为啥牛只吃草却能长这么壮呢

众所周知,牛有四个胃,分别是瘤胃、网胃、辦胃、皱胃。

其中网胃过滤、辦胃研磨、皱胃消化,而真正将草中的纤维素变为蛋白质,从而制造肌肉的器官,是牛的瘤胃。

同时,瘤胃也是牛用来分解塑料的场所。

新研究发现:牛靠吃草长肌肉,所以能消化塑料,牛为什么这么牛?

瘤胃是个巨大的囊状器官,几乎占据了牛体内小半个体腔。在这里面,上层是二氧化碳、甲烷等气体,中间是液体,底层是沉淀的食糜,就像一个食物发酵罐。

既然是发酵,里面自然存在大量细菌,包括纤维降解菌、淀粉降解菌、半纤维降解菌、蛋白降解菌、脂肪降解菌、酸利用菌、乳酸产生菌、等各种其它菌。

简单来说,每克瘤胃内容物含有109~1010个细菌。

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通过发酵,草中的纤维素转化为蛋白质。即瘤胃内的厌氧微生物,分解利用纤维素、尿素等正常动物绝难吸收的物质,合成菌体蛋白。

然后将这些微生物送入皱胃,那里有大量的胃酸和消化酶。微生物在皱胃被杀死,并被牛消化吸收。

相当于牛吃草养细菌,然后消化细菌吸收营养。

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而塑料又是以单体为原料,通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物,主要成分是树脂。

因此科学家怀疑,由于牛的食物本身就含有天然的高分子化合物(植物的细胞壁),所以牛也许还能分解塑料。

为了验证这一理论,奥地利自然资源和生命科学大学的研究人员,来到当地的一家屠宰场,从一只年轻的阿尔卑斯牧场饲养的牛的瘤胃中采集了液体样本。

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然后对样本中的细菌进行了研究,测试它们分解聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸乙二酯(Polybutylene Adipate Terephalate ,简称PBAT)与聚呋喃酸乙二酯(Polybutylene Furanoate ,简称PEF)的能力。

其中,PET是最常见的热塑料。适用于电子电气和汽车行业,用于各种线圈骨架、变压器、电视机、录音机零部件和外壳、汽车灯座、灯罩、白热灯座、继电器、硒整流器等。

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这三种塑料的样品被放置在培养的瘤胃液体中。

结果出奇的好,三种塑料都毫无问题地分解了。并且研究人员注意到,与单一微生物分解塑料的成果相比,辅以瘤胃液体会使分解塑料的效果更好。

因此他们认为,瘤胃液体的环境可能更有利于牛体内的细菌分解塑料。这表明,比起一种微生物产生的特定的酶,全体微生物群落生产的各种酶组合起来,才是有效分解塑料的关键。

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这项研究的成果对于人类而言是极好的消息,要知道塑料污染是破坏我们生存条件的灾祸之一。

在 1 分钟内,全球就能卖出 100 万个塑料瓶,200 万个塑料袋,截至 2018 年,全球每年生产约 3.8 亿吨塑料。

自20世纪50年代以来,已经生产了超过80亿吨塑料,相当于10亿头大象的重量。其中约 9% 已被回收利用,另外 12% 已被焚化。

大量的塑料垃圾进入环境,要等 1000 多年才能降解。

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它们侵入土壤,释放所含有的有害物质如邻苯二甲酸盐,抑制土壤微生物活性。

它们沉到海底,即使是海洋最深处的马里亚纳海沟:位于西太平洋,在马里亚纳群岛的东部,延伸到海面以下近11 , 000米处。

一些研究人员认为,到 2050 年,按重量计算,海洋中的塑料可能比鱼还多。

最终,塑料作为一种难以降解的环境污染物,会被动植物误食吸收,并积聚于食物链,再由食物链进入人体,造成塑料微球在人体内积累。

因此解决塑料污染迫在眉睫。

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现在我们知道瘤胃液体可以降解塑料,并且一头牛通常会产生大约100升的瘤胃液体。而除了牛以外,像羊、鹿之类的反刍目动物都有胃瘤。

重要的是,根据联合国粮食及农业组织2017 年公布的数据,2014 年,有 5.45 亿只绵羊被屠宰,同时还有4.44 亿只山羊和3亿头牛,现在只会更多。

可想而知,这些原本被浪费的胃瘤液体,如果应用于回收塑料处理,必将创造一大笔财富。

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当然,对于如何利用瘤胃液体,科学家有更好的办法。他们表示,接下来要做的是从瘤胃里数千个微生物中,找出那些对塑料降解至关重要的。

接着找出至关重要的微生物所产生的酶。而一旦找到这些酶,就可以被生产出来,并应用于塑料处理。

这项研究已发表在《生物工程和生物技术前沿》。

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