Желудок жвачных животных и строение
Морфологичеси и функционально желудочная система жвачных состоит из четырех отделов (рубец – 57%, сетка – 7%, книжка – 20%, сычуг – 11%). Три первых не снабжены железами и выполняют функции так называемого преджелудка, в котором пища обрабатывается – и механически, и бактериально.
Стенки такого преджелудка сформированы трема родами оболочек:
- серозная
- мышечная
- слизистая (и, что интересно, доля этой оболочки составляет примерно до 75% от общей массы всего желудка).
Очень интересно у жвачных устроен и процесс пищеварения – он достаточно своеобразен тем, что работает со жвачкой, включая следующие моменты:
- Изначально пережеванная трава попадает прежде всего в рубец, где слюна и микроорганизмы начинают процесс брожения.
- Из рубца масса отправляется в сетку, которая отличается с ячеистым строением своих стенок. Там корм подвергается отрыгиванию обратно в ротовую полость, где за дело берутся зубы и слюда, завершая процесс измельчения массы.
- Затем полужидкая и хорошо подготовленная жвачка снова заглатывается животным, попадая в еще один отдел желудка – книжку. Свое название он получил из-за параллельных складок, которые образуются книжкой на подобии реальных страниц – листочков.
- Здесь еда проходит процесс обезвоживания и переходит дальше – в сычуг. И здесь на нее наконец воздействует сычужный сок.
Почти для всех жвачных характерно особое строение верхней челюсти – резцы отсутствуют, а вместо их образован твердый валик поперечного формата, а коренные зубы снабжены особыми складками эмали, образующими лунки.
В связи с особой системой пищеварения у жвачных очень длинный кишечник, а молочные железы сформированы в вымя с несколькими сосками, располагающееся в зоне паха.
Большинство видов жвачных характеризуются наличием рогов самой разной формы и строения – обычно они расположены на лобных костях у самцов (и не только).
Обычно пястные кости пальцев у этих животных сращены в единый массив, за счет чего вместе с некоторой репродукцией костей предплечья и голени конечность отличается стержневидным строением. Именно такое строение выработалось в качестве отличного приспособления к бегу.
Признаки парнокопытных
Для того чтобы понять, в чем же состоят отличительные особенности двух классов млекопитающих парнокопытных и непарнокопытных между собой, следует изначально определить, какие семейства входят в их состав.
К парнокопытным животным относят таких представителей фауны:
- жвачные — быки, овцы, жирафы, олени, бизоны, вилороги, а также антилопы;
- нежвачные — свиньи, бегемоты, пекари;
- мозоленогие, а именно верблюды.
Как правило, конечности у таких животных заканчиваются специальным футляром в виде копыт. Отличительный признак парнокопытных — редуцированный первый палец на конечностях, а также недоразвитые второй и пятый пальцы. Обычно особи такого типа располагают большими или средними габаритами телосложения, а также удлиненной мордой, если это жвачные животные — дополнительными рогами.
Все материки мира заселены парнокопытными, исключение стала только Антарктида. Ранее эти существа не находились на территории острова Австралия, но благодаря усилиям человека этот «недочет» был исправлен. Чаще всего животных класса парнокопытных заселяют степные и равнинные местности, тундры, пустыни, саванны. Гораздо реже их можно встретить в лесах и чащах.
Главные отличия парнокопытных особей от непарнокопытных заключается в следующих пунктах:
- Парнокопытные представители фауны обладают копытом с парным числом пальцев, в свою очередь, непарнокопытные особи обладают конечностью с укрытым копытом нечетным числом пальцев.
- В диком виде представители класса парнокопытных более распространены по миру, недели их «оппоненты».
- К тому же парнокопытные животные имеют усложненную форму пищеварения, предполагающую многокамерный желудок.
