Arbeitsblatt: Verdauung beim Wiederkäuer

Wie verdaut ein Wiederkäuer? Die Verdauungsorgane eines Wiederkäuers (z.B. Rind, Schaf, Ziege, Reh) sind völlig anders gebaut als die Verdauungsorgane eines Menschen oder des Schweins. Ihre Funktion ist sehr erstaunlich und ermöglicht es der Kuh, selbst Futtermittel wie Stroh, welches man für ein Schwein nur als Einstreu benützen würde, in Milch umzusetzen. Folgen wir dem Weg des Futters und schauen wir uns nach der Reihenfolge Bau und Funktion der beteiligten Organe am Beispiel einer Kuh an: Das Gebiss, die 4 Mägen (Pansen, Netzmagen, Blättermagen, Labmagen), der Dünndarm und der Dickdarm. Eine Kuh hat 4 Mägen mit insgesamt 110 bis 230 Litern Fassungsvermögen. Daran schliessen sich der Dünndarm und der Dickdarm mit einer Länge von 35 bis 60 Metern an. Das Gebiss der Kuh Wie viele Schneidezähne hat ein Rind oben im Gebiss? Die erstaunliche Antwort lautet: KEINE! Denn eine Kuh hat in ihrem Gebiss nur unten Schneidezähne (8 Stück). Oben hat sie lediglich eine Hornplatte als Gegenlager zum Kauen.Die Kuh kann mit ihren Schneidezähnen ein Grasbüschel, das sie mit der Zunge gefasst hat, abreissen. Zuerst einmal wird nur gefressen und fast nicht gekaut. Das Futter wird mit etwas Speichel abgeschluckt und kommt durch den Schlund in den Pansen. Pansen Der Pansen ist der erste der insgesamt 4 Mägen. Er ist eine mächtige Gärkammer. Er liegt an der linken Seite der Kuh und füllt mit seinem Volumen von 150 bis 180 Liter fast die ganze linke Bauchhöhle aus. Er ist in einen oberen und unteren Pansensack aufgeteilt und kann insgesamt 50 bis 60 Kilogramm Futter aufnehmen. Der Pansen besitzt aber keine Drüsen wie etwa Magen oder Darm der Wiederkäuer bedient sich anderer Lebewesen, um die schwerverdauliche Pflanzenmasse aufzuschließen. Viele Milliarden von Bakterien und Einzellern (insgesamt etwa 7kg) bevölkern den Pansen und produzieren bei ihrer Tätigkeit Säure. Wiederkautätigkeit Die Kuh schluckt, wie bereits gesagt, das Gras anfänglich nur ab. Danach legt sie sich gemütlich zur Ruhe und beginnt mit der Wiederkautätigkeit. Hierbei werden, schon von Bakterien angegriffene Pflanzenteile durch einen Reflex ins Maul zurückgefördert und dann eingehend gekaut. Die kräftigen Mahlzähne zerreiben das Futter zu einem feinen Brei. Dabei wird jeder Bissen kräftig eingespeichelt. Ein Kuh produziert dazu 200 Liter Speichel am Tag.Der Speichel hat nicht nur die Aufgabe, das Futter gut rutschen zu lassen, er ist auch stark alkalisch1 (ph-Wert 8,3) und erhöht die Säuren im Pansen auf einen neutralen ph-Wert von ca. 6,5. WICHTIG: Strukturiertes Futter wie Heu oder Gras, das die Kuh stark kauen muss, ist für sie lebenswichtig, denn ohne Wiederkautätigkeit entsteht keine Speichelproduktion und der Pansen würde bis zum Stillstand versauern. Zellulose (Rohfaser) im Pansen Ein Grossteil der Nahrung eines Rindes besteht aus der für uns als Menschen weitgehend unverdaulichen Zellulose (Stroh besteht sogar bis zu 40% aus Zellulose). Kein Verdauungsferment2 von Wirbeltieren ist in der Lage, Zellulose zu