Как животные питаются растениями

С трудом. Растительная пища очень тяжела для усвоения. Именно поэтому, кстати, она и доступна – по принципу «видит око, да зуб неймет». Казалось бы, какая проблема – заходи в лес, открывай рот и ешь! Но не всё так просто.

  • Во-первых, клетки растений покрыты прочными оболочками, состоящими из очень плохо переваривающихся углеводов (например, целлюлозы). Чтобы добраться до содержащейся внутри клетки цитоплазмы, оболочку нужно как-то разрушить, а это очень нелегко сделать.

  • Но даже если какой-нибудь медвежатник вскроет целлюлозный сейф, его будет ждать большое разочарование – внутри тоже ничего интересного нет. В растениях относительно мало белка, а ведь это самое лакомое питательное вещество.

  • А тот белок, что есть, беден некоторыми аминокислотами. Например, в растениях мало лизина – незаменимой аминокислоты, которую нельзя сделать в организме животного, можно только съесть – а где её есть-то? В растениях же ее мало...

Можно только посочувствовать травоядным: их жизнь – это непрерывный тяжелый труд. Но ребята как-то справляются; дальше будем говорить, как.

Способ первый, тупой: процеживание

Самые бесхитростные травоеды разрушают целлюлозные оболочки механически – челюстями. Так работают большинство листоядных насекомых – гусениц, кузнечиков, жуков. Проблема в том, что как бы тщательно они ни пережевывали пищу, раскусить каждую клетку у них не получается, поэтому эффективность такого питания невысока –  очень многие съеденные клетки выпадают с калом нетронутыми. Чтобы наскрести хоть сколько-нибудь белков, необходимых для роста, гусеницы/кузнечики пропускают через свой кишечник громадное количество растительной массы.

Аналогично тли и щитовки пропускают через себя громадное количество сладкой воды. Эти насекомые проникают своими хоботками непосредственно в сосуды флоэмы растения, откуда получают сладкую воду под давлением (даже сосать не надо). Но сахар – это только источник энергии, которая тлям особо и не нужна – они малоподвижны. А вот белки для построения тела (и неудержимого размножения) – очень нужны. Можно сказать, что тля «процеживает» флоэмный сок в поисках золотых крупинок белка, что найдет – жадно оставляет, а опостылевшую сахарную воду – выбрасывает.

Этой особенностью тлей пользуются муравьи, которые с удовольствием пьют сладкую жидкость, выделяемую тлями. Некоторые виды муравьев идут дальше – отправляются за тлями в далекие путешествия, приносят их поближе к своему муравейнику и выпускают на растения. Затем охраняют тлей от их естественных врагов – божьих коровок, а когда наступает зима – прячут ценных животных в своем муравейнике, чтобы те не замерзли. Короче – ухаживают, как люди за коровами или козами.

А потом, соответственно, доят: в книгах пишут, что муравей подходит к тле, легонько постукивает по ней своими усиками, и тля послушно выделяет капельку сладкой жидкости – кушай, муравей-батюшка. Прекрасную идиллию разрушает один простой вопрос: откуда тля выделяет сладкую жидкость? – Из анального отверстия, конечно! Можно сказать, что тля просто обкакалась от страха. С ее стороны это вполне нормальное поведение: очень многие насекомые при нападении на них выделяют что-нибудь эдакое.

Способ второй, промежуточный: смена питания

Пчелы, бабочки, шмели и другие насекомые, питающиеся нектаром, во взрослом состоянии, выходит, получают только энергию в виде углеводов, и совсем не получают белковой пищи. Поэтому и живут они недолго (в организме накапливаются поломки, починить которые невозможно – нет белков). Личинки же всех этих насекомых питаются растениями – гусеницы бабочек поедают листья, а личинки пчел – смесь меда с пыльцой (пергу), т.е. белки в их рационе все же есть.

Детям для роста и развития очень желательно получать пищу, богатую белками. У растительноядных млекопитающих таким полноценным питанием является молоко: белок молока казеин содержит полный набор незаменимых аминокислот. Откуда мама-корова возьмет этот полный набор – это ее проблема, но ребенок-теленок будет питаться так же, как львы и волки – полноценной белковой пищей (в коровьем молоке около 3% казеина, в человеческом – около 0,7%).

Что же делать растительноядным птицам? Не волноваться – ведь начальные стадии развития птенца прошли внутри яйца, где с аминокислотами никаких проблем не было. А после вылупления из яйца – кормить детей животной пищей – насекомыми. (В рационе взрослого воробья насекомые составляют около 15%, а в рационе птенцов воробья – около 60%. Таким образом, при выращивании потомства зерноядные воробьи истребляют огромное количество насекомых-вредителей и приносят сельскому хозяйству больше пользы, чем вреда.)

Способ третий, хитрый: симбиоз

Большинство травоядных для разрушения целлюлозной клеточной стенки растений использует бактерий, обладающих необходимым для этого ферментом (целлюлазой). В пищеварительных системах таких животных есть два участка: в одном бактерии переваривают траву, а в другом – животные переваривают бактерий (какое низкое коварство!)

Наилучшим образом этот способ реализован у жвачных: сначала у них идет отдел для бактерий и простейших (рубец), которые переваривают траву: бактерии разрушают целлюлозные оболочки клеток и съедают цитоплазму, затем простейшие съедают бактерий. Сетка (вырост рубца) делит пищу: мелко измельченная масса идет дальше в книжку, а недожеванная трава отрыгивается назад в рот для дополнительного пережевывания (какая жвачка лучше всего помогает от кариеса?)

