Моногастричные животные

Моногастричные животные — это животные, обладающие однокамерным желудком, в котором отсутствует разделение на функциональные отделы (рубец, сетка, книжка), характерное для жвачных парнокопытных. Пищеварение у моногастричных происходит преимущественно за счёт собственных ферментов организма, выделяемых в желудке и тонком кишечнике, а также за счёт ферментов поджелудочной железы. В отличие от жвачных, моногастричные не способны эффективно переваривать клетчатку и грубые растительные корма, так как у них отсутствует развитый симбиоз с целлюлозолитическими микроорганизмами в преджелудках. К моногастричным относятся большинство млекопитающих, включая человека, а также свиньи, лошади, кролики, плотоядные (собаки, кошки), грызуны и птицы.

Анатомические особенности

Основным отличием моногастричных от жвачных является строение желудочно-кишечного тракта. Желудок у них представляет собой простой мешковидный орган, состоящий из одного отдела (у некоторых видов, например у свиней, может быть небольшой дивертикул — слепой вырост, но он не образует функциональных камер). Стенка желудка выстлана слизистой оболочкой, содержащей железы, выделяющие соляную кислоту и пепсиноген. В зависимости от вида, желудок может быть железистым (у плотоядных) или смешанным (у всеядных и некоторых травоядных, например у лошадей, где часть желудка покрыта многослойным плоским эпителием, не выделяющим ферментов).

Кишечник моногастричных, как правило, длиннее, чем у плотоядных, но короче, чем у жвачных. У травоядных моногастричных (например, у лошадей, кроликов) основное место переваривания клетчатки — толстый кишечник, особенно слепая кишка, где обитают микроорганизмы, расщепляющие целлюлозу. Однако эффективность этого процесса ниже, чем у жвачных.

Физиология пищеварения

Пищеварение у моногастричных начинается в ротовой полости, где происходит механическое измельчение пищи и частичное переваривание углеводов (амилазой слюны у всеядных и травоядных). В желудке под действием соляной кислоты и пепсина начинается переваривание белков. Затем пищевой комок (химус) поступает в двенадцатиперстную кишку, где под действием ферментов поджелудочной железы (липазы, амилазы, трипсина) и желчи происходит окончательное переваривание жиров, белков и углеводов. Всасывание питательных веществ происходит в тонком кишечнике.

У травоядных моногастричных (лошади, кролики) значительная часть клетчатки ферментируется в толстом кишечнике. Микроорганизмы (бактерии, простейшие) расщепляют целлюлозу до летучих жирных кислот, которые всасываются в кровь. Однако белок микробной массы, образующийся в толстом кишечнике, всасывается слабо, поэтому травоядные моногастричные не получают значительного количества аминокислот из микробного синтеза, в отличие от жвачных.

Классификация по типу питания

Моногастричные животные делятся на три основные группы по типу питания:

Плотоядные (хищники)

К ним относятся собаки, кошки, хорьки, а также большинство диких хищников. У них короткий кишечник (в 3–6 раз длиннее тела), желудок простой, железистый, с высокой кислотностью, что необходимо для переваривания сырого мяса и костей. Углеводы перевариваются плохо, так как амилаза слюны и поджелудочной железы у них вырабатывается в малых количествах. Рацион хищников должен содержать высокий уровень белка и жира.

Всеядные (свиньи, человек, крысы)

У всеядных кишечник средней длины (в 5–8 раз длиннее тела), желудок смешанного типа, с железистой и безжелезистой зонами. Они способны переваривать как животные, так и растительные корма, но клетчатка усваивается плохо. У свиней, например, слепая кишка развита слабо, и основное переваривание клетчатки происходит в толстом кишечнике, но с низкой эффективностью.

Травоядные (лошади, кролики, морские свинки)

У травоядных моногастричных кишечник длинный (в 10–15 раз длиннее тела), желудок относительно небольшой, а толстый кишечник сильно развит. Например, у лошади слепая кишка может вмещать до 30–40 литров химуса. У кроликов и морских свинок развита цекотрофия — поедание собственных ночных фекалий (цекотрофов), богатых микробным белком и витаминами, что позволяет компенсировать недостаток аминокислот из микробного синтеза.

