สัตว์เคี้ยวเอื้อง
| สัตว์เคี้ยวเอื้อง ช่วงเวลา: | |
|---|---|
| การจำแนกทางวิทยาศาสตร์ | |
| อาณาจักร: | แอนิมอลเลีย |
| ไฟลัม: | คอร์ดาต้า |
| ระดับ: | สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม |
| อินฟราคลาส: | รก |
| คำสั่ง: | สัตว์กีบเท้าคู่ |
| กลุ่มสายพันธุ์ : | เซตรูมิแนนเทีย |
| กลุ่มสายพันธุ์ : | Ruminantiamorpha Spaulding et al., 2009 |
| ลำดับย่อย: | Ruminantia Scopoli , 1777 |
| โครงสร้างพื้นฐาน | |
สัตว์เคี้ยวเอื้องเป็นสัตว์กีบคู่กินพืชเป็น อาหาร จัดอยู่ในอันดับย่อยRuminantiaซึ่งสามารถดูดซึมสารอาหารจากอาหารประเภทพืชได้โดยการหมัก ใน กระเพาะอาหารเฉพาะก่อนการย่อย โดยส่วนใหญ่ผ่านการทำงานของจุลินทรีย์ กระบวนการนี้เกิดขึ้นที่ส่วนหน้าของระบบย่อยอาหาร จึงเรียกว่าการหมักในกระเพาะส่วนหน้า (foregut fermentation ) โดยทั่วไปแล้วจะต้องสำรอกอาหารที่หมักแล้ว (เรียกว่าก้อนอาหาร ) ออกมาเคี้ยวอีกครั้ง กระบวนการเคี้ยวอาหารซ้ำเพื่อย่อยพืชให้ละเอียดขึ้นและกระตุ้นการย่อยอาหารเรียกว่าการเคี้ยวเอื้อง (rumination)หรือการเคี้ยวเอื้อง[ 1 ] [ 2 ]คำว่าruminantมาจากภาษาละตินrūminārī ซึ่ง หมายถึง"เคี้ยวเอื้อง" มาจากrūmen ซึ่งหมายถึงกระเพาะอาหาร ส่วนแรก
สัตว์เคี้ยวเอื้องประมาณ 200 ชนิดรวมถึงทั้งสัตว์เลี้ยงและสัตว์ป่า[ 3 ]สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่เคี้ยวเอื้อง ได้แก่วัว วัวที่เลี้ยงและวัว ป่าทั้งหมด แพะแกะยีราฟกวางกาเซลล์และแอนติโลป[ 4 ] นอกจากนี้ยังมีการเสนอแนะว่าโนทูงกูเลตก็อาศัยการเคี้ยวเอื้องเช่นกัน ซึ่งแตกต่างจากแอตแลนโตเจเนแทนอื่นๆที่อาศัยการหมักในลำไส้ใหญ่ แบบทั่วไปมากกว่า แม้ว่าสิ่งนี้จะไม่แน่นอนทั้งหมดก็ตาม[ 5 ]
สัตว์เคี้ยวเอื้องเป็นกลุ่ม สัตว์กีบที่มีความหลากหลายมากที่สุด[ 6 ]อันดับย่อย Ruminantia ประกอบด้วย 6 วงศ์ที่แตกต่างกันได้แก่Tragulidae , Giraffidae , Antilocapridae , Cervidae , MoschidaeและBovidae [ 3 ]
อนุกรมวิธานและวิวัฒนาการ
สัตว์เคี้ยวเอื้องฟอสซิลตัวแรกปรากฏขึ้นในยุคอีโอซีนตอนต้นและมีขนาดเล็ก น่าจะเป็นสัตว์กินพืชและสัตว์ และอาศัยอยู่ในป่า[ 7 ] สัตว์กีบที่มีระยางค์บนหัวปรากฏขึ้นครั้งแรกใน ยุคไมโอซีนตอนต้น[ 7 ]
วิวัฒนาการ
Ruminantiaเป็นกลุ่มหลัก ของสัตว์ เคี้ยวเอื้องภายในอันดับArtiodactylaซึ่งกำหนดโดย Spaulding et al. ว่าเป็น "กลุ่มย่อยที่แคบที่สุดที่รวมถึงBos taurus (วัว) และTragulus napu (กวางหนู)" Ruminantiamorpha เป็น กลุ่มย่อยระดับสูงกว่าของสัตว์กีบ ซึ่งกำหนดโดย Spaulding et al. ว่าเป็น "Ruminantia บวกกับกลุ่มอนุกรมวิธานที่สูญพันธุ์ทั้งหมดที่มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับสมาชิกที่ยังมีชีวิตอยู่ของ Ruminantia มากกว่ากับสายพันธุ์ที่ยังมีชีวิตอยู่อื่นๆ" [ 8 ]นี่คือ คำจำกัดความ ตามลำต้นสำหรับ Ruminantiamorpha และครอบคลุมมากกว่ากลุ่มหลักของ Ruminantia ในฐานะกลุ่มมงกุฎ Ruminantia ประกอบด้วยบรรพบุรุษร่วมสุดท้ายของ สัตว์เคี้ยวเอื้อง ที่ยังมีชีวิตอยู่ทั้งหมดและลูกหลานของพวกมัน (ทั้งที่ยังมีชีวิตอยู่และสูญพันธุ์ไปแล้ว ) ในขณะที่ Ruminantiamorpha ในฐานะกลุ่มต้นกำเนิด ยังรวมถึงบรรพบุรุษของสัตว์เคี้ยวเอื้องที่สูญพันธุ์ไปแล้วซึ่งมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับสัตว์เคี้ยวเอื้องที่ยังมีชีวิตอยู่มากกว่าสมาชิกอื่นๆ ของ Artiodactyla เมื่อพิจารณาเฉพาะกลุ่มสิ่งมีชีวิต ( neontology ) ทำให้ Ruminantiamorpha และ Ruminantia เป็นชื่อพ้องกันและใช้เฉพาะ Ruminantia เท่านั้น ดังนั้น Ruminantiamorpha จึงใช้เฉพาะในบริบทของบรรพชีวินวิทยา เท่านั้น ด้วยเหตุนี้ Spaulding จึงจัดกลุ่มสกุลบางสกุลของวงศ์Anthracotheriidae ที่สูญพันธุ์ไปแล้วไว้ใน Ruminantiamorpha (แต่ไม่ได้อยู่ใน Ruminantia) แต่จัดสกุลอื่นๆ ไว้ในกลุ่มพี่น้องของ Ruminantiamorpha คือCetancodontamorpha [ 8 ]
ตำแหน่งของ Ruminantia ภายในArtiodactylaสามารถแสดงได้ในแผนภูมิวิวัฒนาการ ต่อไปนี้ : [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]
| สัตว์กีบเท้าคู่ |
| ||||||||||||||||||||||||||||||
ภายใน Ruminantia วงศ์Tragulidae (กวางหนู) ถือเป็นวงศ์ที่เก่าแก่ ที่สุด [ 14 ]โดยสัตว์เคี้ยวเอื้องที่เหลือจัดอยู่ในอันดับย่อยPecoraจนกระทั่งต้นศตวรรษที่ 21 เป็นที่เข้าใจกันว่าวงศ์Moschidae (กวางชะมด) เป็นกลุ่มพี่น้องกับวงศ์ Cervidaeอย่างไรก็ตาม การศึกษา ทางวิวัฒนาการชาติพันธุ์ ในปี 2003 โดย Alexandre Hassanin (จากพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติ ประเทศฝรั่งเศส ) และเพื่อนร่วมงาน โดยอิงจาก การวิเคราะห์ ไมโทคอน เดรีย และนิวเคลียร์เปิดเผยว่าMoschidaeและBovidaeก่อตัวเป็นกลุ่มพี่น้องกับCervidaeจากการศึกษาดังกล่าว Cervidae แยกตัวออกจากกลุ่ม Bovidae-Moschidae เมื่อ 27 ถึง 28 ล้านปีก่อน[ 15 ]แผนภูมิ วิวัฒนาการชาติพันธุ์ ต่อไปนี้อิงจากการศึกษาลำดับจีโนมสัตว์เคี้ยวเอื้องขนาดใหญ่จากปี 2019: [ 16 ]
| สัตว์เคี้ยวเอื้อง | |
การจำแนกประเภท
- อันดับสัตว์กีบเท้าคู่
- อันดับย่อยไทโลโปดา : อูฐและลามะ , 7 ชนิดที่ยังมีชีวิตอยู่ ใน 3 สกุล
- อันดับย่อยSuina : หมูและหมูป่า
- อันดับย่อยCetruminantia : สัตว์เคี้ยวเอื้องวาฬและฮิปโป
- กลุ่มสัตว์เคี้ยวเอื้อง
- อินฟราออร์เดอร์ทรากูลินา ( paraphyletic ) [ 17 ]
- วงศ์ † Leptomerycidae
- วงศ์ † Hypertragulidae
- วงศ์ † Praetragulidae
- วงศ์ † Gelocidae
- วงศ์ † Bachitheriidae
- วงศ์Tragulidae : กวางหางยาว 6 ชนิดที่ยังมีชีวิตอยู่ ใน 4 สกุล
- วงศ์ † Archaeomerycidae
- วงศ์ † Lophiomerycidae
- เปโครา ลำดับชั้นย่อย
- วงศ์กวาง (Cervidae) : กวางและกวางมูสมี 49 ชนิดที่ยังมีชีวิตอยู่ ใน 16 สกุล
- วงศ์ † Palaeomerycidae
- วงศ์ † Dromomerycidae
- วงศ์ † Hoplitomerycidae
- วงศ์ † Climacoceratidae
- วงศ์ยีราฟ (Giraffidae) : ยีราฟและโอคาปิมี 2 ชนิดที่ยังมีชีวิตอยู่ อยู่ใน 2 สกุล
- วงศ์Antilocapridae : แอนติโลปเขาแหลมมีเพียงชนิดเดียวที่ยังมีชีวิตอยู่ อยู่ในสกุลเดียว
- วงศ์กวางมัสก์ (Moschidae) : กวางมัสก์มี 4 ชนิดที่ยังมีชีวิตอยู่ในสกุลเดียวกัน
- วงศ์Bovidae : วัวแพะแกะและละมั่งมี 143 ชนิดที่ยังมีชีวิตอยู่ ใน 53 สกุล
- อินฟราออร์เดอร์ทรากูลินา ( paraphyletic ) [ 17 ]
- กลุ่มสัตว์เคี้ยวเอื้อง
ระบบย่อยอาหารของสัตว์เคี้ยวเอื้อง
Hofmann และ Stewart แบ่งสัตว์เคี้ยวเอื้องออกเป็น 3 ประเภทหลักตามชนิดของอาหารและพฤติกรรมการกิน ได้แก่ สัตว์ที่เลือกกินอาหารข้น สัตว์ประเภทกลาง และสัตว์ที่กินหญ้า/อาหารหยาบ โดยตั้งสมมติฐานว่าพฤติกรรมการกินของสัตว์เคี้ยวเอื้องทำให้เกิดความแตกต่างทางสัณฐานวิทยาในระบบย่อยอาหาร รวมถึงต่อมน้ำลาย ขนาดกระเพาะรูเมน และปุ่มกระเพาะรูเมน[ 18 ] [ 19 ]อย่างไรก็ตาม Woodall พบว่ามีความสัมพันธ์น้อยมากระหว่างปริมาณใยอาหารในอาหารของสัตว์เคี้ยวเอื้องกับลักษณะทางสัณฐานวิทยา ซึ่งหมายความว่าการแบ่งประเภทของสัตว์เคี้ยวเอื้องโดย Hofmann และ Stewart จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติม[ 20 ]
นอกจากนี้ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบางชนิดเป็นสัตว์เคี้ยวเอื้องเทียมซึ่งมีกระเพาะอาหารสามส่วนแทนที่จะเป็นสี่ส่วนเหมือนสัตว์เคี้ยวเอื้องทั่วไปวงศ์ฮิปโปโปเตมัส (รวมถึงฮิปโปโปเตมัส ) เป็นตัวอย่างที่รู้จักกันดี สัตว์เคี้ยวเอื้องเทียม เช่นเดียวกับสัตว์เคี้ยวเอื้องทั่วไป เป็นสัตว์ที่หมักอาหารในกระเพาะส่วนหน้า และส่วนใหญ่จะเคี้ยวเอื้องหรือเคี้ยวเอื้องอย่างไรก็ตามกายวิภาคและวิธีการย่อยอาหารของพวกมันแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากสัตว์เคี้ยวเอื้องสี่ส่วน[ 4 ]
สัตว์กินพืช ที่ มีกระเพาะเดียวเช่นแรดม้าหนูตะเภาและกระต่ายไม่ใช่สัตว์เคี้ยวเอื้อง เพราะพวกมันมีกระเพาะอาหารแบบห้องเดียวที่เรียบง่าย สัตว์เหล่านี้เป็นสัตว์ ที่หมักอาหารในลำไส้ใหญ่ โดยจะ หมักเซลลูโลสในลำไส้ใหญ่ ส่วนต้นที่ขยายใหญ่ขึ้น ในสัตว์ที่หมักอาหารในลำไส้ใหญ่ขนาดเล็กกว่าในอันดับLagomorpha (กระต่าย กระต่ายป่า และพิกา) และ สัตว์ฟันแทะในอันดับ Caviomorpha ( หนูตะเภาคาปิบาราเป็นต้น) สารจากลำไส้ใหญ่ส่วนต้นจะถูกสร้างเป็นซีโคโทรปผ่านลำไส้ใหญ่ ขับถ่ายออกมา และถูกกินกลับเข้าไปใหม่เพื่อดูดซึมสารอาหารในซีโคโทรป



