Собственно пищеварением следует называть процесс расщепления, разрушения крупных, нерастворимых молекул питательных веществ на более простые, растворимые соединения. Только такие соединения и могут пройти сквозь слизистую оболочку стенок желудочно-кишечного тракта и поступить в кровь и лимфу. Поэтому-то они и являются исходными продуктами для вышеупомянутой метаболической мельницы. Что же касается механизма операции расщепления, то он может иметь химическую или микробиальную природу.
Химическое воздействие на попавший в желудок корм осуществляется с помощью ферментов пищеварительного сока. Это универсальные вещества, способные в кратчайшие сроки разрушить самые разнообразные предметы. Что это действительно так, подтверждает небезуспешный опыт одного экстравагантного австралийского джентльмена, поклявшегося съесть собственную автомашину в течение всего лишь трех месяцев.
Сила химического воздействия ферментов удивительна: они во многом превосходят такие сильнейшие растворители, как царская водка или серная кислота. Одновременно ферменты выполняют роль катализаторов, ускорителей химических процессов. При этом действенность и надежность их настолько велики, что современной химической промышленности остается лишь мечтать о веществах с подобными качествами.
Судите сами: метаболическая мельница и предшествующие ей процессы расщепления позволяют заменять белковые структуры тела с огромной скоростью. Так, период полуобновления белков у крысы составляет 17 дней, у крупных животных и человека — 50–80 дней. Но это только в среднем. Швейцарский ученый Дж. Ландис в 1968 году в опытах на козах доказал, что всего лишь за сутки обновляется следующее количество белков различных тканей их тела: стенка желудка — 45 процентов, костный мозг — 28, печень — 15, почки — 13, сердечная мышца — 3,5, мозг — 2,3 процента. Таким образом, можно утверждать, что благодаря колоссальной скорости обмена веществ в живом организме коза каждые 30 суток получает новое сердце, а всего через 43,5 дня, нужно это ей или нет, — новые мозги…
— Вот это мельница! Нам бы с вами такую! У меня ведь, знаете ли, желудок…
— Мне кажется, вы слишком торопитесь с заключениями. Не следует предаваться излишним восторгам по поводу «законченной стройности» пищеварительного аппарата наших домашних животных. Тем более что на его задачи мы сейчас смотрим вовсе не так, как пятьдесят-шестьдесят лет назад. Вот, например, как вы думаете, что мы делаем, когда кладем корм в кормушку?
— Ну… кормим корову.
— Ошибаетесь. Действительно мы кормим, но… не корову.
Успехи микробиологии в конце XIX — начале XX века быстро привели к открытию целого мира мелких существ, безбедно живущих внутри других, более крупных. Одним из наиболее плотно заселенных мест оказался желудочно-кишечный тракт жвачных животных. Всего лишь в одном грамме содержимого желудка коровы насчитывают 10 миллиардов бактерий и миллион простейших организмов (инфузорий).
Естественно, что подобная плотность внутрижелудочного населения не может не оказывать заметного влияния на жизнь хозяина. Поэтому сразу же после того, как ученые произвели тщательную перепись этого населения, они принялись за изучение той роли, которую оно играет в процессах пищеварения.
Задача оказалась тяжелой, ведь состав жителей коммунальной желудочно-кишечной квартиры сильно колеблется в зависимости от получаемого животным корма, его возраста и ряда других условий. Динамически-равновесный мир существ, обосновавшийся в чреве коровы, едва ли не так же сложен и противоречив, как и мир больших зверей и птиц, обитающих где-нибудь в африканской саванне. Изучить же его в природном состоянии оказалось еще труднее: одно дело исследовать привычки пасущейся в степи антилопы, другое — изучить интимную жизнь инфузории «туфельки», резвящейся внутри бараньего желудка.
Примерно с начала 50-х годов для проведения подобных наблюдений стали применять специальные модели желудка — искусственный рубец. Затем использовали методику стерилизации животных, в соответствии с которой все представители фауны и флоры, свившие уютное гнездо в коровьей утробе, принудительно умерщвлялись. Кормили подопытное животное «обезвреженным кормом», после чего результаты откорма сравнивали с последствиями обычного нестерильного питания. Поскольку число видов обитателей желудка достаточно велико, приходилось последовательно выяснять роль каждого. Для этого устраивали охоту вначале на один из видов и изгоняли его, потом на другой и т. д. Оказалось также удобным производить преднамеренное заражение предварительно стерилизованного пищеварительного аппарата каким-либо определенным видом микроорганизмов.