Эволюция и классификация жвачных
Жвачные появились на геологической сцене в эоцене в виде мелких форм, занимавших по сравнению с нежвачными незначительное место в фауне той эпохи. В настоящее время они представляют наиболее прогрессивную и многочисленную группу копытных, еще не пережившую своего расцвета. Эволюция жвачных шла в направлении приспособления к питанию исключительно растительной пищей и быстрому бегу как средству спасения от врагов и способу использования обширных, но скудных и лишенных водопоя кормовых площадей. С этим связаны: форма лунчатых коренных зубов, приспособленных к пережевыванию жесткой растительной пищи, удлинение средних и редукция боковых лучей четырехпалой конечности, функционально превращающейся в двупалую, усиление центральных лучей (III и IV) и слияние их мета- подий в одну непарную кость, повышающее крепость конечности. Усложнение желудка также связано с приспособлением к питанию труднопереваримой, богатой клетчаткой, растительной пищей и с защитой от возможных врагов. Объемистый первый отдел желудка, рубец, позволяет животному наскоро заглатывать большое количество слабо или вовсе непережеванной пищи и перерабатывать ее в укрытии, при спокойной обстановке. Под действием слюны и расщепляющих клетчатку микроорганизмов (инфузорий) пища в рубце мацерируется и небольшими порциями отрыгивается для вторичного пережевывания в ротовую полость. Вторично пережеванная, она поступает для дальнейшей переработки пищеварительными соками и бактериями в следующие отделы желудка и кишечник. Это направление эволюции позволило малочисленным вначале жвачным стать победителями в жизненной борьбе и вытеснить большую часть остальных, менее приспособленных к меняющимся условиям среды групп копытных.
Как и другие группы парнопалых, жвачные ведут свое начало от примитивных нижне- или среднеэоценовых палеодонтов (Palaeodonta). Самые ранние их представители появились во второй половине эоцена.
Морфологически близким и, весьма вероятно, прямым предком современных высших жвачных (Ресога) был род Gelocus Aymard из нижнего олигоцена Европы. Верхние резцы у Gelocus были утрачены, передние премоляры не имели формы и положения клыка. На задних конечностях средние метаподии уже слились в одну кость, но на передних были еще раздельные. Близок современным оленькам (Tragulidae) и иногда включается с ними в одно семейство. Сам Gelocus может рассматриваться как один из непосредственных предков полорогих (Bwidae). Начавшаяся рано в группе Gelocidae дивергенция привела к появлению форм (роды Lophiomeryx, Prodremotherium и некоторые другие), послуживших исходными для других семейств Ресога.
Из других вымерших групп древних жвачных следует упомянуть протоцератид (Protoceratidae) — вероятных потомков гипертрагулид, существовавших с нижнего олигоцена до нижнего плиоцена на территорий Северной Америки. У представителей этой группы впервые в истории парнопалых появились рога. Последние представляли две или три пары костных выростов на верхнечелюстных, носовых и лобных костях, по-крытых, вероятно, кожей с волосом, как у современных жираф. В современной фауне протоцератиды не оставили потомков.
Современные жвачные составляют пять или шесть семейств.
1. Оленьковые (Tragulidae), наиболее примитивная группа, сохранившая большое число архаических черт, свойственных общим предкам подотряда. Рогов нет. Полностью сохранились, хотя и в более слабой степени развитые, локтевая, малая берцовая, а также кости боковых лучей запястья. Метаподии центральных лучей полностью слились только на задних конечностях; на передних же они остаются или совсем самостоятельными, или сливаются лишь частично. В желудке развиты только три отдела, книжка остается в зачаточном состоянии. Плацента диффузная. Включает всего два современные рода: Tragulus Brisson из юго- восточной Азии и Hyemoschus Gray из Экваториальной Африки.
Все остальные, так называемые высшие жвачные, имеют вполне развитую цевку на всех конечностях, четырехраздельный желудок, множественно котиледонную плаценту, и обычно объединяются в надсемейство (или инфраотряд) Ресога, включающий остальные пять семейств.
Класс — млекопитающие
Инфракласс — плацентарные
Подотряд — жвачные
Литература:
1. И.И. Соколов «Фауна СССР, Копытные звери» Издательство академии наук, Москва, 1959 год.
Парнокопытные животные, населяющие в наше время планету, — это плацентарные млекопитающие. Все они разделены на 3 подотряда, составленные из десяти семейств, восьмидесяти девяти родов и 242 видов животных. Многие виды из этого множества играют очень заметную роль в жизни людей. Особенно это относится к семейству полорогих.
Собака
Предок:волк, а также, возможно, шакал и прасобака (последняя уже вымерла). Помесь всех троих с «упором» на волка Время одомашнивания: 33 000 лет назад
Место: Юго-Восточная Азия
Друг человека на то и друг, что одомашнен был раньше всех. Последние данные говорят, что это случилось всего на 12 000 лет позже после того, как вообще окончательно сформировался вид Homo sapiens (до этого современный человек находился в переходной стадии — от предковой формы Homo sapiens idaltu), а по земле ходили последние неандертальцы.
А дело было, по-видимому, так. Вокруг стоянок людей всегда было много костей, а там, где кости, — хищные звери. Прежде всего волки (а некоторые ученые считают, что вместе с ними шакалы и прасобаки, ныне вымершие и, возможно, являющиеся одними из предков современных собак). Их всегда много, они не так независимы и пугливы, как, к примеру, медведи. Волков, конечно, прогоняли. Но потом те просто поняли: не будут вредить людям — получат вкусные кости. Поняли и люди: не будут гнать волков — получат защиту от других хищников. Так и повелось.
Шел постепенный отбор на «доброту»: самые дружелюбные из волков оставались с людьми, самые агрессивные уходили в лес (где живут и поныне). Прибившиеся к людям волки становились все более мирными, пока — около 12 000 — 15 000 лет (во времена перехода от охоты и собирательства к скотоводству и земледелию) — не «превратились» в собак. Это произошло, конечно, не в одночасье, имеется в виду постепенное формирование вида.
А вот породы стали появляться намного позже — около 4000 лет назад. Но самая первая (или одна из первых) — салюки, или персидская борзая, — аж 5500 лет назад. Крупные собаки помогали людям на охоте, а мелких, по мнению ученых, люди разводили на случай голода — чтобы съесть.
Значение жвачных
Любое жвачное животное – не хищник, и не способно защитить себя от противников, которые избрали их звеном своей пищевой цепочки. И, что бы выжить, жвачные научились на бегу добывать и усваивать корм. А уже потом его переваривать. На самом деле, именно жвачные характеризуются наличием существенных и широких источников корма, в отличии от тех же хищников. И у этой группы животных имеется симбиотическое пищеварение (причем максимальное среди всех позвоночных) – в помощь к высокоэффективному применению пищи. И именно такое пищеварение, когда эндосимбионты (бактерии, грибы), находящиеся в сетчатом желудке, участвует в расщеплении пищи, а также в процессе гидролиза кормов.
И огромное количество животных этой группы спасает человечество – ведь среди них есть не только источники пропитания для людей, но и тягловые, грузовые силы. На самом деле значение жвачных для человечества сложно недооценить – ведь все мы и всегда сталкиваемся с ними в повседневной жизни.
Нежвачные парнокопытные
В чем разница между индейкой и индюшкой Представители отряда Парнокопытные отличаются особенностями строения пищеварительной системы. Свиньи и бегемоты относятся к нежвачным. Они отличаются массивным туловищем и относительно короткими конечностями, на которых располагается по четыре пальца. Их пищеварительная система имеет стандартное для представителей млекопитающих строение. Желудок простой, не дифференцирован на отделы.
Представители нежвачных широко известны. К примеру, крупное копытное животное — дикий кабан, или свинья. Его легко узнать по удлиненной морде с голым «пятаком» вокруг ноздрей. С его помощью животное роет землю, добывая пищу. Обитает кабан преимущественно в дубовых и буковых влажных лесах, густых зарослях кустарника.
Еще одним ярким примером нежвачных копытных животных является бегемот, или гиппопотам. Это настоящий гигант, вес которого достигает более трех тонн. Его нуждается в постоянном увлажнении. Поэтому бегемоты ведут полуводный образ жизни. Они распространены в тропической части Восточной и Центральной Африки. Однако в результате браконьерского истребления чаще всего их можно встретить на заповедных территориях.
Питание жвачных
Обычно жвачные не заботятся о тщательном пережевывании корма, который они едят – обычно этот процесс проходит поверхностно. Ведь основную обработку он проходит в одном из отделов желудка – рубце – и там корм приводится в состояние идеальной мелкой консистенции. Именно с этой целью животные постоянно жуют жвачку, отрыгивая корм в ротовую полость.
Такое питание и строение желудка обусловлено, прежде всего, своеобразием переваривания корма (как правило, физико-химического), а также количеством необходимых животному питательных и минеральных веществ.
Такое устройство идеально подходит для усвоения органических веществ – а именно, для перевода их в более простые растворимые соединения низкомолекулярной формы. И что бы обеспечить все это, животновод должен идеально знать процесс пищеварения.
Для крупного сельскохозяйственного скота просто необходимы грубые корма с хорошо усваиваемым и перевариваемым протеином – но имеющие низкий показатель растворимости в рубце. Ведь чем большая часть корма превратится в бактериальный протеин, тем более высока ценность такого корма для животного.
И главными ингредиентами корма для животных из группы жвачных считаются зерно, отруби как источник энергии, а также кукурузная мука, люцерна, жмых масличных, целлюлоза и даже зерновые оболочки.
Микробиология рубца [ править ]
Дополнительная информация: Метаногены в пищеварительном тракте жвачных животных
Позвоночные животные не обладают способностью гидролизовать бета гликозидную связь растительной целлюлозы из-за отсутствия фермента целлюлазы . Таким образом, жвачные животные должны полностью зависеть от микробной флоры, присутствующей в рубце или задней кишке, чтобы переваривать целлюлозу. Переваривание пищи в рубце в первую очередь осуществляется микрофлорой рубца, которая содержит плотные популяции нескольких видов бактерий , простейших , иногда дрожжей и других грибов — 1 мл рубца, по оценкам, содержит 10–50 миллиардов бактерий и 1 миллион простейших. , а также несколько дрожжей и грибков.
Поскольку среда внутри рубца является анаэробной , большинство этих видов микробов являются облигатными или факультативными анаэробами, которые могут разлагать сложный растительный материал, такой как целлюлоза , гемицеллюлоза , крахмал и белки . Гидролиз целлюлозы приводит к сахару, который затем ферментируется до ацетата, лактата, пропионата, бутирата, диоксида углерода и метана .
Поскольку бактерии проводят ферментацию в рубце, они потребляют около 10% углерода, 60% фосфора и 80% азота, которые глотает жвачное животное. Чтобы восстановить эти питательные вещества, жвачное животное затем переваривает бактерии в сычуге . Фермент лизоцим адаптирован для облегчения переваривания бактерий в сычуге жвачных животных. Рибонуклеаза поджелудочной железы также расщепляет бактериальную РНК в тонком кишечнике жвачных животных как источник азота.
Во время выпаса жвачные животные производят большое количество слюны — по оценкам, у коровы от 100 до 150 литров слюны в день. Роль слюны заключается в обеспечении достаточного количества жидкости для ферментации рубца и в качестве буферного агента. Ферментация рубца производит большое количество органических кислот, поэтому поддержание соответствующего pH жидкостей рубца является критическим фактором ферментации рубца. После прохождения пищеварительного тракта через рубец омасум поглощает лишнюю жидкость, так что пищеварительные ферменты и кислота в сычуге не растворяются.
Классификация
| Paraxonia | Свинообразные | ||||||||
| Китожвачные | Ruminantiamorpha
|
Семейство свиней (Suidae)
Животные средних размеров
. Рыло—удлиненное в хоботок, поддерживаемый предносовой костью (os praenasale). Терминальная часть хоботка уплощена в пятачок. Редкий волосяной покров состоит преимущественно из щетин. Череп характеризуется своей мощной конусовидной носовой частью. Зубная формула у p. Sus полная.
