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こもあ生物学

日記帳42

食べる、呼吸する、体を巡る血液

『ヒトと自然』 42〜52ページ

『加藤和男』(HP)

『牛と日本人』
 27〜29ページ、30〜31ページ、25〜26ページ

発生生物学 第2回

2005年10月3日 (月) 食べるから老廃物処理まで
1)胃腺の内壁は、1層の細胞で構築されている。その上部は粘液細胞、中心部には塩酸を分泌する細胞、下部は消化酵素となるペプシノーゲンを分泌する主細胞やホルモンを分泌するガストリン細胞が存在する

2)小腸のヒダ状の内壁には、高さmm弱の絨毛が密集しており、その表面には1層の円柱状の細胞が密集している。これが吸収上皮細胞で、その細胞の先端には微絨毛が無数にある

3)肺胞は直径0.3mmほどで、その周りを毛細血管が取り囲んでいる

4)エネルギーを引き出すための経路は、解糖系、クエン酸回路、電子伝達系がある。1分子のブドウ糖を完全に二酸化炭素と水素に変えた場合、38分子のATPが生成される

5)胎児の循環は成人と異なる。卵円孔がある

6)上大静脈と右心房の境にある洞房結節はペースメーカーとして収縮の指令を出している

7)腎臓の機能単位はネフロンで、糸球体、ボーマン嚢、尿細管からなる

2005年10月3日 (月) 大型草食獣は微生物と共生し、草が利用できるようになって、数を増やしてきた
1)動物は食性によって分けられる。肉食獣、草食獣、雑食獣の3分類である

2)中新世の化石の研究から、およそ2,000万年前ヨーロッパなどで草類が繁茂し、反芻動物などの草食動物の種や数が飛躍的に増加した

3)小型の草食動物は、果実、種子、地下茎、若芽の成分である糖やでんぷん、タンパク質を摂る、つまり高栄養植物を少量摂取するだけで、個体や種族を維持できた。これらの成分は、自分の消化酵素で利用できたからである

4)大型の草食動物は、これらの高栄養植物だけを常に摂取するには、量が不足していた

5)大型の草食動物は、進化の過程で、体を大きくさせながら、消化管の形を変えて、微生物群を消化管に棲息させ、草を利用できるようになった。微生物はセルラーゼを分泌し、セルロースを酪酸などの短鎖脂肪酸に変換でき、大型草食獣がその短鎖脂肪酸を利用するのである

6)草食動物は本来利用できない草類を、微生物と共生する進化をとげることで、[数を増やしてきた。哺乳類のなかで、圧倒的に種類が多い、もっとも繁栄しているものは反芻動物なのである]

2005年10月3日 (月) 腸管にくびれや袋をつくることに成功した
1)微生物を消化管に棲息させるには大きな障害があった

2)微生物が棲息(生息)するための環境を確保しなくてはならないということである

3)消化管内での流れが速いと微生物は定着できず、増殖もできないからである

4)酸性度が強いとやはり微生物は生存できないので、消化管内を中性域にする必要があった

5)最終的に草食動物は、微生物との叫声のために、管状の単純な形態であった腸管にくびれを入れたり袋状にして、消化管内容物の流れを遅くし、酸性度(pH)を中性域にすることに成功した

6)そして微生物が生産する短鎖脂肪酸の利用に成功した

7)なかでも複胃をもつことに成功した反芻動物は、タンパク面でも成功した

8)アンモニアや尿素という非タンパク態窒素を利用することに成功した

2005年10月3日 (月) 反芻胃の特徴
1)反芻は「急いで食べたえさのはみかえし」ではない
  反芻されるものは、第一胃の前部に位置する第二胃内に含まれている。それはすでに微生物によって発酵された小粒化した飼料を含む液状物(水分95%ぐらい)である。えさを食するとそれらの粗い飼料は第一胃内容の上層に浮かぶ。それらは反芻されない。小粒子が反芻されるのである。はみかえしで、小粒子はさらに小さくされる。粒子の径が2〜3ミリメートル以下になると反芻胃の下部の消化管に流れ去ることができるようになる

2)なぜ草の繊維が分解できるか
  微生物が分泌するセルラーゼで繊維素を分解し、栄養源としている

3)ブドウ糖より小さな脂肪酸が栄養源である
  微生物による分解の結果で生じる産物は揮発性脂肪酸である。酢酸、プロピオン酸、酪酸の比は6:3:1である。ウシのエネルギー源の70%にあたる。これらは胃壁から吸収される
  構造式
    酢酸         CH3COOH
    プロピオン酸   CH3CH2COOH
    酪酸         CH3CH2CH2COOH

2005年10月3日 (月) ウシの特徴
1)ウシの唾液はアルカリ性
  1日100〜180リットルの唾液をだす。えさを食べると分泌量は増すが、それ以外のときも絶えず分泌していて、一日中とぎれない。アルカリ性で胃内容物を中性に保とうとする。揮発性脂肪酸を中和しているのである。発酵をうまく継続させるためである

2)臼歯はあるが、切歯も犬歯もない
  ウシの上顎には臼歯はあるが、切歯も犬歯もない。下顎には切歯、臼歯はあるが、犬歯はない。上顎歯を固定し、下顎歯を一方向に水平に運動して繊維質の多い草をすりつぶす

3)鼻の先端には毛がなく、皮下には腺があって常にぬれている。鼻鏡という

4)反芻胃は4胃に区分される
  第一胃と第二胃はつながっておおきな嚢となり、反芻胃と呼ばれる。大きさは、体重の約三分の一である。体重660kgで220リットル

5)ウシはウシに生まれるのではない
  プロピオン酸などの胃内発酵産物の刺激により反芻胃は大きくなる。第一胃の絨毛も酪酸やプロピオン酸の刺激で発育する

6)反芻胃に微生物が住み着く
  バクテリアの濃度は胃内容1グラムあたり10(9乗)〜10(11乗)、プロトゾアは同じく10(5乗)〜10(6乗)である