本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。
牛為長肉吃草,人為減肉吃草!同樣是吃草,為什麼結果卻正好相反?
牛答:那是因為你沒吃到精華,菜葉子進了你肚子,大部分精華都「see you tomorrow」,就像金針菇一樣。
人問:我天天擼鐵,補充蛋白質,而你只吃草,不吃肉,為什麼我的肌肉都沒你長得快?
牛答:我們天天也不閒著,除了吃草就是在吃草的路上,運動量大得很。我們有特殊的消化系統,可以高效吸收草中的精華,並且我們的消化「工廠流水線」走得比你們慢,長度比你們長,還養著一大幫「工人」,可以幫我們把草轉換成「肉」,有的時候我們太餓了也吃「工人」,它也類似於「肉」,實際上我們吃的「肉」比你們還多。
人問:佩服!佩服!能給我詳細講講嗎?我能不能get這種技能?
牛說:服務員上些草,容我慢慢道來!
肌肉的來源
人屬於雜食動物,吃肉、雞蛋、喝奶的本質實際上是吃蛋白質,更深入的說是需要獲得合成蛋白質所需要的胺基酸。
蛋白質就像拼好的拼圖一樣,進入消化道後,蛋白酶會把它分解與轉化成各種各樣的小拼塊(胺基酸)。它們會從腸道中進入血循環系統,然後被運送到全身,其中有一部分會被運輸到肌肉細胞中,細胞核中的DNA會指揮細胞,把這些小拼塊按照肌肉蛋白的說明書進行拼裝。當某些地方的肌肉用得多了,代謝速率就會較快,於是肌肉蛋白拼裝得多了,也就有了肱二頭肌,八塊腹肌。
纖維素
蛋白質,胺基酸都屬於有機物,而地球上最豐富的天然有機聚合物是纖維素。纖維素是草類植物細胞壁的主要組成部分,一般的纖維素化學式為(C6H10O5)n,由大量糖苷鍵連接組成的大分子多糖。
想要獲取其中的葡萄糖就需要依靠對應的酶來打破它們之間的連接,而人類雖然稱為雜食動物,但我們咀嚼之後的蔬菜大多數為絲狀,腸胃的蠕動又太柔和,很難進一步粉碎它們,並且我們沒有分解它纖維素的辦法。
蔬菜或者膳食中的纖維素並不能被人類所吸收,但可以促進腸道蠕動,利於排洩。雖然人對纖維素無能為力,但是反芻動物演化出了一套專門對付它的系統,並可以利用它來提供代謝所需的蛋白質。
牛自己產「肉」
大自然中對付纖維素的辦法有很多,牛是反芻動物的典型代表。當人咀嚼半天菜葉子,沒嚼爛咽下去了,等明天出來就好了。反芻動物可以在休息,沒事的時候,把菜葉子再吐回嘴裡繼續嚼,然後在咽回去,這就是反芻的意思。
四個胃牛和大部分反芻動物有四個胃,看起來好像很複雜,其實很容易,主要有三個「車間」,分別粉碎過濾、烘乾、消化。
粉碎過濾車間:這個車間有三條「流水線」,嘴、瘤胃、網胃,嘴可以嚼碎食物變成食漿,通過食管進入瘤胃與網胃。
瘤胃就是吃火鍋時涮兩下,脆脆的毛肚。
網胃就是金錢肚,食漿會在這胃中來回移動,通過粗糙的胃壁進行研磨,移動的過程中有些食漿會流回嘴中,也就是反芻。網胃還有篩選的作用,只有磨得足夠的碎才能濾過去進入下一個車間。
烘乾車間:重瓣胃是我們吃的牛百葉,同樣是脆脆的!食漿進來之後,胃中的「瓣」會對其進行擠壓,使得大量的水分被擠出來,吸收掉,食漿就會變稠變幹。
消化車間:皺胃和其他單胃動物(人)的胃差不多,所以也叫真胃。這個車間中會釋放消化液,也就是胃酸。更幹的食漿是為了防止胃酸被稀釋,從而達不到酸化的效果,更碎更小同樣是為了保證消化。
纖維素的分解與蛋白質的來源在牛的消化系統中存在數量非常龐大的「工人」——共生微生物,它們種類繁多,就像流水線的工人一樣,對纖維素進行分解,分解後的糖可以直接被胃壁吸收進行發酵,這個過程會釋放出CO2和CH4。這些都是溫室氣體,因此有些養牛較多的國家就想從牛身上收點「環保稅」。
有些微生物本身就含蛋白,而且它們也會通過纖維素中糖的供能釋放蛋白。被纖維素養肥的微生物,跟著食漿進入到後半段的真胃和腸道系統中,對於牛來說這些微生物的產物和微生物本身就是「肉」的來源。纖維素越多,「肉」吃的就越多,並且食草動物的腸道更長,更能高效吸收,因此牛如此強壯。而這一招人類是無法學的!
人一臉懵圈的回答:原來如此!