Клыки достигают огромного развития, иногда сильно изгибаются, имея очертания трехгранных стилетов. У кабанов бока (от шеи до задних краев лопаток) несут уплотненный кожный слой, образующий так называемый калкан, служащий секачам (старым самцам) защитой при драках. Сухой калкан (в снятой шкуре) не пробивает пуля сильного револьвера.
Количество молодых—от 4 до 6, у домашних свиней число поросят может быть и больше. В связи с этим у домашних пород увеличивается количество сосков до 8—10 и даже до 18. У американской пекари (Dicotyles) только два соска.
К семейству свиней принадлежит 9 родов с значительным количеством видов, распространенных по всему Старому Свету за исключением Австралии. В Южной Америке встречается один род примитивных свиней—пекари (Dicotyles), которые по морфологическим признакам близки к свиньям олигоцена Европы.
Наиболее известен дикий кабан (Sus scrofa; рис. 299), которого считают одним из родоначальников многочисленных. пород домашних свиней.
На Целебесе и прилежащих островах распространена характерная б а б ирусса (Babirussa). Верхние клыки этой свиньи при росте получают изгиб кверху, прорезываются через верхние губы и, резко искривляясь, концами достигают глазничных областей.
Токсичность танинов у жвачных животных
Танины находятся фенольные соединения которые обычно встречаются в растениях. Танины, содержащиеся в тканях листьев, бутонов, семян, корней и стебля, широко распространены во многих различных видах растений. Танины делятся на два класса: гидролизуемые танины и танины. конденсированные танины. В зависимости от их концентрации и природы любой из этих классов может иметь побочные или положительные эффекты. Танины могут быть полезными, поскольку они увеличивают производство молока, рост шерсти, скорость овуляции и процент окота, а также снижают риск вздутия живота и уменьшают нагрузку на внутренние паразиты.
Дубильные вещества могут быть токсичными для жвачных животных, поскольку они осаждают белки, делая их недоступными для пищеварения, и они препятствуют усвоению питательных веществ за счет уменьшения популяции протеолитических бактерий рубца. Очень высокий уровень потребления танинов может привести к токсичность это может даже привести к смерти. Животные, которые обычно употребляют в пищу растения, богатые танинами, могут выработать защитные механизмы против дубильных веществ, такие как стратегическое использование танинов. липиды и внеклеточный полисахариды которые имеют высокое сродство к связыванию с танинами. Некоторые жвачные животные (козы, олени, лоси, лоси) способны потреблять корм с высоким содержанием дубильных веществ (листья, веточки, кора) из-за присутствия в их слюне белков, связывающих танины.
Поведение
Социальное поведение парнокопытных варьируется в зависимости от вида. Хотя некоторые парнокопытные являются одиночными, большинство из них достаточно социальные. Считается, что живущие в больших группах парнокопытные едят большее количество растительности, поскольку у них нет необходимости постоянно осматривать местность и следить за приближением хищников. Тем не менее, если численность группы достаточно сильно увеличивается, может возникнуть конкуренция в пределах одного вида.
Виды, живущие в группах, часто имеют иерархию, как среди самцов, так и самок. Некоторые виды также живут в гаремных группах, с одним самцом, несколькими самками и их общим потомством. У других видов самки и детеныши остаются вместе, в то время как самцы одиноки или живут в холостяцких группах, и ищут самок только во время брачного сезона.
Многие парнокопытные являются территориальными и метят свою территорию, например, специализированными железами, калом или мочой. Есть виды, которые сезонно мигрируют, в то время как другие остаются в одной и той же среде обитания на протяжении всего года. Парнокопытные могут быть суточными, сумеречными или ночными. У некоторых видов период бодрствования варьируется в зависимости от сезона или среды обитания.
