Відмінності між травоїдними, хижими та всеїдними системами травлення
Травна система рослиноїдних і м’ясоїдних тварин відрізняється через різний характер їх раціону.
Резюме статті
Вступ
Режим травлення тварини залежить від її раціону: хижого, рослиноїдного або всеїдного. Наприклад, не всі ссавці є хижими, є також рослиноїдні ссавці, включаючи кроликів, шиншил, морських свинок тощо.
Зазвичай м’ясоїдні тварини споживають тканини тварин, подібні до їх власної; отже, все, що потрібно зробити організму, - це розщеплювати тканини та поглинати різні компоненти, які потім можуть бути використані в організмі м’ясоїдних. У всеїдних травна система дуже подібна до м’ясоїдних з додаванням сліпої кишки (перша частина товстої кишки).
Травоїдні тварини споживають рослинні речовини, які важче розщеплюються, ніж тканини. Тому рослиноїдні тварини розробили системи бродіння, що містять специфічну мікрофлору, мікрофлора розщеплює рослинний матеріал, виділяючи корисні поживні речовини, які використовує рослиноїдна тварина.
Різні типи травлення
Хижаки
Оскільки м’ясо легко засвоюється, шлункова система м’ясоїдних тварин, як правило, коротка і проста. Вони одношлункові, тобто мають лише один шлунок (на відміну від шлунка жуйних, який складається з чотирьох частин). Через легкість отримання компонентів, необхідних для росту, з їжею, деякі м’ясоїдні тварини втратили здатність їх синтезувати (наприклад, коти не здатні синтезувати таурин).
Зуби у м’ясоїдних тварин гострі і міцні, що дозволяє легко відривати м’ясо від кісток здобичі. Де це можливо, м’ясо далі розщеплюється зубами, щоб забезпечити максимальну площу для травлення ферментами шлунку та тонкої кишки. Справжні м’ясоїдні тварини не мають у слині травних ферментів.
Через відсутність ферментів слини їжа проводить мало часу в роті м’ясоїда, швидко ковтається і подорожує стравоходом. Стравохід - це трубка, яка проходить від глотки (задньої частини ротової порожнини) до шлунка. Стінки стравоходу захищені від пошкодження їжею багатошаровим плоским епітелієм, розташованим у поздовжніх складках, що також дозволяє стравоходу розширюватися, коли їжа потрапляє в шлунок. Їжа передається вздовж стравоходу за допомогою перистальтики, яка полягає в скороченні та розслабленні поздовжніх та кругових м’язів, штовхаючи їжу у напрямку до шлунку у хвильових рухах.
Шлунок виконує кілька ролей у травленні, включаючи:
- Резервуар для їжі
- Стерилізаційна камера завдяки низькому рН (високий вміст кислоти - HCL)
- Змішувальна камера для змішування їжі з шлунково-кишковим шлунковим соком
- Початкова камера для перетравлення білків, в першу чергу пепсином - секретується стінками епітелію шлунка.
Їжа переміщується до тонкої кишки за допомогою перистальтики (тобто за рахунок скорочення м’язів). Тонка кишка - це довга вузька трубка, структура та епітелій якої максимізують площу поверхні. Це важливо, оскільки тонкий кишечник є основним органом для перетравлення ферментів. Їжа продовжує подорожувати по тонкому кишечнику шляхом скорочення м’язів. Тонку кишку можна розділити на дванадцятипалу кишку, тонку кишку і клубову кишку. Протока підшлункової залози з’єднує підшлункову залозу з дванадцятипалою кишкою - більшість травних ферментів надходить у тонкий кишечник через цю протоку. Для полегшення травлення ліпідів жовч виділяється печінкою (зберігається в жовчному міхурі). Жовч емульгує ліпіди, надаючи їм більшу площу поверхні, що підвищує ефективність ферментів.
Тонка кишка приєднується до товстої кишки, яка складається із сліпої кишки, товстої кишки та прямої кишки. У хижих тварин сліпа кишка не виконує жодної функції (оскільки вона використовується у рослиноїдних/всеїдних тварин як камера для бактеріального бродіння рослинного матеріалу). Товста кишка поглинає мінімум поживних речовин з поглиненої їжі; натомість його головна роль - реабсорбція води, вітамінів та електролітів із суміші їжі, слини та шлункового та підшлункового соків, що проходять через. Це допомагає запобігти надмірній втраті води і, отже, зневодненню. Залишки виводяться ректальним та анальним сфінктерами.
Рослиноїдні тварини
Рослиноїдні тварини споживають лише рослинний матеріал, який дуже важко перетравлюється. Жодне хребетне не виробляє фермент, здатний розщеплювати целюлозу - твердий цукор, який утворює клітинні стінки рослин, що дуже шкода, оскільки його перетравлення виробляє глюкозу. Оскільки їжа містить велику кількість клітковини, шлунково-кишковий тракт травоїдних тварин порівняно набагато довший, ніж у м’ясоїдних, оскільки клітковина набагато важче перетравлюється.