Пища, пережеванная во второй раз, без дальнейших церемоний поступает сразу в книжку. Между ее листочками пища (то, во что она теперь превратилась) окончательно перетирается и идет в сычуг, который по своей работе соответствует «обыкновенному» (например, нашему с вами) желудку. В сычуге корова невозмутимо переваривает простейших (а они-то радовались жизни! В рубце было так хорошо – тепло, влажно, полно еды! Но за все надо платить...)

1

Все остальные травоеды не смогли найти такого же простого и ясного решения, как жвачные, поэтому им приходится всячески изощряться. У нас с вами сначала идет наше переваривание (желудок и тонкая кишка), а в последнем отделе (толстой кишке) живут бактерии (в основном кишечная палочка). В толстом кишечнике наше переваривание уже не происходит – это отдел для всасывания воды, так что вся переработанная бактериями трава им же самим и достается. Таким образом, мы используем растительную пищу далеко не на полную мощность, поэтому и не можем питаться только травой, как это делают коровы.

Термиты едят древесину, поэтому представляют большую опасность для деревянных построек – если в деревянном доме завелись термиты, значит дому скоро конец. (Слово «термит» на греческом и означает «конец», и слово «Терминатор» произошло от того же корня.) В кишечнике термитов симбиоз двойной: там живут жгутиковые простейшие гипермастигины, которые переваривают древесину за счет своих собственных симбионтов – бактерий. Этот зоопарк у термитов, как и у нас, находится в последнем отделе кишечника (в котором всасывается вода и формируется кал). Термиты периодически двигают этот кал назад в среднюю кишку, где и происходит переваривание бактерий. Вся эта операция происходит внутри организма,  незаметно для окружающих.

У зайцев и кроликов незаметно не получилось. Бактериальное переваривание травы (а зимой – коры) у них тоже происходит после собственного – в слепой кишке, находящейся на границе между тонкой и толстой. При нормальном пищеварении пища из слепой кишки должна идти в толстую, затем в прямую и выбрасываться, и зайцы так и делают. Что же, осталось тепло попрощаться и отпустить сытых бактерий на волю, как это делаем мы? Но зайцы не могут быть такими добрыми, поскольку у них нет под рукой магазинов, полных колбасы. Поэтому они, как и термиты, возвращают кал в желудок и кишечник, и очень простым способом – они его съедают. Следовательно, у них бывает два вида кала – один прошел через пищеварительную систему один раз, а другой – два раза. Зайцы, естественно, хорошо различают эти два вида и съедают только первый.

Откуда симбионты внутри животного берут азот
для дополнительных белков

Проблема процеживания, с которой сталкиваются тупые тли из первого способа, стоит, на самом деле, перед всеми растительноядными животными: углеводы (источник энергии для того, чтобы с диким мычанием бегать кругами по полю) имеются у них в избытке, а вот бицепсы и трицепсы накачивать – нечем.  Это «нечем», как указано в начале статьи, состоит из двух частей: во-первых, растения бедны белками, а во-вторых, растительные белки бедны некоторыми аминокислотами.

А как же бактерии-симбионты в желудке коровы/термита – разве они не кудесники? – На такой случай у французов есть пословица: «чтобы сделать рагу из зайца, надо иметь хотя бы кошку». Теоретически, бактерии могут делать белки самостоятельно, но практически – в растительной пище слишком мало необходимого для этого азота. Стало быть, проблема – где взять азот.

  • Просеивать, просеивать, и просеивать: добывать из пищи белки, а все остальное – выбрасывать с калом.

  • Большинство растительноядных с удовольствием съест что-нибудь животное: домашние лошади ловят и поедают крыс, северные олени – леммингов и полевок (а так же с удовольствием гложут сброшенные рога)... Но такие мелочи, конечно, не спасают.

  • В нашей атмосфере содержится 80% газообразного азота, но для синтеза белков он подходит плохо – слишком стойкое вещество. Атомы в молекуле азота держатся друг за друга аж тремя прочными связями, и разорвать эти объятия – задачка непростая. Решить ее способны лишь некоторые азотфиксирующие прокариоты (бактерии и цианеи) – они и являются главным источником атомов азота (и, в конечном счете, белков) для коровы и ей подобных. Азотфиксаторы, прямо как в клубеньках у бобовых растений, «фиксируют» (добывают) азот из воздуха, содержащегося в коровьем желудке. Небольшой трудностью можно считать лишь то, что воздуха в желудке у коровы не слишком много.

  • Фиксаторам можно помочь: добавить в пищу коровы источник азота – мочевину. И на этом месте у меня возникает вопрос, на который я не знаю ответа: ведь мочевина постоянно и в больших количествах образуется внутри самой коровы, а потом – удаляется с мочой. Почему великий и ужасный естественный отбор не догадался отправить часть этой мочевины в желудок?






 
 
 

Ещё можно почитать

Статья, написанная на другой стороне баррикад: "Как растения защищаются от травоядных животных"

Кроме "Почему мочевина не может из крови коровы выделиться в ее же желудок?" к естественному отбору существует еще множество других вопросов.

Подробный рассказ о том, что бактерии делают в нашем кишечнике.

Каким из вышеприведенных трех способов питания растениями пользуются вегетарианцы?

Опрос

 Понравилась ли вам песня?





Результаты

Расскажите друзьям

0

Комментировать
На главную
 

© Д.В.Поздняков, 2009-2017
E-mail: pozzdd@yandex.ru