牛、羊是我们最常见的家畜之一,记得小时候在农村,放学后第一件事通常都是去放牛,遇到周六周日,更是要带着作业区放牛。相比较而言,放牛比放羊要简单很多,因为牛的鼻子上通常会套一个环,上面系上一条缰绳,只要一拉,它的鼻子一疼就会跟着走,而且只要找到一片草地,将铁橛子(类似于一个巨大的铁钉子,用缰绳系着)砸进土里,就可以不用管了。
但是,羊不同,一般情况下,养羊不是一只,而且尤其是山羊,它们脾气暴躁,攻击性很强,所以,大人通常不会让小孩去放羊。
由于从小跟牛羊打交道,所以通过观察也对它们有了一定的了解,比如放羊时,只要控制住羊群中最强壮的那头,其他的就会乖乖的跟着走,再比如放牛路过别人家的庄稼地,尤其是玉米地时,一定要牵住,因为它最喜欢吃新鲜的玉米秸秆了。
除此之外,小时候我就发现了牛羊的一个特点:明明没有吃草,嘴巴还在津津有味地咀嚼着什么。起初不明所以,到后来才知道牛羊是反刍动物,这实际上是一个把胃中的食物呕吐上来再次咀嚼的动作。但是,你知道它为什么要反刍吗?同样是食草动物,马、驴等家畜为何不需要反刍呢?今天我们就来聊一聊这两个问题。
什么是反刍动物?
反刍简单地说就是把食物吃下去之后,在胃中停留一段时间,再次把食物返回到嘴里咀嚼的一种消化方式。从狭义上说,反刍动物是哺乳纲偶蹄目下的一个亚目-反刍亚目,而反刍亚目下又有6个不同的科:牛科、鹿科、叉角羚科、麝科、长颈鹿科以及鼷鹿科。
反刍亚目下的动物大都有4个胃,即:瘤胃、网胃、瓣胃以及皱胃,其中前三个胃组成了前胃,它们的主要作用是磨碎、脱水等,而最后一个胃皱胃才是真正的胃,因为只有这个胃具备分泌胃液的能力。
由于反刍动物如此的消化系统构造使得它们能够适应各种植物性食物,所以它们演化成了最繁盛的有蹄类动物。
当然,这是狭义上的反刍动物,因为在自然界中,不是只有反刍亚目下的动物才会反刍,比如骆驼、红袋鼠等这些食草动物都有反刍的习性。当然了,生物学分类是通过形态、基因、内部结构等等多个方面作为依据的,因此,单单的一个反刍行为,还不足以将骆驼、红袋鼠划分到反刍亚目里去,毕竟像骆驼只有3个胃,从基因上看,它与鲸目的关系要比偶蹄目更近一些。
因此,严格意义上说,反刍动物就是偶蹄目反刍亚目下的动物,也就是生物学上说的真反刍动物,这些动物有四个共同点:都是食草动物;都有四个胃;只有最后一个胃具备胃腺(分泌胃液);食物在身体内逗留的时间都很长。
牛羊等动物为何要反刍?
既然反刍动物直接组成了一个亚目,那么它们反刍就与演化有很大的关系了,简单地说就是偶蹄目在开枝散叶时,一部分动物慢慢的演化出了多个胃室,从而有了更加强大的消化能力。而它们演化的动力是对食物的选择性,举个例子,偶蹄目下还有一个亚目-猪形亚目,该亚目下包含了猪科下所有的成员,而在该亚目下,物种对于食性的选择就是杂食性。
杂食性有一个好处,那就是可以吃肉和消化肉,这对于动物能量的补充来说显然要比单纯的食草强很多。而选择了食草后,反刍亚目下动物对植物的不挑剔性让它们活到了现在,而纯植物性食物有两个缺点:粗纤维(难消化)、能量低,这就需要长时间大量的进食。
食物的难消化再加上长时间的进食,动物就需要更大的空间来储存食物,而且粗纤维的食物需要更长的消化和吸收时间,此时多胃室就出现了。而连接食道的第一个胃就是储存食物的胃,所以这个胃中必然有大量的食物需要消化,但是快速的进食使得原本就难以消化的植物过多的累积,因此为了减轻第一个胃的负担,这些动物演化出了通过剧烈的收缩胃部的肌肉,将胃中的食物再次返回到嘴中咀嚼的能力,这样能够大大减轻胃的压力,同时让能量尽可能快的为我所用。
因此,反刍动物的粗纤维、低热量食物选择,让它们必须大量进食,大量进食需要更大的胃部空间以及分工才能完成消化,同时大量进食让这些难以消化的食物在胃中大量累积,所以,它们就需要具备在不进食时,也能帮助胃部消化的能力,此时反刍就出现了(咀嚼是磨碎食物,同时咀嚼时的唾液本身就具备一定的消化能力)。
同样是食草动物,为何马、驴等动物不需要反刍?
首先,马和驴是哺乳纲奇蹄目下的动物,它们与反刍亚目(偶蹄目)是哺乳纲下不同的演化支,演化方向不同,也是它们分道扬镳的原因之一。
其次,马和驴与反刍动物虽然都是食草动物,但是它们的生态位有着一定的差异,我们以马为例,它们在野生环境下,有着很强的奔跑能力,这让它们可以随时吃草和休息。而其他的反刍动物就不同了,它们的奔跑速度显然没有马快,遇到危险时只能以命相搏,所以这些动物在野生环境下通常选择了夜行性,这就导致了它们要在有限的时间内吃够足够的食物。
此时差异出来了,马和驴不需要连续的大量进食,而反刍动物需要,这样对消化能力的要求就低一些,对胃储存食物能力的要求也小一些。
因此,演化方向的不同和进食规律的不同,是马、驴等动物不反刍的主要原因之一。
当然了,同样是吃粗纤维、低热量的食物,马、驴为了消化和吸收也做出了改变。首先,相比较反刍动物,马、驴只有一个胃,还不算大,这就让它们一次进食量较小。其次,马和驴将自己的小肠和大肠的长度和粗度加强了,接近20米的小肠能够保证食物中的营养尽可能地被完全吸收掉,而粗短的大肠(1.2米,容积30升左右)中含有大量的微生物,可以将粗纤维尽可能的完全分解成身体所需的营养物质。
总结
食草动物是一个大家庭,它包含了哺乳纲下多个不同方向的演化支,而不同的方向就决定了它们的差异性。从整体上看,食草动物中大多数都是反刍动物,这是因为短时间内大量进食粗纤维的食物的选择性、生态位等导致的,而像驴马虽然也是食草动物,但是它们的进食时间不集中,单次进食量较小,所以也就不需要再从胃中把食物反刍上来了。