spalten und damit verdaulich zu machen. Nur Bakterien produzieren ein solches Ferment die Zellulase. Ihr gelingt es jedoch auch nur 50 bis 60% der im Pansen vorhandenen Zellulose abzubauen. Das Endprodukt des Abbaues von Zellulose ist Essigsäure. Diese wird im Stoffwechsel zu einem erheblichen Teil in Milchfett umgebaut. Stärke und Zucker (Kohlehydrate) im PansenEine andere Gruppe von Bakterien baut die im Futter enthaltenen Kohlehydrate sowie Stärke und Zucker ab. Diese werden zu Propionsäure und Buttersäure und dienen damit der Kuh zur Energieversorgung.Im Pansen werden ca. 95-100% der im Futter vorhandenen Kohlenhydrate verdaut. Eiweiss im Pansen Ein Grossteil des Eiweisses aus der Nahrung der Kuh wird von den Bakterien zu Ammoniak abgebaut. Dieser dient, gemeinsam mit den Kohlehydraten, den Bakterien als Nahrung. Sie bauen die für die Kuh lebenswichtigen Aminosäuren in Form von Bakterienmasse auf. Im Pansen werden ca. 70% des im Futter vorhandenen Eiweisses verdaut. 1 Gegenteil von sauer 2 Ferment Enzym Netzmagen Der Netzmagen liegt neben der Einmündung der Speiseröhre in den Pansen. Er kann sich stark zusammenziehen und fördert dadurch einerseits das angedaute Futter portionsweise zurück ins Maul zum Wiederkäuen und andererseits genügend verkleinertes Futter weiter in den Pansen. Der Netzmagen siebt praktisch die Nahrung und lässt in den Blättermagen nur das durch, was fein genug ist. Bei der Verdauung spielt er nur eine untergeordnete Rolle. Blättermagen Ist das Futter lange genug von Bakterien zersetzt worden verlässt es nach 1 bis 3 Tagen schluckweise den Pansen und gelangt durch Netzmagen in den Blättermagen. Er ist der letzte Vormagen. Eine Hauptaufgabe ist die Aufnahme von Wasser und Nährstoffen. Aber auch im Blättermagen werden noch Futterpartikel von Kleinlebewesen abgebaut. Labmagen Der Labmagen, der letzte der 4 Mägen einer Kuh, ist der eigentliche Magen. In ihm laufen die gleichen Vorgänge ab, wie im Magen eines Nichtwiederkäuers (z.B. beim Menschen oder Schwein). Der pH-Wert wird hier in den sauren Bereich (pH-Wert ca. 3,0) abgesenkt. Salzsäure löst die noch vorhandene Struktur der Nahrungsbestandteile. Pepsin nimmt die Resteiweissspaltung vor. Das Eiweiss stammt zum großen Teil von den Bakterien, die durch die Magensäure getötet wurden. Dünndarm Die Verdauung im Dünndarm und auch die weitere Verdauung läuft wieder so ab wie dies auch bei den Nichtwiederkäuern funktioniert. Die Eiweissbruchstücke, die aus dem Labmagen kommen, werden noch weiter zu kleineren Teilchen abgebaut und als Aminosäuren resorbiert (aufgenommen). Ebenso werden die Kohlehydrate zu Einfachzuckern zerlegt und aufgenommen. Das Fett wird durch Gallensalze emulgiert, in kleinste Tröpfchen zerlegt und ebenfalls über die Darmwand resorbiert. Dickdarm Der Dünndarm ist im Normalfall bakterienfrei. Im anschließenden Dickdarm hingegen wimmelt es von Bakterien, welche die Verdauung der noch vorhandenen Nährstoffe vornehmen. Besonders der bei der Kuh mächtig entwickelte Blinddarm ist nochmals eine wirkungsvolle Gärkammer. Quelle: