Der Pansen ist dafür verantwortlich, komplexe Pflanzenstoffe leichter zu verdauen, damit das Tier sie aufnehmen kann. Daher besteht eine Symbiose zwischen dem mikrobiellen Ökosystem und den Wiederkäuern.

Letzte Aktualisierung: 2. November 2020

Wiederkäuer ernähren sich von Verbindungen, die andere Arten wie der Mensch nicht verdauen können. Dies liegt an der Vielzahl von Mikroorganismen, die für die anaerobe (anaerobe) Verdauung dieser Nährstoffe im Pansen verantwortlich sind, ein Prozess, der Fermentation genannt wird.
Dieser Prozess ist für viele landwirtschaftliche Tierarten wie Kühe überlebenswichtig.  Im heutigen Artikel werden wir diskutieren, was der Pansen ist und einige der Mikroorganismen, die an diesem faszinierenden Prozess beteiligt sind.

Der Pansen

Wiederkäuer (Rinder, Ziegen, Hirsche und Schafe) haben eine gewisse komplexes Verdauungssystem bestehend aus vier Hohlräumen:

• Masche
• Pansen
• omasum
• tralec

Im Inneren des Pansen produzieren Tausende von mikroskopisch kleinen Lebewesen Enzyme, die bei der Verdauung von Pflanzenfasern und Zellulose helfen. Daher sagen wir, dass der Pansen ein mikrobielles Ökosystem ist, in dem Bakterien 60% der mikrobiellen Population ausmachen.

Der
Pansenprozess

Der Pansen kommuniziert mit der Mundhöhle durch die Speiseröhre ; Dies sind die Schritte, die Lebensmittel bis zur Verdauung durchlaufen:

• Zuerst konsumieren Tiere Pflanzen, die Zellulose, Stärke, Pektin und andere Elemente enthalten, die Wiederkäuer nicht direkt verdauen können, da ihnen die notwendigen Enzyme fehlen.
• Die Nahrung gelangt dann vom Mund in den Pansen, wo Mikroorganismen diese komplexen Moleküle in einfachere wie niedermolekulare Fettsäuren, Kohlendioxid und Methan umwandeln. 
• Wenn diese Moleküle vollständig in andere zerlegt sind, die der Darm des Tieres aufnehmen kann, wird die Nahrung in den Mund zurückgeführt, wo sie erneut gekaut und wieder gegessen wird.
• Schließlich wird die teilweise verdautes Essen gelangt in das Retikulum und dann in das Muttermund und Labmagen (Hauptmagen), da hier die Verdauung stattfindet.

Fermentation

Diese mikrobiellen Gemeinschaften produzieren Enzyme mit den notwendigen Kohlenhydratabbaufunktionen (Zellulose, Stärke und Zucker) sowie Genverbindungen und Lipide.  Dieser Abbau findet im Fermentationsprozess statt.
Dieser Prozess ist notwendig für Energie (in Form von ATP), für das Wachstum der Mikroorganismen selbst und für die Produktion von essentiellen Molekülen wie Glukose für Tiere . Sie sind auch in stickstoffhaltigen Verbindungen wichtig, die für die Proteinsynthese unerlässlich sind.
Die Mikroorganismen produzieren sie im Inneren selbst, und das Verdauungssystem des Tieres erhält eine Energiequelle, ohne externe Elemente wie Vitamin B oder essentielle Aminosäuren verwenden zu müssen.

Pansen – eine symbiotische Beziehung in einer anaeroben Umgebung

Wir müssen betonen, dass der Pansen, wie Sie sehen können, ein Beispiel für eine gegenseitige Symbiose ist: Wiederkäuer bieten Mikroben eine geeignete Umgebung für ihre Entwicklung und Aktivität . Im Gegenzug versorgen die Mikroorganismen den Wirt mit Nährstoffen, die er sonst nicht verdauen würde.

Wiederkäuer ernähren sich daher ballaststoffreich und eiweißarm.