ความแตกต่างหลักระหว่างสัตว์เคี้ยวเอื้องและสัตว์ไม่เคี้ยวเอื้องคือ กระเพาะของสัตว์เคี้ยวเอื้องมีสี่ส่วน:
- กระเพาะรูเมน —แหล่งหลักของการหมักจุลินทรีย์
- เรติคูลัม
- กระเพาะ ส่วนโอมาซัม —รับอาหารที่เคี้ยวแล้ว และดูดซึมกรดไขมันระเหยง่าย
- อะโบมาซัม —กระเพาะอาหารแท้
ช่องสองช่องแรกคือ กระเพาะรูเมนและกระเพาะเรติคูลัม ช่องทั้งสองนี้ประกอบกันเป็นถังหมักและเป็นแหล่งสำคัญของกิจกรรมจุลินทรีย์ การหมักมีความสำคัญต่อการย่อยอาหารเพราะมันย่อยสลายคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อน เช่น เซลลูโลส และทำให้สัตว์สามารถนำไปใช้ได้ จุลินทรีย์ทำงานได้ดีที่สุดในสภาพแวดล้อมที่อบอุ่น ชื้น และปราศจากออกซิเจน โดยมีช่วงอุณหภูมิ37.7 ถึง 42.2 °C (99.9 ถึง 108.0 °F)และค่า pH ระหว่าง 6.0 ถึง 6.4 หากปราศจากความช่วยเหลือของจุลินทรีย์ สัตว์เคี้ยวเอื้องจะไม่สามารถใช้สารอาหารจากพืชอาหารสัตว์ได้[ 22 ]อาหารจะผสมกับน้ำลายและแยกออกเป็นชั้นของวัสดุที่เป็นของแข็งและของเหลว[ 23 ]ของแข็งจะจับตัวกันเป็นก้อนเพื่อสร้างก้อนเคี้ยวหรือก้อนอาหาร
จากนั้นก้อนอาหารที่เคี้ยวแล้วจะถูกสำรอกออกมาและเคี้ยวอีกครั้งเพื่อผสมกับน้ำลายให้สมบูรณ์และลดขนาดอนุภาค ขนาดอนุภาคที่เล็กลงช่วยให้ดูดซึมสารอาหารได้มากขึ้น เส้นใย โดยเฉพาะเซลลูโลสและเฮมิเซลลูโลสจะถูกย่อยสลายในช่องเหล่านี้โดยจุลินทรีย์ (ส่วนใหญ่เป็นแบคทีเรียรวมถึงโปรโต ซั วเชื้อราและยีสต์ บางชนิด) ให้เป็น กรดไขมันระเหยง่าย (VFAs) สามชนิด ได้แก่ กรดอะซิติกกรดโพรพิโอนิกและกรดบิวทิริกโปรตีนและคาร์โบไฮเดรตที่ไม่ใช่โครงสร้าง ( เพคตินน้ำตาลและแป้ง)ก็จะถูกหมักเช่นกัน น้ำลายมีความสำคัญมากเพราะให้ของเหลวแก่ประชากรจุลินทรีย์ หมุนเวียนไนโตรเจนและแร่ธาตุ และทำหน้าที่เป็นบัฟเฟอร์สำหรับค่า pH ของกระเพาะรูเมน[ 22 ]ชนิดของอาหารที่สัตว์กินมีผลต่อปริมาณน้ำลายที่ผลิต
แม้ว่ารูเมนและเรติคูลัมจะมีชื่อต่างกัน แต่ก็มีชั้นเนื้อเยื่อและเนื้อสัมผัสที่คล้ายคลึงกันมาก ทำให้ยากที่จะแยกแยะออกจากกันด้วยสายตา นอกจากนี้ยังทำหน้าที่คล้ายคลึงกันอีกด้วย โดยรวมแล้ว ช่องเหล่านี้เรียกว่าเรติคูโลรูเมน อาหารที่ย่อยแล้วซึ่งอยู่ในส่วนของเหลวด้านล่างของเรติคูโลรูเมนจะผ่านไปยังช่องถัดไปคือโอมาซัม ช่องนี้ควบคุมสิ่งที่สามารถผ่านเข้าไปในอะโบมาซัมได้ โดยจะรักษาขนาดอนุภาคให้เล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อให้ผ่านเข้าไปในอะโบมาซัม โอมาซัมยังดูดซับกรดไขมันระเหยและแอมโมเนียอีกด้วย[ 22 ]
