گوارش و جذب مواد؛ تنوع گوارش در جانداران؛ زیست‌شناسی

ویرایش بر اساس کتاب چاپ ۱۴۰۲

گفتار ۳.   تنوع گوارش در جانداران

برخی جانداران، مواد مغذی را از سطح یاخته یا بدن و به‌طور مستقیم از محیط، دریافت می‌کنند. این محیط، آب دریا، دستگاه گوارش یا مایعات بدن جانوران میزبان است. کرم کدو که فاقد دهان و دستگاه گوارش است، مواد مغذی را از سطح بدن جذب می‌کند (شکل ۱۷).

شکل ۱۷- کرم کدو

واکوئول گوارشی: پارامسی از آغازیان است و با حرکت مژک‌ها غذا را از محیط به حفرهٔ دهانی منتقل می‌کند. در انتهای حفره، کیسه‌ای غشایی به نام واکوئول غذایی تشکیل می‌شود. واکوئول غذایی درون سیتوپلاسم حرکت می‌کند. کافنده‌تن (لیزوزوم) به واکوئول می‌پیوندد و آنزیم‌های خود را به درون آن آزاد می‌کند. در نتیجه، واکوئول گوارشی تشکیل می‌شود. مواد گوارش یافته از این واکوئول خارج می‌شوند و مواد گوارش نیافته در آن باقی می‌مانند. به این واکوئول، واکوئول دفعی می‌گویند. محتویات این واکوئول از راه منفذ دفعی یاخته خارج می‌شود (شکل ۱۸).

شکل ۱۸- گوارش درون یاخته‌ای در پارامسی از آغازیان

حفرهٔ گوارشی: گوارش در جانوری مانند هیدر در کیسه‌ای به نام حفرهٔ گوارشی انجام می‌شود. این حفره فقط یک سوراخ برای ورود و خروج مواد دارد. یاخته‌هایی در این حفره، آنزیم‌هایی ترشح می‌کنند که فرایند گوارش به صورت برون‌یاخته‌ای را آغاز می‌کنند. یاخته‌های این حفره، ذره‌های غذایی را با درون‌بری دریافت می‌کنند. سپس فرایند گوارش به صورت درون‌یاخته‌ای در حفرهٔ گوارشی ادامه می‌یابد (شکل ۱۹).

شکل ۱۹- حفرهٔ گوارشی در هیدر

لولهٔ گوارش: این لوله در اثر تشکیل مخرج، شکل می‌گیرد و امکان جریان یک‌طرفه غذا را فراهم می‌کند. در ادامه نمونه‌هایی از لولهٔ گوارش در جانوران را بررسی می‌کنیم.

ملخ، حشره‌ای گیاه‌خوار است و با استفاده از آرواره‌ها، مواد غذایی را خرد و به دهان منتقل می‌کند. غذای خرد شده از طریق مری به چینه‌دان وارد می‌شود. چینه‌دان بخش حجیم انتهای مری است که در آن غذا ذخیره و نرم می‌شود. سپس غذا به بخش کوچکی به نام پیش‌معده وارد می‌شود. دیوارهٔ پیش‌معده دندانه‌هایی دارد که به خرد شدن بیشتر مواد غذایی کمک می‌کنند. معده و کیسه‌های معده، آنزیم‌هایی ترشح می‌کنند که به پیش‌معده وارد می‌شوند. جذب، در معده صورت می‌گیرد. مواد گوارش نیافته پس از عبور از روده، به راست‌روده وارد و سپس از مخرج دفع می‌شوند (شکل ۲۰).

شکل ۲۰- لولهٔ گوارش ملخ

جانوران دیگری مانند پرندگان دانه‌خوار نیز چینه‌دان دارند. شکل ۲۱ لوله گوارش در این پرندگان را نشان می‌دهد.

بخش عقبی معده در این پرندگان ساختاری ماهیچه‌ای است و سنگدان نامیده می‌شود. سنگریزه‌هایی که پرنده می‌بلعد، فرایند آسیاب کردن غذا را تسهیل می‌کنند.

شکل ۲۱- لولهٔ گوارش پرنده دانه‌خوار

پستانداران نشخوارکننده، نظیر گاو و گوسفند، معدهٔ چهار قسمتی دارند (شکل ۲۲). در این جانوران، معده، شامل کیسه بزرگی به نام سیرابی؛ بخشی به نام نگاری؛ یک اتاقک لایه لایه به نام هزارلا و معدهٔ واقعی یا شیردان است. این جانوران به سرعت غذا می‌خورند تا در فرصت مناسب یا مکانی امن، غذا را با نشخوارکردن به دهان برگردانند و بجوند. ابتدا غذای نیمه جویده بلعیده و وارد سیرایی می‌شود و در آنجا به کمک میکروب‌ها تا حدی گوارش می‌یابد. در نشخوارکنندگان، وجود میکروب‌ها برای گوارش سلولز ضروری است. سلولز مقدار زیادی انرژی دارد ولی اغلب جانوران فاقد توانایی تولید آنزیم لازم برای گوارش آن هستند.

توده‌های غذا سپس به نگاری وارد و به دهان برمی‌گردند. در این زمان غذا به طور کامل، جویده و دوباره به سیرابی وارد می‌شود؛ بیشتر حالت مایع پیدا می‌کند و سپس به نگاری جریان می‌یابد. مواد از آنجا به هزارلا رفته، تا حدودی آبگیری و سرانجام به شیردان وارد می‌شوند. در این محل آنزیم‌های گوارشی وارد عمل می‌شوند و گوارش ادامه پیدا می‌کند (شکل ۲۲).

