Здоровые зубы благодаря «эффекту стиральной машины»: исследование объясняет стирание зубов у коров

Жвачные животные, такие как коровы, выработали необычный способ переваривания пищи: они заглатывают растения, слегка их пережёвывают, а затем отрыгивают полупереваренную массу и снова её жуют. Исследование с участием Гёттингенского университета показало преимущество этого процесса: в отрыгнутой кашице содержится значительно меньше твёрдых абразивных частиц — песка, пыли и грязи, — чем в изначально съеденном корме.

Этот механизм также защищает зубы от чрезмерного стачивания в процессе жевания. Это может объяснять, почему коронки зубов жвачных менее выражены, чем у других травоядных. Результаты опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Science (PNAS).

Метод и результаты

Учёные несколько дней кормили четырёх коров травой, смешанной с песком, и брали образцы отрыгнутой пищевой массы и фекалий. Затем они измерили содержание силикатов в каждом образце. Соединения из песка и травы особенно абразивны для зубов из-за своей твёрдости.

• Фекалии содержали примерно такое же количество силикатов, как и исходный корм с песком.
• Отрыгнутая пища содержала их значительно меньше.

Единственное объяснение: силикаты остались в желудке, точнее — в рубце. Рубец — самый большой отдел желудка жвачных, где пища ферментируется и расщепляется микроорганизмами.

Эволюционные последствия

Поскольку трудоёмкое пережёвывание частично происходит с пищей, «промытой» в рубце, зубы жвачных изнашиваются меньше, чем, например, у лошадей. Лошади пережёвывают пищу полностью сразу после приёма, включая все абразивные частицы.

Для исследователей это наблюдение логично, потому что зубы жвачных имеют сравнительно низкие коронки. Такой метод пищеварения позволяет зубам дольше оставаться функциональными. Это объясняет характерную форму зубов жвачных: не было эволюционного давления для формирования большего количества зубного материала.

«Наше исследование объясняет фундаментальный, но малоизученный аспект измельчения пищи у крупных травоядных, что способствует пониманию функции и эволюции зубов», — поясняет профессор Юрген Хуммель из исследовательской группы по питанию жвачных Гёттингенского университета.

Помимо понимания физиологии пищеварения, результат важен для палеонтологии: зубы хорошо сохраняются в виде окаменелостей и часто дают ключевые подсказки для реконструкции древних травоядных и их среды обитания.