Симбиотично храносмилане на преживни животни - Бележник за научна култура
Animalia Храносмилателни системи Член 14 от 15
Симбиотичната ферментация е широко разпространена в животинското царство и почти всички гръбначни животни, особено тревопасни и всеядни, имат някаква форма на храносмилателна симбиоза от този тип. Тази, която е постигнала по-голяма степен на усъвършенстване в тях, е тази на преживните животни. Но не е единственият. Всъщност, и въпреки че случаите, в които се появяват специализирани структури като рубци, са най-изследвани, през последните години чревната микробиота на други бозайници и особено на хората са получили голямо внимание. Тук обаче ще се ограничим до кратък преглед на онези случаи, в които симбиотичната ферментация се случва в специализирани структури или включва специфично хранително поведение.
Когато използваме термина ферментация в този контекст, ние се позоваваме на набор от ензимни реакции, които протичат в среда, лишена от кислород и които водят до разграждане на органични съединения, които дават енергийни молекули, които могат да бъдат използвани в метаболизма на животното гостоприемник .
Специализираните структури, в които се намират микроби, обикновено са камери, в които потокът от материали вътре в тях осигурява подходяща среда (влажна или полутечна, топла и не прекалено кисела) за растежа на микробите. При някои видове тези камери се намират в предната храносмилателна система, частта, съставена от хранопровода и стомаха; тези видове се наричат прегастрални ферментатори. Най-известните са преживните бозайници. Съществуват и постгастриални ферментатори, а при някои безгръбначни и други форми на храносмилателна симбиоза.
Според математическите модели, които се използват за симулиране на функционирането на храносмилателната система, разграждането на хранителните молекули чрез микробна ферментация е най-ефективно, когато прясно погълнатият материал се смесва с погълнатата преди това храна, вече колонизирана от бактерии и частично усвоена. Напротив, ензимното смилане на храната - което се извършва от ензимите, произведени от самото животно - е по-ефективно, когато ензимите се добавят към материал, който все още не е смесен с друг, подложен преди това на ензимно смилане. Тази разлика между ефективността на един вид и друг на храносмилането изглежда се дължи на факта, че специализираните камери за микробна ферментация са големи и с форма на вана или цев, докато червата е тръбна, както при останалите бозайници.
Преживните животни получават името си от акта на преживяване (или преживяване), който се състои от дъвчене на храна за дълги периоди от време. Това може да бъде прясно изядена храна или повреден материал за второ лечение в устата. Преживните животни са развили голям и подвижен стомах, който им позволява да приютяват големи микробни популации, които се занимават с смилането на целулоза и други сложни въглехидрати, като дават полезни крайни продукти за гостоприемника. Руминацията е впечатляваща находка, благодарение на която животните, които са я развили, са постигнали голям еволюционен успех.
Истинските преживни животни са едър рогат добитък, овце, кози, матородни животни, жирафи и антилопи. Стомахът ви, който заема три четвърти от коремната кухина, е разделен на четири отделения: търбух (наричан още корем или хербарий), който е най-просторен; ретикулум (мрежа за коса или капак); omaso (книга или брошура); и abomaso (да се извие). Първите три съставляват това, което се нарича преден стомах или прегастрална област. И сивотът ще бъде истинският стомах. Псевдо-преживните животни нямат омасум; в тази група са хипопотами и камили. Ленивци, кенгурута, маймуни колобуси (бозайници) и хоазин (птица от американските дъждовни гори) също са пред-стомашни ферментатори, но те не са преживни животни.
Трите прегастрални отделения провеждат и съхраняват храна. В допълнение, червеят и ретикулумът също абсорбират хранителни вещества и малки молекули. Основната част от симбиотичната ферментация се случва в тези две отделения и в тях се поддържат идеалните условия за температура, рН и подвижност, за да могат да се поддържат микробните популации, които се грижат за нея.
Кухината на търбуха е разделена на вътрешни отделения - гръбната и вентралната торбички - от надлъжни структури, наречени стълбове. Когато са сключени, тези структури улесняват смесването на съдържанието им. И те също помагат за стабилизирането им, като ограничават движенията им и избягват значителни измествания на относително големи обеми. Цифрови проекции, наречени папили, облицоват вътрешността на червея, осигурявайки му по-голяма повърхност, улесняваща усвояването на хранителните вещества. Въпреки че търбухът и ретикулумът са частично разделени от руминоретикуларната гънка, двете кухини не са много различни и между тях има значителен обмен на храносмилателни продукти.