Die rumen: 'n mikrobiese ekosisteem - diere Lees Meer
Hoof diere Die rumen: 'n mikrobiese ekosisteem
Die rumen: 'n mikrobiese ekosisteem
Die pens is verantwoordelik om komplekse plantverbindings in eenvoudiger te verteer sodat die dier dit kan assimileer. Daarom ontstaan ​​hier 'n simbiose tussen die mikrobiese en herkouende ekosisteme.
Geskryf en geverifieer deur die bioloog Maria Muñoz Navarro op 13 Julie 2020.
Herkouers gebruik verbindings in hul dieet wat ander spesies, soos mense, nie kan assimileer nie. Dit is te danke aan 'n wye verskeidenheid mikroörganismes wat verantwoordelik is vir die anaërobiese vertering van hierdie voedingstowwe in die rumen (sonder suurstof), deur 'n proses genaamd fermentasie.
Dit is nodig vir die voortbestaan ​​van baie spesies van landboubelang, soos koeie. Hier vertel ons u wat die rumen is en 'n paar van die mikroörganismes wat by hierdie fassinerende proses betrokke is.
Herkouers (beeste, bokke, serviete en skape) het 'n ietwat ingewikkelde spysverteringstelsel, wat uit vier holtes bestaan:
Binne die rumen produseer duisende mikroskopiese wesens ensieme wat plantvesels en sellulêre materiaal help verteer. Daarom sê ons dit die rumen is 'n mikrobiese ekosisteem, waar bakterieë 60% van die mikroörganismebevolking uitmaak.
Ons moet dit weet die rumen kommunikeer met die mond deur die slukderm, en dit is die stappe wat die kos volg totdat dit verteer is:
Eerstens, diere eet plantvoedsel. Dit bevat sellulose, stysel, pektiene en ander elemente wat herkouers nie direk kan verteer nie omdat hulle nie oor die nodige ensieme beskik nie.
Die kos gaan dan van die mond af na die rumen, waar mikroörganismes omskep hierdie komplekse molekules in eenvoudiger molekules (lae molekulêre gewig vetsure), koolstofdioksied en metaan.
Sodra hierdie molekules ontbind is in ander wat die ingewande van die dier kan opneem, keer die voedsel terug na die mond, waar dit weer ingesluk en ingeneem word.
Laastens gaan die halfverteerde voedsel oor na die retikulum, dan na die omasum en die abomasum, wat die belangrikste maag is, want dit is waar die spysverteringsproses plaasvind.
Hierdie mikrobiese gemeenskappe produseer ensieme met noodsaaklike funksies om koolhidrate af te breek (van sellulose, stysel en suikers), benewens stikstofverbindings en lipiede. Hierdie ontbinding word uitgevoer deur 'n proses genaamd fermentasie.
Die fermentasieproses is noodsaaklik vir die verkryging van energie (in die vorm van ATP), vir die groei van mikroörganismes self en vir die vervaardiging van noodsaaklike molekules vir die dier, soos glukose. Dit is ook baie belangrik in stikstofbevattende verbindings, wat noodsaaklik is vir proteïensintese.
Op hierdie manier verkry die spysverteringstelsel van hierdie diere 'n bron van energie sonder om eksterne elemente soos vitamien B of essensiële aminosure te hoef te gebruik, omdat die mikroörganismes produseer dit self.
Simbiotiese verhouding in 'n anaërobiese omgewing
Ons moet dit beklemtoon, soos ons kan waarneem, die rumen is 'n voorbeeld van mutualistiese simbiose: herkouers bied mikrobes 'n geskikte omgewing vir hul groei en aktiwiteit. In ruil daarvoor bied mikroörganismes die gasheer voedingstowwe uit voedsel wat nie andersins verteer kon word nie.
Op hierdie manier het herkouers 'n dieet ryk aan vesel en proteïenarm.
Hierdie ruminale ekosisteem bestaan ​​uit 'n wye verskeidenheid mikroörganismes wat 'n simbiotiese verhouding vestig in 'n omgewing waar daar geen suurstof is nie.
Hierdie mikrobiota bestaan ​​uit bakterieë, archaea, protosoë en swamme. Bakterieë is die vatbaarste vir die fisies -chemiese eienskappe van die rumen. Diegene wat hierdie gemeenskap oorheers, behoort aan twee kante:
Firmicutes: veral dié van die genus Butyvibrio, Lachnospira, Succiniclasticum en Ruminococcus.
Bakteroïede: die oorheersende genus is Prevotella.
Archaea beslaan ongeveer 1% van die mikrobiese massa, en wat eukariote betref, vind ons protosoë, wat 'n derde van die totaal beslaan, en 'n paar swamme.
Sellulose, die hoofkomponent van die selwand van plante, moet korrek verteer word en vir hulle die sellulolitiese bakterieë noodsaaklik is.
In hierdie geval beïnvloed 'n pH laer as 5,5 die veselvertering proses en 'n temperatuur van 39 grade benadeel die bakteriële hechtingskapasiteit.
Ook belangrik is amilolitiese bakterieë as gevolg van die teenwoordigheid van stysel in die dieet van beeste en graanvretende koeie.
Die melksuurbakterieë metaboliseer melksuur en beheer die ophoping daarvan, en help sodoende om die pH in die regte omvang te behou.
Ten slotte, die pektien-afbrekende bakterieë dit speel ook 'n belangrike rol, aangesien pektien 10-20% van die totale koolhidrate in die dieet van hierdie diere verteenwoordig.
Die aktiwiteit van mikroörganismes is die belangrikste bron van kweekhuisgasse in die landbou. Metaan word gegenereer deur metanogene archaea en dit word verkry as 'n finale produk van fermentasie. Dit word beskou as 'n verlies aan energie omdat dit 6 - 10% van die totale energie verteenwoordig.
As hierdie gas in die omgewing uitgestoot word, dra dit by tot die kweekhuiseffek. Tydens metanogenese neem die vlakke van CO2 en waterstof in die medium af, wat nodig is. 80% van die metaan word opgewek deur die fermentasie van die vesel (sellulose), terwyl die oorblywende 20% tydens die ontbinding van die mis gegenereer word.
Hierdie mikrobes is betrokke by die vermindering van die risiko van asidose nadat hulle voedsel geëet het met 'n hoë konsentrasie van maklik verteerbare suikers.
90% van die protosoë behoort tot die genus Entodiminiomorphida, waarvan die hooffunksie die hidrolise en fermentasie van sellulose is. Diplopastron affine het 'n amilolitiese aktiwiteit waarmee maltose en glukose geproduseer word.
bestaan sellulolitiese swamme wat sekere ensieme produseer wat sellulose en xilaan kan hidroliseer. Die swamaktiwiteit bevorder die vertering van die selwand van groente.
Dit is veral belangrik wanneer herkouers verligte substrate inneem. Neocallimastix frontalis oplos byvoorbeeld lignien in selwande sodat bakterieë maklik toegang tot sellulose kan kry.
Die belangrikheid van mikrobes
Soos ons gesien het, is mikroörganismes noodsaaklik in die afbrekende metabolisme van voedsel wat deur herkouers geëet word. Dit is dus nog 'n voorbeeld van die belangrikheid van hierdie eensellige wesens in die dierewêreld.
Net so en om af te handel, moet dit duidelik gemaak word dat dit noodsaaklik is dat hierdie mikrobiota gesond bly om fisiologiese probleme by die dier, soos asidose, te vermy.