Ферментация задней кишки - Hindgut fermentation
Толстый кишечник брожение является пищеварительным процессом видел в моногастрических травоядных , животных с простым, однопалатным желудком . Целлюлоза переваривается с помощью симбиотических бактерий . Микробная ферментация происходит в пищеварительных органах , которые следуют за тонкой кишки : в толстой кишке и слепой кишке . Примеры ферментеров задней кишки включают хоботков и крупных копытных животных с разнородными пальцами, таких как лошади и носороги , а также мелких животных, таких как грызуны , кролики и коалы . Напротив, ферментация передней кишки представляет собой форму переваривания целлюлозы, наблюдаемую у жвачных животных, таких как крупный рогатый скот , с четырехкамерным желудком, а также у ленивцев , макроподидов , некоторых обезьян и одной птицы, гоацина .
Слепая кишка
Ферментеры задней кишки обычно имеют слепую кишку и толстую кишку, которые намного больше и сложнее, чем у ферментеров передней или средней кишки . Исследования небольших ферментеров слепой кишки, таких как белки-летяги , кролики и лемуры, показали, что у этих млекопитающих желудочно-кишечный тракт примерно в 10-13 раз длиннее их тела. Это связано с высоким потреблением клетчатки и других трудноусвояемых соединений, характерных для рациона травоядных с однокамерным желудком. В отличие от ферментеров передней кишки, слепая кишка у животных с однокамерным желудком расположена после желудка и тонкой кишки, что ограничивает дальнейшее переваривание или всасывание, которое может произойти после ферментации пищи.
Толстая кишка
В небольших ферментерах задней кишки отряда зайцеобразных (кролики, зайцы и пищухи ) цекотропы, образовавшиеся в слепой кишке, проходят через толстую кишку и затем повторно попадают в организм, чтобы дать еще одну возможность для поглощения питательных веществ. Цекотропы окружены слоем слизи, которая защищает их от желудочного сока, но не препятствует всасыванию питательных веществ в тонком кишечнике. Копрофагия также практикуется некоторыми грызунами, такими как капибара , морская свинка и родственные им виды, а также сумчатым обыкновенным кольцехвостым опоссумом . Этот процесс также полезен для восстановления популяции микрофлоры или кишечной флоры . Эти микробы находятся в пищеварительных органах живых существ и могут действовать как защитные агенты, укрепляющие иммунную систему . Ферментеры задней кишки обладают способностью изгнать свою микрофлору, что полезно во время гибернации , активизации и оцепенения .
Эффективность
Хотя ферментация передней кишки обычно считается более эффективной, а животные с однокамерным желудком не могут переваривать целлюлозу так же эффективно, как жвачные, ферментация задней кишки позволяет животным потреблять небольшие количества низкокачественного корма в течение всего дня и, таким образом, выжить в условиях, когда жвачные животные могут быть не в состоянии получать питание. адекватно их потребностям. Ферментеры задней кишки способны извлекать больше питательных веществ из небольшого количества корма. Большие ферментеры заднего кишечника представляют собой массовые кормушки: они потребляют большое количество пищи с низким содержанием питательных веществ, которую они перерабатывают быстрее, чем это было бы возможно для ферментера передней кишки аналогичного размера. Основная пища в этой категории - трава, и пастбища перемещаются на большие расстояния, чтобы воспользоваться фазами роста травы в разных регионах.
Скорость
Способность обрабатывать пищу быстрее, чем ферментеры передней кишки, дает ферментерам задней кишки преимущество при очень большом размере тела, поскольку они способны принимать значительно большие количества пищи. Самые крупные из ныне живущих и доисторических крупных травоядных , слоны и индрикотеры (разновидность носорогов), соответственно, были ферментерами задней кишки. Изучение темпов увеличения максимальной массы тела у различных групп наземных млекопитающих показало, что самый быстрый рост массы тела с течением времени происходил в ферментерах задней кишки ( периссодактили , грызуны и хоботки ).
Типы
Ферментеры задней кишки подразделяются на две группы в зависимости от относительного размера различных органов пищеварения по отношению к остальной системе: ферментеры толстой кишки, как правило, представляют собой более крупные виды, такие как лошади, а ферментеры слепой кишки - более мелкие животные, такие как кролики и грызуны. Однако, несмотря на терминологию, ферментеры толстой кишки, такие как лошади, широко используют слепую кишку для расщепления целлюлозы. Кроме того, ферментеры толстой кишки обычно имеют пропорционально более длинный толстый кишечник, чем тонкий кишечник, тогда как ферментеры слепой кишки имеют значительно увеличенную слепую кишку по сравнению с остальной частью пищеварительного тракта.
Насекомые
Помимо млекопитающих, некоторые насекомые также являются ферментерами задней кишки, наиболее изученными из которых являются термиты , для которых характерно увеличенное «брюшко» задней кишки, в котором также находится основная часть кишечной микробиоты. Переваривание древесных частиц у низших термитов осуществляется внутри фагосом кишечных жгутиконосцев, но у высших термитов без жгутиков это, по-видимому, осуществляется бактериями, связанными с клетчаткой.