Результаты оказались прямо-таки потрясающими. Выяснилось, что значительная часть домашних животных, так сказать, в чистом виде практически не существует: есть сообщество коровы и живущих внутри нее микроорганизмов. Причем ни она без них, ни они без нее обходиться не могут. Взаимосотрудничество между ними настолько тесное, что просто непонятно, как могли появиться на свет независимо друг от друга коровы и живущие внутри их микробы.
Описанный тесный симбиоз коровы и ее сожителей — явление, чрезвычайно полезное для человека. Дело в том, что ни одно животное в мире еще не научилось самостоятельно вырабатывать вместе с пищеварительным соком такие вещества — энзимы, которые способствовали бы расщеплению грубой клетчатки растений (исключение составляют улитки). А вот жвачные со своими друзьями-внутрижителями это делать могут.
Существенным отличием жвачных от других видов животных является многокамерность их желудка. У коровы этих камер четыре: рубец, сетка, книжка и сычуг. Наибольший объем занимает рубец (85 процентов от общего). Вместимость его потрясающа: в него можно «положить» сразу почти полтора центнера пищи! Однако это не просто склад, но и колоссальная фабрика, на которой работают микроорганизмы. Они интенсивно выделяют ферменты, которые могут расщепить любую клетчатку. Именно поэтому, например, колючки кажутся верблюду безусловно съедобным и вкусным блюдом, а нам — просто колючками.
Не следует, впрочем, полагать, что из-за микробов-работяг корове совсем нечего делать, а остается лишь запихивать внутрь себя хорошие порции травы. Напротив, жизнь у нее достаточно тяжелая.
Прежде всего необходимо подвергнуть попавший в рубец корм усиленному перемешиванию. Для этого следует обеспечить ритмические сокращения стенок желудка. Но корова — не петух, она не может очень сильно «жевать» желудком. Приходится периодически отправлять корм назад в ротовую полость и приниматься за жвачку (на это, как мы помним, корова затрачивает ровно третью часть жизни). В результате такой многократной обработки, смачивания слюной и воздействия микроорганизмов около 70 процентов грубого корма, съеденного коровой, усваивается в рубце. Весь он превращается в легкоусвояемый микробиальный белок (и, таким образом, животное спокойно съедает своих квартирантов), а также в растворимые и газообразные соединения. Эти последние всасываются в кровь или теряются при отрыгивании.
Благодаря действию выделяемых микроорганизмами веществ прочные ткани «скелета» растений становятся более рыхлыми, утоньшаются, содержимое клеток скелета высвобождается и легко поддается воздействию пищеварительных ферментов животного. Удивительного здесь ничего нет: в корове живущие бактерии еще не самые сильнодействующие. В последнее время обнаружены микроорганизмы, избравшие себе основным источником питания… изделия микроэлектроники. Они с большим аппетитом съедают миниатюрные приборы и токопроводящие сети и вовсе не страдают несварением желудка!
Другим, пожалуй, еще более ценным качеством жвачных являются некоторые особенности использования ими белковых продуктов. Именно они приводят к доминирующему положению крупного рогатого скота, в животноводстве. Дело в том, что для «белкового строительства» (точнее — ремонта) необходимы кирпичи. О них мы уже говорили — это аминокислоты. Однако производить их животные не умеют: этому «обучены» только растения и микроорганизмы. Они, и только они, могут продуцировать незаменимые аминокислоты из простых азотистых соединений типа нитратов. Все остальное живущее на Земле получает эти кирпичи уже в готовом виде.
Вывод не из приятных: все сказанное означает, что человечество, уже давно страдающее от белковой недостаточности, имеет очень серьезного конкурента, который также остро нуждается в незаменимых аминокислотах. Этим конкурентом являются наши домашние животные. Сейчас они «объедают» около половины площадей зерновых культур. Помимо этого, мы вынуждены заботиться, чтобы стада получали корм с достаточным количеством белка. Между тем вы помните о низком к. п. д. животного: на килограмм привеса требуется несколько килограммов корма, который можно было бы использовать по прямому назначению — для собственного питания. Беда еще в том, что животное не может полностью усвоить весь тот белок, который мы ему выделяем из «собственного кармана». Примерно 30 процентов его теряется из-за несбалансированности корма по его аминокислотному составу. Ведь для синтеза белка организму требуются все аминокислоты, причем в строгой пропорции друг по отношению к другу. Если пропорция нарушается, то оказавшиеся «в излишке» аминокислоты выбрасываются из реакции, а следовательно, и из организма. Конечно, составить сбалансированный рацион можно, но вы вскоре убедитесь, как это трудно.
