Os ruminantes usam em sua dieta compostos que outras espécies, como os humanos, não conseguem assimilar. Isso se deve a uma grande diversidade de microrganismos responsáveis por digerir anaerobicamente (sem oxigênio) esses nutrientes no rúmen, através de um processo denominado fermentação.
Isso é necessário para a sobrevivência de muitas espécies de importância agrícola, como vacas. Aqui contamos o que é o rúmen e alguns dos microrganismos envolvidos neste processo fascinante.
Rumen
Os ruminantes (bovinos, caprinos, cervídeos e ovinos) têm um sistema digestivo um tanto complexo, composto por quatro cavidades:
- O retículo.
- O rúmen.
- O omaso.
- O abomaso.
Dentro do rúmen, milhares de seres microscópicos produzem enzimas que ajudam a digerir as fibras vegetais e o material celular. Portanto, dizemos que o rúmen é um ecossistema microbiano, onde as bactérias representam 60% da população de microrganismos.
Processo ruminal
Devemos saber que o rúmen se comunica com a boca através do esôfago, e estes são os passos que o alimento segue até ser digerido:
- Primeiro, os animais comem alimentos vegetais. Eles contêm celulose, amido, pectinas e outros elementos que os ruminantes não podem digerir diretamente porque não possuem as enzimas necessárias.
- O alimento então passa da boca para o rúmen, onde microorganismos convertem essas moléculas complexas em outras mais simples (ácidos graxos de baixo peso molecular), dióxido de carbono e metano.
- Uma vez que essas moléculas foram decompostas em outras que o intestino do animal pode absorver, o alimento retorna à boca, onde é reingerido e reingerido.
- Por fim, o alimento semi-digerido passa para o retículo, depois para o omaso e o abomaso, que é o que atua como estômago principal, porque é onde ocorre o processo digestivo.
Fermentação
Essas comunidades microbianas produzem enzimas com funções essenciais para quebrar carboidratos (de celulose, amido e açúcares), bem como compostos nitrogenados e lipídios. Essa decomposição é realizada por um processo denominado fermentação.
O processo de fermentação é essencial para a obtenção de energia (na forma de ATP), para o crescimento dos próprios microrganismos e para a produção de moléculas essenciais para o animal, como a glicose. Eles também são muito importantes em compostos que contêm nitrogênio., que é essencial para a síntese de proteínas.
Dessa forma, o sistema digestivo desses animais obtém uma fonte de energia sem ter que recorrer a elementos externos como a vitamina B ou aminoácidos essenciais, pois os próprios microorganismos os produzem internamente.
Relação simbiótica em um ambiente anaeróbio
Devemos enfatizar que, como podemos ver, o rúmen é um exemplo de simbiose mutualística: Os ruminantes fornecem aos micróbios um ambiente adequado para o seu crescimento e atividade. Em troca, os microrganismos oferecem ao hospedeiro nutrientes dos alimentos que não poderiam ser digeridos de outra forma.
Dessa forma, os ruminantes têm uma dieta rica em fibras e pobre em proteínas.
Este ecossistema ruminal consiste em uma grande variedade de microrganismos, que estabelecem uma relação simbiótica em um ambiente onde não há oxigênio.
Essa microbiota é composta por bactérias, arquéias, protozoários e fungos. As bactérias são as mais suscetíveis às propriedades físico-químicas do rúmen. Aqueles que dominam esta comunidade pertencem a duas bordas:
- Firmicutes: especialmente aqueles do gênero Butyvibrio, Lachnospira, Succiniclasticum Y Ruminococcus.
- Bacteroidetes: o gênero predominante é Prevotella.
As arquéias compreendem aproximadamente 1% da massa microbiana, e quanto aos eucariotos encontramos protozoários, que ocupam um terço do total, e alguns fungos.
Bactérias
A celulose, principal componente da parede celular das plantas, deve ser digerida corretamente e para elas o bactéria celulolítica eles são essenciais.
Nesse caso, um pH inferior a 5,5 afeta o processo de digestão da fibra e uma temperatura de 39 graus prejudica a capacidade de adesão bacteriana.
Também importantes são bactéria amilolítica devido à presença de amido na dieta de bovinos e vacas comedoras de grãos.
As bactéria láctica Eles metabolizam o ácido lático e controlam seu acúmulo, ajudando a manter o pH na faixa adequada.
finalmente, o bactéria degradadora de pectina também desempenham um papel essencial, uma vez que a pectina representa 10-20% do total de carboidratos da dieta desses animais.
Arcos metanogênicos
A atividade de microrganismos é a principal fonte de gases de efeito estufa na agricultura. O metano é gerado por arquéias metanogênicas e é obtido como produto final da fermentação. É considerado um desperdício de energia porque representa de 6 a 10% da energia total.
Quando esse gás é expelido para o meio ambiente, contribui para o efeito estufa. Durante a metanogênese, os níveis de CO2 e hidrogênio diminuem no meio, o que é necessário. 80% do metano é gerado pela fermentação da fibra (celulose) enquanto os 20% restantes são gerados durante a decomposição do esterco.
Protozoários
Esses micróbios estão envolvidos na redução do risco de acidose após a ingestão de alimentos com alta concentração de açúcares de fácil digestão.
90% dos protozoários pertencem ao gênero Entodiminiomorphida, cuja principal função é a hidrólise e fermentação da celulose. Diplopastron afim tem atividade amilolítica, com a qual produz maltose e glicose.
Cogumelos
existir fungos celulolíticos que produzem certas enzimas capazes de hidrolisar celulose e xilano. A atividade fúngica favorece a digestão da parede celular dos vegetais.
São importantes, sobretudo, quando ruminantes ingerem substratos lignificados. Por exemplo, Neocallimastix frontalis Ele solubiliza a lignina nas paredes celulares para que as bactérias possam acessar facilmente a celulose.
Importância dos micróbios
Como vimos, os microrganismos são essenciais no metabolismo degradativo dos alimentos ingeridos por ruminantes. Portanto, este é mais um exemplo da importância desses seres unicelulares no mundo animal.
Da mesma forma e para finalizar, deve-se esclarecer que é fundamental que essa microbiota permaneça saudável para evitar problemas fisiológicos no animal, como a acidose.