Жвачные животные, такие как коровы, овцы и козы, имеют уникальную пищеварительную систему, специально адаптированную для переваривания растительной пищи, в частности, клетчатки. Одной из ключевых составляющих их пищеварительной системы являются микроорганизмы, обитающие в рубце — первом и самом крупном отделе их многокамерного желудка.
К этим микроорганизмам относятся различные группы бактерий, археи, простейшие и грибы. Они играют решающую роль в процессе ферментации клетчатки и других сложных углеводов, которые животные получают из травы. Основные функции этих микроорганизмов включают:
Ферментация клетчатки: Бактерии и грибы обладают ферментами, способными разлагать целлюлозу и гемицеллюлозу, которые являются основными компонентами клеточных стенок растений. Они преобразуют их в более простые вещества, такие как летучие жирные кислоты (ЛЖК), которые затем используются животным в качестве основного источника энергии.
Синтез белка: Бактерии могут фиксировать азот и синтезировать аминокислоты и белки, которые затем усваиваются жвачным животным. Это особенно важно, поскольку растения, которыми питаются жвачные, зачастую бедны белком.
Разложение крахмала и сахаров: Помимо клетчатки, микроорганизмы также помогают в разложении других углеводов, таких как крахмал и простые сахара, что также способствует получению энергии.
Производство витаминов: Микроорганизмы синтезируют витамины группы B и витамин K, которые необходимы для метаболизма жвачных животных.
Участие в метаногенезе: Археи участвуют в образовании метана, который является побочным продуктом ферментации и выводится из организма животного.
Отсутствие этих микроорганизмов, особенно целлюлозоразрушающих бактерий и грибов, приводит к неспособности жвачных животных переваривать клетчатку. Это, в свою очередь, ведет к энергетическому дефициту, недостатку необходимых белков и витаминов, и, как следствие, к ухудшению здоровья и снижению продуктивности животных. Важно отметить, что здоровье и баланс микрофлоры рубца жвачных животных зависят от их рациона и условий содержания, и любые нарушения в этих аспектах могут негативно сказаться на микробиоме и, следовательно, на пищеварении.