Система промывки в желудке защищает зубы жвачных животных

При выпасе козы, овцы и коровы часто заглатывают частицы почвы, которые могут повреждать их зубы. Исследователи из Цюрихского университета показали, как животные защищаются от стирания зубов: их желудочная система смывает пыль и песок с проглоченной пищи перед тем, как она пережёвывается во второй раз.

«Пасущиеся на полях животные всегда съедают немного земли и пыли вместе с растениями», — говорит профессор Жан-Мишель Хатт. Это особенно характерно для засушливых регионов, где ветер поднимает много пыли, что создаёт большую нагрузку на жевательный аппарат. Его исследовательская группа показала, что различные механизмы предотвращают чрезмерное стирание зубов, обеспечивая выживание животных.

Короткие и длинные зубы в одной среде обитания

Лошади и зебры, например, развили очень длинные зубы, чтобы компенсировать стирание, вызванное пылью и песком. У коров и антилоп гну, с другой стороны, зубы короче. «Мы всегда задавались вопросом, как жвачные, живущие в той же среде обитания, обходятся более короткими зубами», — объясняет Хатт.

Жвачные животные имеют многокамерную желудочную систему — рубец, сетку, книжку и сычуг, — которая использует бактерии для переваривания растительного материала. Пища промывается жидкостью рубца и сортируется на материал, уже достаточно мелкий для переваривания, и более крупные куски, которые отрыгиваются для повторного пережёвывания. Долгое время предполагалось, что жвачка, подлежащая пережёвыванию, освобождена от пыли и песка.

Песок собирается в желудке

Жан-Мишель Хатт и его команда впервые проверили влияние различных типов пищи на стирание зубов. С помощью компьютерной томографии исследователи наблюдали у коз, что песок, проглоченный с растениями, распределялся в желудочно-кишечном тракте неравномерно, а собирался в определённых местах. «Мы смогли показать, что в верхней части рубца, откуда материал для жвачки отрыгивается, песка было значительно меньше, чем в самой проглоченной пище», — объясняет Хатт.

Что происходит с песком? Сначала он опускается в рубце и собирается в сычуге, проходит через кишечник, а затем выводится с непереваренным материалом в фекалиях. «Организмы, которые развивают такую промывочную систему, имеют естественный способ легко избавляться от смытого материала», — говорит Хатт. Осложнения могут возникнуть только тогда, когда животные заглатывают большое количество песка за один раз — например, с плохо приготовленным силосом с необычным количеством загрязнения почвой.

Успешная модель жвачных

Для Хатта это открытие — ещё один элемент головоломки, объясняющей эволюционный успех модели жвачных. Оно также объясняет, почему животные при первом проглатывании пережёвывают пищу на мелкие кусочки гораздо менее тщательно, чем позже, когда они пережёвывают уже очищенный материал.