หลังจากนั้น อาหารที่ย่อยแล้วจะถูกย้ายไปยังกระเพาะอาหารที่แท้จริง คือ กระเพาะอะโบมาซัม ซึ่งเป็นส่วนของกระเพาะอาหารในสัตว์เคี้ยวเอื้อง กระเพาะอะโบมาซัมเทียบเท่ากับ กระเพาะอาหาร แบบโมโนแกสทริก โดยตรง และอาหารที่ย่อยแล้วจะถูกย่อยที่นี่ในลักษณะเดียวกัน ส่วนนี้จะปล่อยกรดและเอนไซม์ที่ช่วยย่อยวัสดุที่ผ่านเข้ามา นอกจากนี้ยังเป็นที่ที่สัตว์เคี้ยวเอื้องย่อยจุลินทรีย์ที่ผลิตในรูเมนด้วย[ 22 ]ในที่สุด อาหารที่ย่อยแล้วจะถูกย้ายไปยังลำไส้เล็กซึ่งเป็นที่ที่เกิดการย่อยและการดูดซึมสารอาหาร ลำไส้เล็กเป็นแหล่งหลักของการดูดซึมสารอาหาร พื้นที่ผิวของอาหารที่ย่อยแล้วเพิ่มขึ้นอย่างมากที่นี่เนื่องจากวิลลัสที่อยู่ในลำไส้เล็ก พื้นที่ผิวที่เพิ่มขึ้นนี้ช่วยให้ดูดซึมสารอาหารได้มากขึ้น จุลินทรีย์ที่ผลิตในเรติคูโลรูเมนก็ถูกย่อยในลำไส้เล็กเช่นกัน หลังจากลำไส้เล็กคือลำไส้ใหญ่ บทบาทหลักในที่นี้คือการย่อยสลายเส้นใยเป็นหลักโดยการหมักด้วยจุลินทรีย์ การดูดซึมน้ำ (ไอออนและแร่ธาตุ) และผลิตภัณฑ์หมักอื่นๆ รวมถึงการขับถ่ายของเสีย[ 24 ]การหมักยังคงดำเนินต่อไปในลำไส้ใหญ่ในลักษณะเดียวกับในเรติคูโลรูเมน
กลูโคสจากคาร์โบไฮเดรตในอาหารดูดซึมได้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น คาร์โบไฮเดรตในอาหารส่วนใหญ่จะถูกหมักเป็นกรดไขมันระเหยง่าย (VFA) ในกระเพาะรูเมน กลูโคสที่จำเป็นต่อพลังงานของสมองและสำหรับ แลคโตสและไขมันนมในการผลิตนม รวมถึงการใช้งานอื่นๆ มาจากแหล่งที่ไม่ใช่น้ำตาล เช่น กรดไขมันระเหยง่ายโพรพิโอเนต กลีเซอรอล แลคเตท และโปรตีน กรดไขมันระเหยง่ายโพรพิโอเนตถูกนำไปใช้ประมาณ 70% ของกลูโคสและไกลโคเจนที่ผลิตได้ และโปรตีนอีก 20% (50% ในสภาวะอดอาหาร) [ 25 ] [ 26 ]
ความอุดมสมบูรณ์ การกระจายตัว และการเลี้ยงให้เชื่อง
สัตว์เคี้ยวเอื้องป่ามีจำนวนอย่างน้อย 75 ล้านตัว[ 27 ]และเป็นสัตว์พื้นเมืองของทุกทวีปยกเว้นแอนตาร์กติกาและออสเตรเลีย[ 3 ]เกือบ 90% ของสายพันธุ์ทั้งหมดพบในยูเรเซียและแอฟริกา[ 27 ]สายพันธุ์เหล่านี้อาศัยอยู่ในสภาพภูมิอากาศที่หลากหลาย (ตั้งแต่เขตร้อนถึงอาร์กติก) และถิ่นที่อยู่หลากหลาย (ตั้งแต่ที่ราบโล่งถึงป่าไม้) [ 27 ]
ประชากรสัตว์เคี้ยวเอื้องในประเทศมีมากกว่า 3.5 พันล้านตัว โดยวัว แกะ และแพะคิดเป็นประมาณ 95% ของประชากรทั้งหมด แพะถูกเลี้ยงเป็นสัตว์เลี้ยงในตะวันออกใกล้ราว8000 ปีก่อนคริสตกาลสัตว์ชนิดอื่นๆ ส่วนใหญ่ถูกเลี้ยงเป็นสัตว์เลี้ยงภายใน 2500 ปีก่อนคริสตกาล ทั้งในตะวันออกใกล้หรือเอเชียใต้[ 27 ]
สรีรวิทยาของสัตว์เคี้ยวเอื้อง
สัตว์เคี้ยวเอื้องมีลักษณะทางสรีรวิทยาหลายอย่างที่ช่วยให้พวกมันสามารถอยู่รอดได้ในธรรมชาติ ลักษณะหนึ่งของสัตว์เคี้ยวเอื้องคือฟันที่งอกอย่างต่อเนื่อง ในระหว่างการกินหญ้า ปริมาณซิลิกาในอาหารสัตว์ทำให้ฟันสึกกร่อน ซึ่งได้รับการชดเชยด้วยการงอกของฟันอย่างต่อเนื่องตลอดชีวิตของสัตว์เคี้ยวเอื้อง ต่างจากมนุษย์หรือสัตว์ที่ไม่ใช่สัตว์เคี้ยวเอื้องชนิดอื่น ๆ ที่ฟันจะหยุดงอกหลังจากอายุหนึ่ง สัตว์เคี้ยวเอื้องส่วนใหญ่ไม่มีฟันหน้าบน แต่พวกมันมีแผ่นรองฟัน ที่หนา เพื่อเคี้ยวอาหารจากพืชอย่างละเอียด[ 28 ]ลักษณะอีกประการหนึ่งของสัตว์เคี้ยวเอื้องคือความจุในการเก็บอาหารในกระเพาะรูเมนขนาดใหญ่ ซึ่งทำให้พวกมันสามารถบริโภคอาหารได้อย่างรวดเร็วและเคี้ยวให้ละเอียดในภายหลัง กระบวนการนี้เรียกว่าการเคี้ยวเอื้อง ซึ่งประกอบด้วยการสำรอกอาหาร การเคี้ยวซ้ำ การหลั่งน้ำลาย และการกลืนซ้ำ การเคี้ยวเอื้องช่วยลดขนาดของอนุภาค ซึ่งช่วยเพิ่มการทำงานของจุลินทรีย์และช่วยให้อาหารที่ย่อยแล้วผ่านทางเดินอาหารได้ง่ายขึ้น[ 22 ]
ต่างจากสัตว์ในวงศ์อูฐสัตว์เคี้ยวเอื้องจะผสมพันธุ์ในท่ายืนและไม่ได้เกิดจากการกระตุ้นการตกไข่[ 29 ]
จุลชีววิทยาของกระเพาะรูเมน
สัตว์ มีกระดูกสันหลัง ขาดความสามารถในการไฮโดรไลซ์พันธะไกลโคไซด์เบต้า [1–4] ของเซลลูโลสในพืชเนื่องจากขาดเอนไซม์เซลลูเลสดังนั้น สัตว์เคี้ยวเอื้องจึงต้องพึ่งพาจุลินทรีย์ในกระเพาะรูเมนหรือลำไส้ใหญ่เพื่อย่อยเซลลูโลส การย่อยอาหารในกระเพาะรูเมนส่วนใหญ่ดำเนินการโดยจุลินทรีย์ในกระเพาะรูเมน ซึ่งประกอบด้วยแบคทีเรีย หลายชนิด โปรโตซัวบางครั้งก็มียีสต์และเชื้อรา อื่นๆ อยู่หนาแน่น – คาดว่ากระเพาะรูเมน 1 มิลลิลิตรจะมีแบคทีเรีย 10–50 พันล้านตัว และโปรโตซัว 1 ล้านตัว รวมทั้งยีสต์และเชื้อราอีกหลาย ชนิด [ 30 ]
เนื่องจากสภาพแวดล้อมภายในกระเพาะรูเมนเป็นแบบไร้ออกซิเจนจุลินทรีย์ส่วนใหญ่จึงเป็น จุลินทรีย์ที่ ไม่ต้องการออกซิเจนหรือต้องการออกซิเจนก็ได้ซึ่งสามารถย่อยสลายวัสดุจากพืชที่ซับซ้อน เช่นเซลลูโลสเฮมิเซลลูโลสแป้งและโปรตีน การไฮโดรไลซิสของเซลลูโลสจะทำให้เกิดน้ำตาล ซึ่งจะถูกหมักต่อไปเป็นอะซิเตต แลคเตต โพรพิโอเนต บิ วทิเรต คาร์บอนไดออกไซด์ และมีเทน
เมื่อแบคทีเรียทำการหมักในกระเพาะรูเมน พวกมันจะบริโภคคาร์บอนประมาณ 10% ฟอสฟอรัส 60% และไนโตรเจน 80% ที่สัตว์เคี้ยวเอื้องกินเข้าไป[ 31 ]เพื่อนำสารอาหารเหล่านี้กลับคืนมา สัตว์เคี้ยวเอื้องจึงย่อยแบคทีเรียในกระเพาะอะ โบมา ซัม เอนไซม์ไลโซไซม์ได้ปรับตัวเพื่อช่วยในการย่อยแบคทีเรียในกระเพาะอะโบมาซัมของสัตว์เคี้ยวเอื้อง[ 32 ]ไรโบนิวคลีเอสจากตับอ่อนยังย่อยสลาย RNA ของแบคทีเรียในลำไส้เล็กของสัตว์เคี้ยวเอื้องเพื่อเป็นแหล่งของไนโตรเจน[ 33 ]
ระหว่างการกินหญ้า สัตว์เคี้ยวเอื้องจะผลิตน้ำลายในปริมาณมาก โดยประมาณการอยู่ที่ 100 ถึง 150 ลิตรต่อวันสำหรับวัว[ 34 ]บทบาทของน้ำลายคือการให้ของเหลวที่เพียงพอสำหรับการหมักในกระเพาะรูเมนและทำหน้าที่เป็นสารบัฟเฟอร์[ 35 ]การหมักในกระเพาะรูเมนผลิตกรดอินทรีย์ในปริมาณมาก ดังนั้นการรักษาระดับ pH ที่เหมาะสมของของเหลวในกระเพาะรูเมนจึงเป็นปัจจัยสำคัญในการหมักในกระเพาะรูเมน หลังจากที่อาหารที่ย่อยแล้วผ่านกระเพาะรูเมน กระเพาะโอมาซัมจะดูดซับของเหลวส่วนเกินเพื่อไม่ให้เอนไซม์ย่อยอาหารและกรดในกระเพาะอะโบมาซัมเจือจางลง[ 17 ]
ความเป็นพิษของแทนนินในสัตว์เคี้ยวเอื้อง
แทนนินเป็นสารประกอบฟีนอลที่พบได้ทั่วไปในพืช พบได้ในเนื้อเยื่อใบ ตา เมล็ด ราก และลำต้น แทนนินมีการกระจายอย่างกว้างขวางในพืชหลายชนิด แทนนินแบ่งออกเป็นสองประเภท ได้แก่ แทนนินที่สามารถไฮโดรไลซ์ได้และแทนนินแบบควบแน่น ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นและลักษณะของมัน แทนนินทั้งสองประเภทอาจมีผลเสียหรือผลดีได้ แทนนินอาจมีประโยชน์ โดยแสดงให้เห็นว่าสามารถเพิ่มการผลิตน้ำนม การเจริญเติบโตของขนแกะ อัตราการตกไข่ และเปอร์เซ็นต์การคลอดลูกแกะ ตลอดจนลดความเสี่ยงต่ออาการท้องอืดและลดภาระของปรสิตภายใน[ 36 ]
แทนนินอาจเป็นพิษต่อสัตว์เคี้ยวเอื้อง เนื่องจากมันทำให้โปรตีนตกตะกอน ทำให้ไม่สามารถย่อยได้ และยังยับยั้งการดูดซึมสารอาหารโดยการลดจำนวนแบคทีเรียในกระเพาะรูเมนที่ย่อยสลายโปรตีน[ 36 ] [ 37 ]การบริโภคแทนนินในระดับสูงมากอาจทำให้เกิดพิษจนถึงขั้นเสียชีวิตได้[ 38 ]สัตว์ที่ปกติบริโภคพืชที่มีแทนนินสูงสามารถพัฒนากลไกป้องกันแทนนินได้ เช่น การใช้ลิปิดและพอลิแซ็กคาไรด์นอกเซลล์ ที่มีความสัมพันธ์สูงในการจับกับแทนนินอย่าง มีกลยุทธ์ [ 36 ]สัตว์เคี้ยวเอื้องบางชนิด (แพะ กวาง เอลก์ มูส) สามารถบริโภคอาหารที่มีแทนนินสูง (ใบ กิ่ง เปลือก) ได้เนื่องจากมีโปรตีนที่จับกับแทนนินอยู่ในน้ำลาย[ 39 ]
ความสำคัญทางศาสนา
กฎของโมเสสในพระคัมภีร์อนุญาตให้กินสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบางชนิดที่มีกีบแยก (เช่น สมาชิกในอันดับArtiodactyla ) และ "ที่เคี้ยวเอื้อง" [ 40 ]ซึ่งเป็นข้อกำหนดที่ยังคงรักษาไว้จนถึงทุกวันนี้ในกฎอาหาร ของชาวยิว และกฎอาหารของชาวสะมาเรีย ขบวนการพระนามศักดิ์สิทธิ์ และนิกายต่างๆ ที่ปฏิบัติตามกฎอาหารเดียวกัน เช่น คริสตจักรเอธิโอเปียออร์โธดอกซ์เทวาฮาโด เซเว่นเดย์แอดเวนติสต์ คริสตจักรฟิลาเดลเฟียเชิร์ชออฟก็อด และนิกายอื่นๆ อีกบางนิกาย
การใช้งานอื่นๆ
คำกริยา 'ครุ่นคิด' (ruminate) ได้ถูกขยาย ความหมาย ในเชิงเปรียบเทียบให้หมายถึง การใคร่ครวญอย่างรอบคอบ หรือการทำสมาธิเกี่ยวกับหัวข้อใดหัวข้อหนึ่ง ในทำนองเดียวกัน ความคิดต่างๆ อาจถูก 'เคี้ยว' หรือ 'ย่อย' 'เคี้ยวเอื้อง' หรือ 'ครุ่นคิด' คือการไตร่ตรองหรือทำสมาธิ ในทางจิตวิทยา " การครุ่นคิด " หมายถึงรูปแบบการคิด และไม่เกี่ยวข้องกับสรีรวิทยาการย่อยอาหาร
สัตว์เคี้ยวเอื้องและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
มีเทน ถูกผลิตโดย อาร์เคียชนิดหนึ่งที่เรียกว่ามีทาโนเจนดังที่ได้อธิบายไว้ข้างต้นภายในกระเพาะรูเมน และมีเทนนี้จะถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ กระเพาะรูเมนเป็นแหล่งผลิตมีเทนหลักในสัตว์เคี้ยวเอื้อง[ 41 ]มีเทนเป็นก๊าซเรือนกระจก ที่รุนแรง มีศักยภาพ ในการทำให้โลกร้อนขึ้น 86 เท่าเมื่อเทียบกับ CO2 ช่วง 20 ปี[ 42 ] [ 43 ]
เนื่องจากการบริโภคเซลลูโลส วัวจึงเรอออกมาเป็นมีเทน ซึ่งเป็นการนำคาร์บอนที่พืชกักเก็บไว้กลับคืนสู่ชั้นบรรยากาศ หลังจากนั้นประมาณ 10 ถึง 12 ปี มีเทนนั้นจะถูกย่อยสลายและเปลี่ยนกลับเป็นเมื่อเปลี่ยนเป็นCO2 พืชก็สามารถสังเคราะห์แสงและตรึงคาร์บอนนั้นกลับไปเป็นเซลลูโลสได้อีกครั้ง จากนั้นวัวก็สามารถกินพืชเหล่านั้นและวงจรก็จะเริ่มต้นใหม่อีกครั้ง โดยพื้นฐานแล้ว มีเทนที่วัวเรอออกมานั้นไม่ได้เพิ่มคาร์บอนใหม่ให้กับชั้นบรรยากาศ แต่เป็นส่วนหนึ่งของวัฏจักรคาร์บอนตามธรรมชาติผ่านวัฏจักรคาร์บอนชีวภาพ[ 44 ]
ในปี 2553 การหมักในระบบทางเดินอาหารคิดเป็น 43% ของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั้งหมดจากกิจกรรมทางการเกษตรทั่วโลก[ 45 ] 26% ของการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ทั้งหมด จากกิจกรรมทางการเกษตรในสหรัฐอเมริกา และ 22% ของการปล่อยก๊าซมีเทนทั้งหมด ในสหรัฐอเมริกา [ 46 ]เนื้อสัตว์จากสัตว์เคี้ยวเอื้องที่เลี้ยงในประเทศมีปริมาณคาร์บอนเทียบเท่าสูงกว่าเนื้อสัตว์ชนิดอื่นหรือแหล่งโปรตีนจากพืช โดยอิงจากการวิเคราะห์ข้อมูลเชิงเมตาของการศึกษาการประเมินวัฏจักรชีวิตทั่วโลก[ 47 ]การผลิตก๊าซมีเทนจากสัตว์ที่ใช้บริโภคเนื้อ โดยเฉพาะสัตว์เคี้ยวเอื้อง คาดว่าคิดเป็น 15-20% ของการผลิตก๊าซมีเทนทั่วโลก เว้นแต่ว่าสัตว์เหล่านั้นจะถูกล่าในป่า[ 48 ] [ 49 ]ปัจจุบัน ประชากร วัวเนื้อและวัวนม ในประเทศสหรัฐอเมริกา มีจำนวนประมาณ 90 ล้านตัว ซึ่งสูงกว่าประชากรวัวไบซันอเมริกัน ป่าสูงสุด ที่ 60 ล้านตัวในช่วงทศวรรษ 1700 ประมาณ 50% [ 50 ]ซึ่งส่วนใหญ่อาศัยอยู่ในพื้นที่ของทวีปอเมริกาเหนือซึ่งปัจจุบันเป็นประเทศสหรัฐอเมริกา
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- สรีรวิทยาการย่อยอาหารของสัตว์กินพืช – มหาวิทยาลัยรัฐโคโลราโด (ปรับปรุงล่าสุดเมื่อวันที่ 13 กรกฎาคม 2549)
- บริแทนนิกา บรรณาธิการสารานุกรม "สัตว์เคี้ยวเอื้อง" สารานุกรมบริแทนนิกา วันที่ไม่ระบุhttps://www.britannica.com/animal/ruminantเข้าถึงเมื่อ 22 กุมภาพันธ์ 2021
- .สารานุกรมบริแทนนิกา ( ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 11) พ.ศ. 2454