Жвачные животные

Жвачные животные — это подотряд млекопитающих отряда парнокопытных (Artiodactyla), характеризующийся особым типом пищеварения, при котором пища (преимущественно растительная) подвергается многократному пережёвыванию после предварительного заглатывания. Ключевая особенность жвачных — сложный многокамерный желудок, состоящий из четырёх отделов (рубец, сетка, книжка и сычуг), и способность отрыгивать полупереваренную массу (жвачку) для повторного измельчения. К подотряду относятся такие широко известные семейства, как полорогие (коровы, овцы, козы), оленевые, жирафовые и вилороговые. Жвачные животные играют важнейшую роль в сельском хозяйстве и экосистемах, являясь основными потребителями грубой растительной клетчатки.

Эволюция и происхождение

Предки современных жвачных появились в эоцене (около 50–55 миллионов лет назад) на территории современной Евразии. Первые представители, относимые к подотряду, были мелкими всеядными или плодоядными животными, напоминавшими современных оленьков. Переход к питанию травой и грубой растительностью произошёл в олигоцене и миоцене, когда в результате изменения климата и расширения степных ландшафтов возникла необходимость эффективно перерабатывать клетчатку. Ключевым эволюционным приобретением стало развитие многокамерного желудка и симбиотической микрофлоры, способной расщеплять целлюлозу. В миоцене (23–5 миллионов лет назад) произошла радиация основных семейств: полорогих, оленевых и жирафовых. Современное разнообразие жвачных сформировалось к концу плейстоцена.

Анатомия и физиология пищеварения

Строение желудка

Желудок жвачных состоит из четырёх отделов, каждый из которых выполняет специфическую функцию:

• Рубец — самый большой отдел (у крупного рогатого скота объём достигает 100–200 литров). В нём происходит механическое перемешивание и ферментация пищи под действием бактерий, простейших и грибов. Клетчатка расщепляется до летучих жирных кислот (уксусной, пропионовой, масляной), которые всасываются через стенку рубца.
• Сетка — отдел с ячеистой внутренней поверхностью, который задерживает крупные частицы и инородные предметы. Здесь же происходит формирование пищевого комка для отрыгивания.
• Книжка — отдел с многочисленными складками (листочками), где происходит всасывание воды и минеральных веществ, а также дальнейшее измельчение пищи.
• Сычуг — истинный желудок, соответствующий однокамерному желудку других млекопитающих. В нём выделяется желудочный сок с соляной кислотой и ферментами (пепсин, химозин), обеспечивающий переваривание белков.

Процесс жвачки

После заглатывания пищи она попадает в рубец и сетку, где подвергается ферментации в течение 30–60 минут. Затем животное отрыгивает порцию полужидкой массы обратно в ротовую полость, где тщательно пережёвывает её в течение 40–60 секунд. Повторное пережёвывание (жвачка) происходит в покое, лёжа или стоя. За сутки крупный рогатый скот может пережёвывать пищу 6–8 часов, совершая до 60 тысяч жевательных движений. После повторного измельчения пища снова проглатывается и проходит через сетку и книжку в сычуг.

Микрофлора рубца

Рубец представляет собой анаэробный биореактор, населённый симбиотическими микроорганизмами: бактериями (до 10¹¹ клеток на 1 мл содержимого), инфузориями (до 10⁶ клеток на 1 мл) и грибами. Эти организмы синтезируют целлюлазы — ферменты, расщепляющие целлюлозу, которую собственные ферменты жвачных переварить не способны. Кроме того, микрофлора синтезирует витамины группы B и витамин K, которые всасываются в кишечнике. Белок микроорганизмов, отмирая, становится источником аминокислот для животного.

Классификация и систематика

Подотряд жвачных (Ruminantia) делится на два инфраотряда и несколько семейств:

• Инфраотряд Tragulina (низшие жвачные)
• Семейство Оленьковые (Tragulidae) — наиболее примитивные жвачные, обитающие в тропических лесах Африки и Азии. У них отсутствуют рога, желудок трёхкамерный (рубец, сетка, сычуг; книжка не развита).
• Инфраотряд Pecora (высшие жвачные)
• Семейство Оленевые (Cervidae) — включают оленей, лосей, косуль. Характерны ветвистые рога, которые ежегодно сбрасываются и отрастают заново.
• Семейство Полорогие (Bovidae) — крупный рогатый скот, овцы, козы, антилопы, буйволы, бизоны. Рога неветвистые, покрытые роговым чехлом, не сбрасываются.
• Семейство Жирафовые (Giraffidae) — жирафы и окапи. Отличаются длинной шеей и уникальной системой кровообращения.
• Семейство Вилороговые (Antilocapridae) — единственный современный вид — вилорог, обитающий в Северной Америке. Рога сбрасываются ежегодно, что сближает их с оленями.
• Семейство Кабарговые (Moschidae) — кабарги, у которых отсутствуют рога, но развиты длинные клыки у самцов.