Dieses Pansen-Ökosystem besteht aus einer Vielzahl von Mikroorganismen. Sie gehen eine symbiotische Beziehung in einer sauerstoffarmen Umgebung ein.
Diese Mikrobiota umfasst Bakterien, Archaeen, Protozoen und Pilze.  Bakterien sind am anfälligsten für die physikalisch-chemischen Eigenschaften des Pansens . Diejenigen, die diese Gemeinschaft dominieren, gehören zwei verschiedenen Philosophien an:

• Firmicutes – insbesondere der Gattungen Butyvibrio, Lachnospira, Succiniclasticum und Ruminococcus

• Bakteroideten – Prevotella ist hier die dominante Gattung

Archaeen machen etwa 1% der mikrobiellen Masse aus und Eukaryoten haben Protozoen. Sie machen ein Drittel der Gesamtmenge aus und es gibt auch Pilze.

Bakterien

Kühe müssen Zellulose, den Hauptbestandteil der Pflanzenzellwände, richtig verdauen. Daher sind cellulolytische Bakterien unerlässlich.
In diesem Fall beeinträchtigt ein pH-Wert unter 5,5 die Verdauung der Fasern und eine Temperatur von 39 Grad verringert die Anhaftung von Bakterien.
Amylolytische Bakterien sind auch aufgrund des Vorhandenseins von Stärke in der Nahrung von Rindern und mit Getreide gefütterten Kühen wichtig.
Milchsäurebakterien verstoffwechseln Milchsäure und kontrollieren ihre Ansammlung. Auf diese Weise helfen, den pH-Wert im richtigen Bereich zu halten.
Schließlich spielen auch pektinabbauende Bakterien eine wichtige Rolle, da Pektin 10-20% der Gesamtkohlenhydrate in der Nahrung dieser Tiere ausmacht.

Methanogene Lichtbögen

Die
Aktivität von Mikroorganismen ist die Hauptquelle für Treibhausgase in der Landwirtschaft. Methan wird durch methanogene Lichtbögen erzeugt und als Endprodukt der Fermentation gewonnen. Einige betrachten es als Energieverschwendung, da es 6-10% der Gesamtenergie ausmacht.
Dieses Gas trägt zum Treibhauseffekt bei, wenn es in die Umwelt gelangt.  Während der Methanogenese nimmt der Gehalt an CO2 und Wasserstoff im Medium ab; das ist gut so, weil es notwendig ist. 80 % des Methans stammen aus der Vergärung von Fasern (Zellulose) und die restlichen 20 % aus der Zersetzung von Mist.

Protozoen

Diese Mikroben verringern das Risiko einer Azidose durch den Verzehr von Nahrungsmitteln mit hohem leicht verdaulichem Zucker.
Die Hauptfunktion von 90% der Ciliaten-Protozoen ist die Hydrolyse und Fermentation von Cellulose. Ciliate Diplopastron afina weist eine amylolytische Aktivität auf, dank derer es Maltose und Glukose produziert.

Pilze

Einige cellulolytische Pilze produzieren bestimmte Enzyme, die Zellulose und Xylane hydrolysieren können.  Die Pilzaktivität unterstützt die Verdauung der pflanzlichen Zellwand.
Sie sind besonders wichtig, wenn Wiederkäuer die verholzten Substrate verzehren. Neocallimastix frontalis beispielsweise löst die Auskleidung der Zellwände auf, sodass Bakterien leicht an die Zellulose gelangen können.

Bedeutung von Mikroben

Wie Sie sehen, sind Mikroben für den verrottenden Stoffwechsel der Nahrung von Wiederkäuern unerlässlich. Dies ist also ein weiteres Beispiel für die Bedeutung dieser einzelligen Wesen in der Tierwelt.

Schließlich müssen wir klarstellen, dass diese Mikrobiota in gutem Zustand bleiben muss, um physiologische Probleme des Tieres wie eine Azidose zu vermeiden.
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