Щоб подолати цю проблему, рослиноїдні тварини створили симбіотичні стосунки з популяцією мікрофлори, яка населяє спеціалізовану область кишечника для ферментації, наприклад сліпу кишку або рубці жуйних. Популяція мікрофлори кишечника здатна розщеплювати целюлозу і використовувати глюкозу для власних метаболічних потреб. В якості відходів цього процесу популяція мікрофлори виділяє леткі жирні кислоти (наприклад, ацетат, бутират та пропіонат), які рослиноїдна тварина використовує як джерело енергії. Виробництво цих жирних кислот відоме як бродіння (бродіння також виробляє тепло, яке підтримує тварину в теплі).
Існує два типи бродіння травоїдних тварин: ті, що бродять у передній кишці, та ті, що бродять у задній кишці. Різниця між ними полягає в камері бродіння і органі, що використовується для бродіння; атрибути ферментаційної камери залишаються однаковими - анаеробні, велика кількість рідини, регульований рН, стабільне надходження азоту та правильна температура.
Бродіння в передшлунку
Більшість дошлункових ферментерів - це жуйні тварини (включаючи корів, овець, кіз, волів та оленів), які ферментують свою їжу до того, як вона потрапляє в їх «справжній» шлунок. Шлунок жуйних складається з чотирьох порожнин, які є рубцем, сіткою, омасом та сичугом (справжній шлунок). Нежуйні ферментатори передньої кишки (наприклад, верблюди, лами та кити) не мають чотирьох окремих камер; вони просто мають зміни в кишечнику перед справжнім шлунком, що дозволяє їм бродити. Жуйні тварини засвоюють їжу ефективніше, ніж ферментатори задніх кишок, оскільки вони здатні споживати їжу в рубці - ферментаційній порожнині, дозволяють мікробному травленню, а потім відригують їжу і трохи її пережовують. Це означає, що до моменту потрапляння їжі, яка потрапляє в їжу, відбувається її метаболізм (частина мікрофлори рубця також може перетравлюватися в сичузі, що збільшує споживання їжі).
Задня ферментація кишечника
Заплідники заднього кишечника (наприклад, слон, кінь, морська свинка, кролик, рослиноїдні рептилії, черепахи та рослиноїдні птахи) мають травну систему, дуже подібну до системи м’ясоїдних, за винятком того, що через велику кількість клітковини та інших важко засвоюваних компонентів у дієта, весь травний тракт набагато довший. У ферментаторах заднього відділу також функціонує збільшена сліпа кишка, яка є органом бактеріального бродіння. Процес бродіння такий самий, як і у ферментерів з передшлунком, але оскільки сліпа кишка розташована після шлунка і тонкої кишки, більша частина їжі потрапляє в сліпу кишку неперетравленою. Бактеріальне бродіння відбувається в кишці і товстій кишці, завдяки чому деякі леткі жирні кислоти всмоктуються, але перетравлена їжа потім виводиться (разом з мікрофлорою). Ось чому деякі ферментери заднього кишечника їдять свої фекалії - їжа, яку вони містять, перетравлюється мікрофлорою, надаючи їй поживної цінності. Проковтування фекалій дозволяє відновити популяцію мікрофлори.
Рослиноїдні тварини з передшлунком набагато ефективніші, оскільки їжа перетравлюється вперше, коли вона проходить через травну систему. На жаль, для ферментерів через заднє кишечник травлення важче, але вони мають здатність вигнати свою популяцію мікрофлори, що корисно в такі періоди, як сплячка.
Всеїдні
Всеїдні тварини споживають як м’ясо, так і рослинні речовини; вони мають травну систему, дуже подібну до системи м’ясоїдних, але також мають активну сліпу кишку (менш добре пристосовану, ніж у травоїдних). Завдяки цій гнучкості вони можуть вживати різноманітну дієту, що також заважало їм втрачати здатність синтезувати певні продукти в організмі (наприклад, у м’ясоїдних тварин).
Процес травлення надзвичайно подібний до процесу м’ясоїдних, за винятком кількох незначних пристосувань, які дозволяють їм перетравлювати рослинний матеріал - але не настільки ефективно, як рослиноїдні.
Травлення за видами
У багатьох видів травна система дуже схожа на ту, що зображена вище; однак між видами можуть бути незначні системні зміни, ось кілька прикладів.
Травлення птахів
Птахи не мають зубів і тому не можуть жувати; однак вони здатні розбивати їжу дзьобами. Лише деякі види птахів (наприклад, горобець) здатні виробляти слину з ферментом амілазою (для перетравлення вуглеводів перед шлунком).
Травна система ялинового тетерева
Коли птах ковтає їжу, вона передає стравохід до структури, яка називається культурою. Культура - це перш за все місце зберігання їжі, споживаної птахом, розміри якої різняться від одного виду до іншого, але певні пристосування у певних видів дозволяють виробляти культурне молоко, багате на білки та жир, яке дають молоді протягом перших днів життя. Ще одне пристосування, виявлене досі у виду, полягає в тому, що культура діє як ферментаційна камера перед кишечником.
Шлунок у птаха складається з двох частин - прошлуночка і шлуночка (шлуночок). Оскільки птах не в змозі жувати, потужні м’язи желудки дозволяють їй подрібнювати їжу, наявність гравію в їжі полегшує цей процес.
Звідти травна система подібна до системи інших видів - тонкої кишки, товстої кишки тощо. поки не дійде до кінця травного тракту. В кінці товстого кишечника травний тракт відкривається в клоаку, яка є просто загальним виходом, спільним із сечовивідними та репродуктивними шляхами. Незадовго до клоаки є пара сліпої кишки, на відміну від одиночної сліпої кишки, що зустрічається у інших видів. (Сліпа кишка зачаткова або відсутня у таких видів, як яструби та папуги).
Кролицьке травлення
Кролики - це рослиноїдні ферментери, які здатні швидко переміщати їжу через свою травну систему і швидко втрачати клітковину. Завдяки цій здатності кролик залишився маленьким і спритним, здатним швидко врятуватися від хижаків.
Кролики мають дуже типову рослиноїдну травну систему, різниця полягає лише в тому, що вони не можуть зригувати і мають велику сліпу кишку.
Травна система кролика
Відома варіація кроликів полягає в тому, що вони споживають власний кал - копрофагія. Це тому, що вони є ферментаторами задньої кишки і втрачають неабияку кількість поживних речовин та вітамінів у фекаліях. Кролик виробляє дві форми фекалій:
- Жорсткий, волокнистий - Не має харчової цінності
- Солодкий, кекотрофний - з високим вмістом білка, а також вітамінів групи В і К та летких жирних кислот. Цекотрофи не перетравлюються/не пошкоджуються шлунковою кислотою, оскільки шар слизу оточує та захищає їх, що допомагає засвоювати всі поживні речовини та вітаміни в тонкому кишечнику.
Травлення гризунів (міоморфів)
Міоморфи всеїдні і мають дуже типову травну систему. Через структуру між стравоходом і серцевою частиною шлунка їм практично неможливо відригувати їжу.
У більшості гризунів цієї групи немає сліпої кишки або подібного специфічного органу, який бере участь у бродінні целюлози, але у хом'яка є передшлунок - подібний до жуйних, який має високий рН і велику популяцію мікрофлори.
Всі гризуни, як і кролики, виявляють певний ступінь копрофагії з тих самих причин - споживати вітаміни та поживні речовини в калових гранулах.
Травна система науроморфів (бурундуків)
Також всеїдна і має травну систему, дуже схожу на систему міоморфів.
Перетравлення гістрікоморфів (морські свинки/шиншила)
Морська свинка - це рослиноїдний заплідник задньої кишки, який є великою сліпою кишкою - містить до 65% загального вмісту травної системи одночасно. Як і міоморфи, морські свинки виявляють копрофагію.
Шиншили дуже схожі на морських свинок, але вони еволюціонували, щоб вижити на бідних поживними речовинами, але дуже волокнистих травах Анд, а це означає, що надлишок високопоживних ласощів (шиншил у полоні) може викликати запор або смертельну діарею.
Травна система челонійців (морські черепахи, сухопутні черепахи та черепахи)
Челонійці не мають зубів, тому їм доводиться використовувати свою рогову, схожу на дзьоб структуру, щоб прорізати їжу. Тонкий кишечник черепах порівняно короткий порівняно із ссавцями. Як і у птахів, плазуни мають спільний вихід з організму - вигрібну яму, яка забирає сечовидільну, травну та репродуктивну системи.
Травлення змій
Змії хижі і мають багато зубів, які регулярно замінюються. Завдяки формі змії (витягнутої), травна система залишається незмінною, але всі органи також видовжені належним чином.
Перетравлення ящірок
Дієта ящірок варіюється в широких межах, тому травна система відповідно адаптується - від рослиноїдних до комахоїдних. Змінюються ефективність сліпої кишки (рослиноїдні/всеїдні ящірки).
Травлення риби
Хижі хижі риби мають горлові зуби, розташовані безпосередньо перед стравоходом, які використовуються для лову та утримання своєї здобичі. Структура травної системи більш схожа на трубку, ніж у інших видів, і може варіюватися в широких межах за довжиною, залежно від раціону харчування риби.
Мірандол, як знаменитий Жан Пік де ла Мірандол, але мені все ще є чому повчитися! Ага. вчись! Я люблю вчитися і ділитися своїми знаннями:)
У мене є науковий досвід, я вивчав біологію і зосереджувався на зоології. Одночасно з цим курсом я почав вивчати математику, і мені особливо подобаються статистика та ймовірності.
Я завзятий гравець карт (і порахуй їх!).