仅仅通过吃草就长出强壮躯体的不仅仅是牛,还有马、大象、犀牛、长颈鹿等大型哺乳动物。在距今6,500万年的恐龙时代也有不少以草为生的庞然大物,易碎双腔龙就是其中的典型代表。
易碎双腔龙体长可达40~58米(估计值),比地球上现存的最大物种——蓝鲸还要大。两者的食性明显不同:蓝鲸收割的是磷虾,而易碎双腔龙则是纯粹的食草动物。
动物们通过吃草也可以长得很壮,有些“猛兽”甚至也会吃草
有很多陆生食草动物的祖先其实也是吃肉的,只不过由于环境变化、物种竞争激烈等原因,能够捕获的猎物越来越少,而枝叶及野草则是应有尽有,几乎遍地都是,食草动物也因此逐渐繁衍兴盛起来。
以“国宝”大熊猫为例,大熊猫属于食肉目动物,其消化道依然保留着肉食动物的特征。科学家通过大熊猫化石中的骨胶蛋白进行研究发现,大熊猫的祖先并不是严格的素食主义者,大熊猫以竹子为食很有可能是最近几千年才发生的食性转变。
2017年2月,四川马边县的村民还发现一只成年的大熊猫下山捕杀了一只山羊,这再一次验证了之前的观点。
很多实例都表明,植食性动物通过吃草也可以长得很壮。非洲大草原上的成群的角马、犀牛以及迁徙的象群、斑马、野牛等等,都是非常典型的案例。草是自然界中最容易获得的食物来源,能够养活数量庞大的生物群体。作为典型的食草动物,牛吃起草来和我们人类吃玉米、馒头没有太大区别,都是将大分子的聚合物消化成小分子的糖类——人和牛最主要的区别就体现在消化器官的特定功能上。
牛有4个胃,还有消化道微生物的帮助,这一点与人类有很大不同
牛胃由4个部分组成,分别是瘤胃、网胃、瓣胃以及真胃,这些胃具有不同的生理功能,加起来占据了牛腹腔的绝大多数空间,能够容纳150~230公升的饲料。
在所有的牛胃中,瘤胃的体积是最大的,也是细菌发酵饲料的主要场所。瘤胃由肌肉囊组成,可以通过缓慢的蠕动使食物团规律地流动,其体积一般为95升。瘤胃的pH一般保持在5.5~7的范围内,温度最高可达41℃,适宜的温度和酸碱度非常有利于肠道微生物的生长。
瘤胃中的微生物和牛之间是共生的关系,起消化作用的微生物主要是细菌和纤毛原虫,可以帮助消化纤维素等物质,纤维素经过丙酮酸反应后可以生成挥发性的脂肪酸,这是反刍动物的主要能源,可以用来合成大分子脂肪。
而人的胃中缺少能够消化纤维素的细菌,因此不能像牛一样全面利用草叶中的物质能量。对人类来说,经常食用芹菜、韭菜等富含膳食纤维的蔬菜还是很有好处的,有利于促进肠道的蠕动与消化道的健康。
▲▲树叶中的纤维素及其分子结构
另外,网胃、瓣胃以及真胃的功能分别是:
- 网胃:排出消化过程中产生的发酵气体,帮助食团逆呃,功能基本上和瘤胃相同。
- 瓣胃:主要功能是吸收食物团中的水分及少量的营养,其容积约占牛胃容积的7%。
- 真胃:产生胃酸,分泌各种消化酶,是菌体蛋白质和过瘤胃蛋白质被消化的部位。
▲▲我们平时涮火锅吃的毛肚其实是牛的第3个胃,即瓣胃。毛肚吃起来很有嚼劲儿,鲜香脆嫩,配上啤酒就更爽了。
以上三个胃也含有大量的微生物,其功能不仅仅是辅助消化,还能够将小分子多肽、游离氨基酸、氨等物质合成微生物蛋白质,这些高品质的菌体蛋白也可以被牛吸收利用。
牛是典型的反刍食物,可以对食物进行二次咀嚼
即便有了微生物菌群的帮助,富含粗纤维的植物性饲料也是很难被彻底消化的,而牛可以通过反刍作用对这些未被完全消化的饲料进行二次消化。
反刍是一种比较复杂的生理反射过程,可以分为逆呃、重咀嚼、混合唾液、吞咽4个过程,粗饲料在二次咀嚼时和唾液充分混合,增大了瘤胃细菌的附着面积。研究表明,牛每天的反刍时间为6~8小时,反刍周期为14~17次之多——由此看来,为了消化掉粗纤维这块“硬骨头”,牛牛们确实没少下功夫。
总之,由于消化器官的差异,摄食等量的、富含纤维素的食物,人从食物中获取的能量远没有牛多。
▲▲肠道微生物菌群
瘤胃微生物产生的蛋白质既含有必须氨基酸,又含有非必需氨基酸,瘤胃微生物还可以合成大量的脂肪,最终将被合成牛乳和体脂肪中,微生物的这些“馈赠”都为牛提供了大量的营养物质。
当然了,牛的这些消化本领是人所不具备的,所以牛吃草能长肌肉、长身体,而人吃草就只能越长越瘦了。
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