Digestia la vertebrate

Toate vertebratele au un tub digestiv, dar forma lui diferă în funcție de hrană. Carnivorele (pisica, lupul) se hrănesc cu carne; ierbivorele (vaca, oaia, calul) mănâncă plante; omnivorele (omul, porcul, ursul) mănâncă și plante, și carne. Dinții, stomacul și intestinul se potrivesc felului de hrană.

Carnivorele au canini lungi și ascuțiți, cu care prind prada, și măsele tăioase, cu care taie carnea. Ierbivorele au incisivi pentru tăiatul ierbii și molari lați, cu care o macină. Plantele conțin celuloză, o substanță pe care nicio vertebrată nu o digeră singură. Ierbivorele au bacterii și alte microorganisme în tubul lor digestiv; acestea descompun celuloza. La vacă, stomacul are patru compartimente: burduful, ciurul, foiosul și cheagul. Hrana se înghite întâi aproape nemestecată, ajunge în burduf și se întoarce apoi în gură, ca să fie mestecată a doua oară: aceasta este rumegarea.

Exemplu rezolvat: recunoaștem regimul de hrană după dinți. Folosim o formulă simplă: scriem câți dinți are fiecare tip la o jumătate de maxilar (sus/jos).

1. Un craniu de câine are: incisivi 3/3, canini 1/1, premolari 4/4, molari 2/3. Sus: 3 + 1 + 4 + 2 = 10; jos: 3 + 1 + 4 + 3 = 11. Pe ambele părți: 2 × (10 + 11) = 42 de dinți. Caninii sunt mari, deci animalul este carnivor.
2. Un craniu de vacă are: incisivi 0/3, canini 0/1, premolari 3/3, molari 3/3. Sus: 0 + 0 + 3 + 3 = 6; jos: 3 + 1 + 3 + 3 = 10. Total: 2 × (6 + 10) = 32 de dinți. Sus lipsesc incisivii și caninii, iar molarii sunt mari și lați, deci animalul este ierbivor.
3. Un craniu de om are: incisivi 2/2, canini 1/1, premolari 2/2, molari 3/3. Pe o parte: 8 sus + 8 jos, deci 2 × 16 = 32 de dinți, de toate felurile: omul este omnivor.

Nu ne uităm doar la dinți. La carnivor, intestinul este mai scurt, pentru că carnea se digeră ușor. La ierbivor, intestinul este mult mai lung, pentru că plantele se digeră greu și au nevoie de timp. Păsările nu au dinți: hrana este mărunțită într-un stomac muscular numit pipotă.

Principiul comparației. Tubul digestiv are aceeași schemă la toate vertebratele (gură, faringe, esofag, stomac, intestin, anus sau cloacă), dar proporțiile lui se potrivesc cu hrana. Termenii ierbivor, carnivor și omnivor descriu felul hranei, nu un mecanism digestiv unic.

Rumegătoarele. Maxilarul superior nu are incisivi și canini, ci o placă cornoasă pe care iarba este tăiată. Hrana înghițită ajunge în burduf (rumen) și în ciur (rețea), unde bacterii și protozoare ciliate fermentează celuloza, formând acizi grași volatili (acetic, propionic, butiric), absorbiți prin peretele stomacului și folosiți ca sursă de energie. Bolul se întoarce în gură, se rumegă, apoi trece în foios, unde se absoarbe apă, și în cheag, singurul compartiment glandular, cu acid clorhidric și pepsină, unde se digeră proteinele, inclusiv cele ale microorganismelor.

Exemplu rezolvat 1: drumul unui fir de iarbă la vacă.

1. Iarba este tăiată de incisivii inferiori și placa cornoasă și înghițită cu puțină mestecare.
2. Ajunge în burduf și ciur, unde microorganismele descompun celuloza și produc acizi grași volatili.
3. Bolul este readus în gură (rumegare) și mestecat cu molarii lați.
4. Trece în foios, apoi în cheag, unde acidul și pepsina digeră proteinele.
5. Conținutul ajunge în intestinul subțire, apoi în cec și colon, unde se absorb apa și ultimele substanțe.

Exemplu rezolvat 2: iepurele și calul. La acești ierbivori nerumegători stomacul este simplu, dar cecul este foarte dezvoltat și conține microorganisme. Cum obține iepurele substanțele produse în cec, aflat după intestinul subțire? Elimină un tip de materii moi (cecotrofi) și le mănâncă din nou; astfel proteinele microbiene și vitaminele ajung în intestinul subțire. Aceeași problemă (celuloza) este rezolvată altfel decât la vacă, de aceea nu toate ierbivorele sunt rumegătoare.

Păsările. Esofagul are la multe specii o dilatare, gușa, unde hrana se înmoaie. Urmează stomacul glandular (proventricul), care secretă suc gastric, și pipota (stomacul muscular), cu pereți groși; păsările granivore înghit pietricele (gastroliți) care ajută la zdrobirea semințelor. Intestinul se termină în cloacă.

Alte grupe. Peștii răpitori (știuca, somnul) au un stomac mare și elastic, în care prada înghițită întreagă este digerată de sucul gastric acid. Șerpii înghit prada întreagă, fără s-o mestece, iar sucul lor gastric foarte acid digeră inclusiv oasele; broaștele adulte, carnivore, își prind insectele cu limba lipicioasă și le înghit întregi. La toate aceste animale tubul digestiv este scurt, ca la carnivorele mamifere, deoarece hrana animală este bogată în proteine și se digeră repede.

Greșeli frecvente

• Greșit: Toate ierbivorele sunt rumegătoare.
  Corect: Calul și iepurele sunt ierbivore nerumegătoare; ele fermentează celuloza în cec și colon.
• Greșit: Vertebratele produc singure celulază.
  Corect: Nicio vertebrată nu produce celulază; ierbivorele folosesc microorganisme pentru descompunerea celulozei.
• Greșit: Vaca are patru stomacuri.
  Corect: Are un singur stomac cu patru compartimente (burduf, ciur, foios, cheag); doar cheagul este glandular.
• Greșit: Intestinul lung înseamnă întotdeauna ierbivor.
  Corect: Lungimea intestinului se judecă împreună cu dinții, cu felul stomacului și cu microorganismele.

Înainte și după