Сравнение с жвачными животными

Основные различия между моногастричными и жвачными животными:

Значение в сельском хозяйстве

Моногастричные животные играют важную роль в животноводстве. Свиньи и птица (куры, утки, индейки) являются основными источниками мяса, яиц и жира. Лошади используются как рабочие, спортивные и продуктивные животные (мясо, кумыс). Кролики дают диетическое мясо и пух. Однако разведение моногастричных требует более качественных кормов, богатых белком и энергией, чем разведение жвачных. В рационе свиней и птицы значительную долю составляют зерновые (кукуруза, пшеница, ячмень) и белковые добавки (соевый шрот, рыбная мука). В России, по данным Росстата на 2023 год, поголовье свиней составляло около 28 миллионов голов, а птицы — более 550 миллионов голов.

Особенности пищеварения у разных видов

Свиньи

Свиньи — всеядные моногастричные. У них относительно простой желудок, но с хорошо развитой кардиальной зоной, где выделяется небольшое количество слюны. Желудочный сок свиней содержит мало соляной кислоты, что делает их восприимчивыми к желудочно-кишечным инфекциям. Переваривание клетчатки у свиней происходит в толстом кишечнике, но эффективность не превышает 30–40%. Поэтому в рационе свиней клетчатки должно быть не более 5–10%.

Лошади

Лошади — травоядные моногастричные. У них желудок небольшой (10–15 литров у взрослой лошади), что требует частого кормления небольшими порциями. Желудок лошади имеет безжелезистую зону, покрытую многослойным эпителием, где не происходит переваривания. Основное переваривание клетчатки происходит в слепой кишке (до 40 литров) и ободочной кишке. Лошади не могут срыгивать корм, поэтому у них часто возникают колики при переедании или некачественном корме.

Кролики

Кролики — травоядные моногастричные с уникальной физиологией. У них желудок простой, с высокой кислотностью (pH 1–2), что позволяет убивать бактерии, поступающие с кормом. В слепой кишке кроликов обитает богатая микрофлора, которая переваривает клетчатку. Кролики практикуют цекотрофию: они поедают мягкие ночные фекалии (цекотрофы), которые содержат микробный белок, витамины группы B и летучие жирные кислоты. Это позволяет им получать до 30% белка из микробного синтеза.

Птицы

У птиц желудок состоит из двух отделов: железистого (выделяет ферменты и кислоту) и мускульного (желудок-мышца, где пища перетирается с помощью гастролитов — камешков, заглатываемых птицей). Кишечник у птиц короткий, слепая кишка развита слабо (у кур, уток, гусей). У зерноядных птиц (куры, индейки) в слепой кишке происходит частичное переваривание клетчатки, но эффективность низкая. Птицы не могут переваривать грубые корма с высоким содержанием лигнина.

Интересные факты

• У лошадей, в отличие от жвачных, не развивается тимпания (вздутие рубца) при поедании бобовых трав, но они подвержены коликам из-за закупорки кишечника.
• У кроликов желудок не может опорожняться полностью, так как он всегда содержит некоторое количество корма и цекотрофов.
• У свиней желудок имеет слепой вырост — дивертикул желудка, который у некоторых пород может достигать 10–15 см в длину.
• У морских свинок, как и у кроликов, развита цекотрофия, но они не могут синтезировать витамин C, поэтому нуждаются в его поступлении с кормом.
• У человека, как у моногастричного всеядного, длина тонкого кишечника составляет около 5–7 метров, а толстого — около 1,5 метра.

Источники

• Сельскохозяйственная энциклопедия. Том 3. — М.: Советская энциклопедия, 1972.
• Физиология сельскохозяйственных животных / Под ред. А. Н. Голикова. — М.: Агропромиздат, 1985.
• Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных / Под ред. А. П. Калашникова. — М.: Агропромиздат, 2003.
• Ветеринарная энциклопедия. Том 2. — М.: Советская энциклопедия, 1969.
• Данные Федеральной службы государственной статистики РФ (Росстат) за 2023 год.