Распространение и экология

Жвачные животные распространены на всех континентах, кроме Антарктиды и Австралии (куда завезены человеком). Наибольшее видовое разнообразие характерно для Африки и Азии. Жвачные занимают разнообразные местообитания: от арктических тундр (северный олень) до тропических лесов (дукеры, оленьки) и пустынь (газели, верблюды — хотя верблюды относятся к мозоленогим, а не к жвачным). Все жвачные — травоядные, но спектр кормов варьирует от грубой травы и листьев до плодов и грибов.

В экосистемах жвачные выполняют роль первичных потребителей, преобразуя растительную биомассу в животный белок. Они служат пищей для крупных хищников (волков, львов, тигров). Кроме того, жвачные способствуют распространению семян растений (через экскременты) и поддержанию структуры растительных сообществ.

Хозяйственное значение

Жвачные животные имеют огромное экономическое значение для человека. Основные направления использования:

• Молочное скотоводство — разведение крупного рогатого скота (коров, буйволов, коз, овец) для получения молока и молочных продуктов. Наиболее продуктивные породы: голштинская, джерсейская, зааненская (козы).
• Мясное скотоводство — производство говядины, баранины, козлятины, оленины. Крупнейшие производители: США, Бразилия, Китай, Россия.
• Шерсть и кожа — овцы (мериносы) дают тонкую шерсть; козы (ангорские, кашемировые) — пух и мохер; кожа крупного рогатого скота используется для производства обуви, одежды, галантереи.
• Тягловая сила — в ряде регионов (Африка, Южная Азия) буйволов и быков используют для вспашки полей и перевозки грузов.
• Удобрения — навоз жвачных широко применяется как органическое удобрение.

Особенности поведения и размножения

Жвачные — стадные животные, образующие группы от нескольких особей до тысяч (например, антилопы гну). Социальная структура варьирует: гаремы (у оленей), матриархальные стада (у слонов — не жвачные), смешанные группы. У большинства видов выражен половой диморфизм: самцы крупнее, часто имеют рога или бивни.

Беременность у жвачных длится от 4–5 месяцев (у мелких антилоп) до 9–10 месяцев (у крупного рогатого скота, жирафов). Рождается обычно один детёныш, реже два. Детёныши жвачных (телята, ягнята, козлята) способны стоять и следовать за матерью в течение нескольких часов после рождения (следовая стратегия). Лактация продолжается от 3 до 12 месяцев в зависимости от вида.

Болезни и ветеринария

Жвачные подвержены ряду специфических заболеваний, связанных с особенностями пищеварения:

• Тимпания (вздутие рубца) — возникает при поедании легкобродящих кормов (клевер, люцерна) и может привести к гибели животного.
• Ацидоз рубца — нарушение кислотно-щелочного баланса при избытке концентрированных кормов.
• Кетоз — нарушение обмена веществ, характерное для высокопродуктивных молочных коров.
• Инфекционные болезни: ящур, сибирская язва, бруцеллёз, туберкулёз, бешенство.
• Паразитарные болезни: фасциолёз, дикроцелиоз, эхинококкоз, гиподерматоз.

В России и других странах действуют системы ветеринарного контроля и вакцинации, направленные на профилактику особо опасных заболеваний (ящур, сибирская язва). Меры борьбы включают карантин, убой больных животных, дезинфекцию.

Интересные факты

• Самое крупное жвачное животное — жираф (высота до 5,5 м, масса до 1,5 т). Самое мелкое — малый оленёк (высота в холке около 20 см, масса 1,5–2,5 кг).
• У жвачных отсутствуют верхние резцы; вместо них — плотный роговой валик (зубная подушка), о который нижние резцы откусывают траву.
• Жвачка у коровы может продолжаться до 8 часов в сутки, а за день животное выделяет до 200 литров слюны, которая нейтрализует кислотность рубца.
• Некоторые виды жвачных (например, северный олень) способны питаться лишайниками (ягелем), которые ядовиты для других млекопитающих.
• В Китае и других странах Азии жвачных (буйволов, яков) используют для получения молока, из которого производят традиционные сыры и масло.

Источники

• Павлинов И. Я. Систематика современных млекопитающих. — М.: Изд-во МГУ, 2006.
• Жвачные животные // Большая советская энциклопедия. — 3-е изд. — М.: Советская энциклопедия, 1969–1978.
• Кокорина А. Л. Физиология пищеварения жвачных. — М.: Колос, 1984.
• Vaughan T. A., Ryan J. M., Czaplewski N. J. Mammalogy. — 6th ed. — Jones & Bartlett Learning, 2015.
• Wilson D. E., Reeder D. M. Mammal Species of the World: A Taxonomic and Geographic Reference. — 3rd ed. — Johns Hopkins University Press, 2005.