شکل ۲۲- معدهٔ چهار قسمتی

فعالیت ۷

دربارهٔ ارتباط بین گوارش نشخوارکنندگان با گرم شدن کرهٔ زمین اطلاعاتی جمع آوری کنید و در کلاس ارائه دهید.

نقش گاوها در گرم شدن کره زمین/ اثر مخرب گاز متان

گاوها در تغییرات آب و هوایی نقش بسیار مهمی دارند. گاز متان خروجی از معده گاو یکی از بزرگترین منابع تولید گرما در جو کره زمین است.

خبرنگار مهر: اخیراً در مطالعه ای ادعا شد که با استفاده از روش مهار مولکولی می توان گاز متان تولیدی گاوها را تا ۳۰ درصد کاهش داد.

 مولکولی است که تولید گاز متان را در داخل روده گاو محدود می کند. این گاز متان بر اثر فرآیند هضم غذا در دام ها تولید می شود. محققان دریافتند که استفاده از مهارکننده گاز متان تولیدی دام ها، هیچ تاثیر منفی بر روی کیفیت و کمیت شیر گاوهای هولشتاین ندارد.

این مطالعه نشان داد که استفاده از مهارکننده شیمیایی گاز متان می تواند نقش بسیار مهمی در کاهش انتشار گاز متان در طبیعت داشته باشد و مشخصا در ادامه می تواند بر روی تغییرات آب و هوایی تاثیر گذار باشد.

براساس گزارش سازمان جهانی غذا و محصولات کشاورزی، چیزی در حدود ۱۸ درصد از گازهای گلخانه ای جهان مربوط به بخش دامپروری است که ۳۵ درصد این مقدار از گاز متان تشکیل شده است. اثر مخرب گاز متان بر روی تغییرات جوی ۲۳ برابر کربن دی اکسید است. طبق آمار اعلام شده، میزان تولید و انتشار گاز کربن دی اکسید توسط بخش دامداری در حدود ۲.۲ میلیارد تن تخمین زده شده است.

«الکساندر هریستوف»، متخصص تغذیه لبنی از دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا، در این زمینه می گوید: «اگر گاز متان روده‌های گاوها را به عنوان بزرگترین منبع انتشار گاز گلخانه ای بدانیم و بتوانیم در حدود ۳۰ درصد از آن را کنترل کنیم، یکی از بزرگترین کارها در جهت حفظ جهان از تغییرات جوی را انجام داده ایم.»

باد شکم گاوها موجب انفجار در طویله شد

بی‌بی‌سی: گاز متانی که از شکم گاوهای شیرده خارج می‌شود، موجب انفجار در طویله‌ای در آلمان شد.

پلیس شهر رسدورف آلمان بعد از بررسی طویله آسیب دیده این خبر را اعلام کرد.

سقف این طویله آسیب دیده و یکی از گاوها هم دچار جراحت شده است.

از قرار ۹۰ گاوی که در این طویله بودند، آنقدر باد شکمشان را از دهان و مقعد بیرون دادند که فضای طویله از گاز متان انباشته شد.

رویترز از گزارش پلیس نقل کرده که جریان الکتریسیته موجب انفجار می‌شود که با «شعله‌های آتش» همراه بوده است.

مسئولان بعد از حادثه طویله را بررسی کرده‌اند تا برای جلوگیری از وقوع حوادث مشابه میزان گاز آنجا را بسنجند.

برخی از بررسی‌ها نشان می‌دهد هر گاوی در روز ۵۰۰ لیتر گاز متان از بدنش خارج می‌شود. این گاز از گازهای گلخانه‌ای است.

پیشتر گاوها به عنوان مهمترین عامل حیوانی تولید گازهای گلخانه‌ای معرفی شده بودند.

مجله ایلیاد: آیا می‌دانید گاوها یکی از عوامل اصلی سوراخ شدن لایه‌ی اُزون هستند! بله گاو! این حیوانات بعد از cfc و خودروها، بزرگترین عامل تولید هیدروکربن در جو کره‌ی زمین هستند و سالانه بیش از ۱۰۰ میلیون تن «گاز هیدروکربن» از خود منتشر می‌کنند. گاز تولیدی از ۱۰ گاو می‌تواند گرمایش سالانه‌ی خانه‌ای کوچک را تامین کند. البته بر خلاف تصور شما، عمده‌ی گاز تولیدی از گاو، با آروغ‌زدن ایجاد می‌شود!

بیش از یک میلیارد گاو در جهان وجود دارد که حدود ۲۰۰ میلیونِ آن، در هندوستان زندگی می‌کنند. طول عمر متوسط هر گاو ۷ سال است، ولی در برخی نژادها به ۱۵ سال نیز می‌رسد. یک گاو به‌طور متوسط روزانه ۴۵ کیلوگرم علوفه می‌خورد و آن‌را نوشخوار می‌کند. این حیوان چهار معده دارد. شکمبه بزرگ‌ترین معده‌ی گاو است که به عنوان یک محفظه‌ی تخمیر عمل می‌کند. گازهای حاصل از تخمیر علوفه، از طریق دهان گاو وارد جو شده و موجب تخریب لایه‌ی ازون می‌گردد.