瘤胃共生的生态及经济学意义

一、瘤胃共生的生态及经济学意义

反刍动物为微生物提供营养基质和适宜环境，动物吞食的植物性食料是微生物源源不断的营养，瘤胃内厌氧、偏酸性(pH5.5～7.0)及适宜的温度(30～40℃)的单一稳定环境，保证了微生物的代谢活动。微生物则发酵分解动物无法消化的植物性物质，产生可被反刍动物吸收利用的微生物蛋白质、低分子量脂肪酸和维生素等。

反刍动物以富含纤维素的草、叶子和嫩枝为食，因不能合成纤维素酶，所以无法利用这些物质，而必须依赖其瘤胃中的微生物群体，瘤胃里的纤维素和其他植物性多糖物质通过特殊的微生物群体的活动而被消化吸收。

首先，食物经食道同唾液混合进入瘤胃，以咀嚼转动加以搅拌，这时出现微生物发酵。植物纤维被研磨细，便于微生物附着。食物逐渐进入蜂窝胃reticulu，在那里形成一些小的团块叫做食团(cuds)，食团反刍到口里，动物进行再次咀嚼。嚼得很细的食物与唾液完全混合后，再被吞入，但此时食物进入重瓣胃Omasum，最后到达皱胃abomasum——一个更类似于真胃的器官，在这里开始化学消化。营养物质在肠道中被吸收。

进入瘤胃的食物同定居微生物群体混合，在这里停留平均约9小时。在这期间，纤维素分解菌和原生动物将纤维素水解为纤维二糖和葡萄糖。这些糖类然后经过微生物的发酵而产生有机酸，主要是乙酸、丙酸和丁酸，以及二氧化碳气体和甲烷(见图6-1)。有机酸通过瘤胃壁进入血液，并被氧化作为动物的主要能量来源。除消化作用之外，瘤胃微生物还合成氨基酸和维生素。这是动物必需养料的主要来源。发酵之后，瘤胃的内含物主要是大量的微生物细胞加上部分消化的植物性物质，它们通过动物的消化道，在那里经过类似于其他动物的消化过程。微生物细胞在瘤胃中形成并在消化道中消化，它们是动物的蛋白质和维生素的主要来源。由于瘤胃中许多微生物能以尿素作为唯一氮源生长，为了促进微生物蛋白质的合成，常在牛饲料中补充尿素。大量微生物蛋白质被动物本身充分利用。这样，反刍动物在以缺乏蛋白质的食物如草料为生时，在氮素供应上就优于非反刍动物。