于是將食物逆嘔至口腔慢慢咀嚼,混入唾液然后再吞咽下去,這種行為就稱為反芻行為。

  青草、干草、樹(shù)葉是放牧類反芻動(dòng)物的主要食物,而具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值類的反芻動(dòng)物(山羊和奶牛等),不僅要采食草莖類植物,還需要額外采食一些人工配制的精飼料,這樣才能長(zhǎng)得更肥壯。所以,反芻動(dòng)物的食物種類比其他種類的動(dòng)物更豐富,食物組成結(jié)構(gòu)也更復(fù)雜,更主要的是草料中的粗纖維含量較高導(dǎo)致其難以消化,因此大多數(shù)反芻動(dòng)物必須依靠四個(gè)胃的分工與合作,才能完成食物的第二次“咀嚼”。如下圖所示,這四個(gè)胃的名字分別是瘤胃、網(wǎng)胃、瓣胃和皺胃。

  反芻動(dòng)物的胃(箭頭表示食物的流動(dòng)方向)

  瘤胃是食物進(jìn)入反芻動(dòng)物胃腸道內(nèi)第一個(gè)接觸的“暗室”,也是食物消化的“主戰(zhàn)場(chǎng)”。它是一個(gè)密閉的活體發(fā)酵罐,罐子里面棲息著許多種類的微生物,主要包括原蟲(chóng)、細(xì)菌和真菌三大類。通常,每一毫升瘤胃液中就含有160-400億個(gè)細(xì)菌、20萬(wàn)個(gè)纖毛蟲(chóng)以及大量的真菌??蓜e小看了這些微生物,它們可是瘤胃發(fā)揮消化生理功能的具體執(zhí)行者。食物到達(dá)瘤胃后,大量微生物立馬緊貼在食物的表面,同時(shí)分泌纖維素酶、半纖維素酶以及β-糖苷酶等消化酶,于是食物中的纖維素、半纖維素和果膠等多糖類物質(zhì)很快就被“切割”成單糖,并“變身”為揮發(fā)性的脂肪酸和CO2等,前者可為反芻動(dòng)物提供60-70%的能量來(lái)源。而這些多糖類植物營(yíng)養(yǎng)素,反芻動(dòng)物本身是無(wú)法消化的,必須借助于微生物這一強(qiáng)大的“兵力”,因?yàn)榱鑫阁w積雖大,但它的粘膜并沒(méi)有消化腺,也不能夠分泌消化液,估計(jì)是被大量的食物給脹大的。食物在瘤胃內(nèi)經(jīng)微生物充分消化后,約50%的粗纖維可在瘤胃內(nèi)被消化。

  網(wǎng)胃是緊貼著瘤胃的一個(gè)胃室,它的黏膜形似蜂巢,故又俗稱蜂巣胃。實(shí)際上,網(wǎng)胃與瘤胃在空間結(jié)構(gòu)上并未完全分開(kāi),因此食物顆粒可以自由地在兩個(gè)胃室間來(lái)回穿梭。那么,網(wǎng)胃到底具有什么生理功能呢?其實(shí),反芻動(dòng)物在野外采食的食物中往往含有一些鐵釘之類的異物,此時(shí),網(wǎng)胃就如同一個(gè)篩子,將這些異物存于其中,既起到了過(guò)濾的作用,又防止了異物對(duì)其他腸道內(nèi)表面的傷害。此外,網(wǎng)胃黏膜上的傳感器可接受來(lái)自青草或干草的機(jī)械刺激信號(hào),并通過(guò)瘤網(wǎng)胃胃壁上的肌肉發(fā)生收縮從而啟動(dòng)反芻行為。

  瓣胃前通網(wǎng)胃,后接皺胃,由于其黏膜面向內(nèi)凹陷形成許多大小不等的葉瓣,故又稱重瓣胃。此胃對(duì)食物的消化更像是瘤胃消化的“續(xù)曲”,它就像是一具水泵,來(lái)自瘤胃的食糜中粗糙部分在這里被濃縮,移去水分和電解質(zhì)后被進(jìn)一步磨細(xì),同時(shí)將較稀的食糜推送入皺胃。在瓣胃內(nèi),食物中20%的纖維素可被消化。

  皺胃是后接小腸的胃室,也是唯一具有分泌功能的胃,具有真正意義上的消化功能,因此被稱為真胃。皺胃可分泌大量的胃液,包括鹽酸、胃蛋白酶和凝乳酶等消化酶以及大量的黏液。這些分泌物主要對(duì)前三個(gè)胃消化的食物初級(jí)代謝物進(jìn)行進(jìn)一步化學(xué)性消化。

  除了微生物和消化酶的消化作用外,反芻動(dòng)物對(duì)食物的消化還依賴這四個(gè)胃體的肌肉收縮運(yùn)動(dòng)來(lái)協(xié)助完成。試想一下,如果食物在胃室間無(wú)法流動(dòng),那反芻動(dòng)物的四個(gè)胃豈不是要被漲破?它們的節(jié)律性收縮形成了一個(gè)定向壓力梯度,從而引起各胃室食糜的流動(dòng)與排空。胃壁的肌肉運(yùn)動(dòng)主要起到三個(gè)方面的作用:貯藏食物功能、混合食物與胃液以形成半流質(zhì)食糜功能以及排空食物功能。

  由此可見(jiàn),反芻動(dòng)物的四個(gè)胃具有各自的生理消化特點(diǎn),但彼此間相互聯(lián)系,共同完成對(duì)食物的消化功能。

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