Herkauwers gebruiken stoffen in hun dieet die andere soorten, zoals mensen, niet kunnen opnemen. Dit is te danken aan een grote diversiteit aan micro-organismen die verantwoordelijk zijn voor het anaëroob (zonder zuurstof) verteren van deze voedingsstoffen in de pens, door een proces dat fermentatie wordt genoemd.
Dit is nodig voor het voortbestaan van veel soorten van agrarisch belang, zoals koeien. Hier vertellen we u wat de pens is en enkele van de micro-organismen die betrokken zijn bij dit fascinerende proces.
Rumen
Herkauwers (runderen, geiten, hertachtigen en schapen) hebben een enigszins complex spijsverteringsstelsel, dat uit vier holtes bestaat:
- Het dradenkruis.
- De pens.
- De omasum.
- De lebmaag.
In de pens produceren duizenden microscopisch kleine wezens enzymen die helpen bij het verteren van plantenvezels en celmateriaal. Daarom zeggen we dat de pens is een microbieel ecosysteem, waar bacteriën 60% van de populatie micro-organismen uitmaken.
pens proces
Dat moeten we weten de pens communiceert met de mond via de slokdarm, en dit zijn de stappen die het voedsel volgt totdat het is verteerd:
- Eerst, dieren eten plantaardig voedsel. Deze bevatten cellulose, zetmeel, pectines en andere elementen die herkauwers niet direct kunnen verteren omdat ze niet over de nodige enzymen beschikken.
- Het voedsel gaat dan van de mond naar de pens, waar micro-organismen zetten deze complexe moleculen om in eenvoudigere (laagmoleculaire vetzuren), kooldioxide en methaan.
- Zodra deze moleculen zijn afgebroken tot andere die de darm van het dier kan opnemen, keert het voedsel terug naar de mond, waar het opnieuw wordt opgenomen en opnieuw wordt ingenomen.
- Ten slotte gaat het halfverteerde voedsel naar het reticulum, vervolgens naar de omasum en de lebmaag, die als hoofdmaag fungeert, omdat het de plaats is waar het spijsverteringsproces plaatsvindt.
Fermentatie
Deze microbiële gemeenschappen produceren enzymen met essentiële functies om koolhydraten af te breken (van cellulose, zetmeel en suikers), evenals stikstofverbindingen en lipiden. Deze ontleding vindt plaats via een proces dat fermentatie wordt genoemd.
Het fermentatieproces is essentieel voor het verkrijgen van energie (in de vorm van ATP), voor de groei van micro-organismen zelf en voor het produceren van essentiële moleculen voor het dier, zoals glucose. Ze zijn ook erg belangrijk in stikstofhoudende verbindingen., wat essentieel is voor de eiwitsynthese.
Op deze manier krijgt het spijsverteringsstelsel van deze dieren een energiebron zonder toevlucht te hoeven nemen tot externe elementen zoals vitamine B of essentiële aminozuren, omdat de micro-organismen zelf produceren ze binnen.
Symbiotische relatie in een anaërobe omgeving
We moeten benadrukken dat, zoals we kunnen zien, de pens is een voorbeeld van mutualistische symbiose: Herkauwers bieden microben een geschikte omgeving voor hun groei en activiteit. In ruil daarvoor bieden micro-organismen de gastheer voedingsstoffen uit voedsel dat anders niet verteerd zou kunnen worden.
Op deze manier krijgen herkauwers een vezelrijk en eiwitarm dieet.
Dit pensecosysteem bestaat uit een grote verscheidenheid aan micro-organismen, die een symbiotische relatie aangaan in een omgeving waar geen zuurstof is.
Deze microbiota bestaat uit bacteriën, archaea, protozoa en schimmels. Bacteriën zijn het meest gevoelig voor de fysisch-chemische eigenschappen van de pens. Degenen die deze gemeenschap domineren, behoren tot twee kanten:
- Firmicuten: vooral die van het genre Butyvibrio, Lachnospira, succiniclasticum Y Ruminokok.
- Bacteriën: het overheersende geslacht is Prevotella.
De archaea omvatten ongeveer 1% van de microbiële massa, en wat betreft de eukaryoten vinden we protozoa, die een derde van het totaal innemen, en enkele schimmels.
bacteriën
Cellulose, het hoofdbestanddeel van de celwand van planten, moet correct worden verteerd en voor hen de cellulolytische bacteriën ze zijn essentieel.
In dit geval beïnvloedt een pH lager dan 5,5 het vezelverteringsproces en een temperatuur van 39 graden schaadt het bacteriële hechtingsvermogen.
Ook belangrijk zijn: amylolytische bacteriën door de aanwezigheid van zetmeel in het voer van runderen en graanetende koeien.
De melkzuurbacteriën Ze metaboliseren melkzuur en beheersen de accumulatie ervan, waardoor de pH binnen het juiste bereik wordt gehouden.
eindelijk, de pectine-afbrekende bacteriën ze spelen ook een essentiële rol, aangezien pectine 10-20% van de totale koolhydraten in het dieet van deze dieren vertegenwoordigt.
methanogene bogen
De activiteit van micro-organismen is de belangrijkste bron van broeikasgassen in de landbouw. Methaan wordt gegenereerd door methanogene archaea en het wordt verkregen als een eindproduct van fermentatie. Het wordt beschouwd als een verspilling van energie omdat het 6 - 10% van de totale energie vertegenwoordigt.
Wanneer dit gas in het milieu terechtkomt, draagt het bij aan het broeikaseffect. Tijdens methanogenese nemen de niveaus van CO2 en waterstof in het medium af, wat nodig is. 80% van het methaan wordt gegenereerd door de fermentatie van de vezel (cellulose) terwijl de resterende 20% wordt gegenereerd tijdens de afbraak van de mest.
Protozoa
Deze microben zijn betrokken bij het verminderen van het risico op acidose na het eten van voedingsmiddelen met een hoge concentratie licht verteerbare suikers.
90% van de protozoa behoren tot het geslacht Entodiminiomorphida, waarvan de belangrijkste functie de hydrolyse en fermentatie van cellulose is. Diplopastron-affiene het heeft een amylolytische activiteit, waarmee het maltose en glucose produceert.
Paddestoelen
bestaan cellulolytische schimmels die bepaalde enzymen produceren die in staat zijn om cellulose en xylaan te hydrolyseren. De schimmelactiviteit bevordert de vertering van de celwand van groenten.
Ze zijn vooral belangrijk wanneer herkauwers verhoute substraten binnenkrijgen. Bijvoorbeeld, Neocallimastix frontalis Het lost de lignine in de celwanden op, zodat bacteriën gemakkelijk toegang krijgen tot de cellulose.
Belang van microben
Zoals we hebben gezien, zijn micro-organismen essentieel in het afbraakmetabolisme van voedsel dat door herkauwers wordt gegeten. Dit is dus nog een voorbeeld van het belang van deze eencellige wezens in de dierenwereld.
Evenzo en om af te ronden, moet worden verduidelijkt dat het essentieel is dat deze microbiota gezond blijft om fysiologische problemen bij het dier, zoals acidose, te voorkomen.