דברים שיורמים יודעים: למה הפרות שמנות?

שאלה נרגנת שולח קורא מתוסכל מספירת קלוריות ולעיסת סלרי: איך זה שהפרות שאוכלות קש, עשב ושאר עלים ועלעלים המומלצים כל כך לדיאטות הן כל כך שמנות?

אם הכוונה לפרות החיות ברפת כיום הרי שחלק מהאחריות למימדי הגוף היא שלנו: האדם טיפח זנים בעלי מסת גוף גדולה לבשר ולחלב ומתעקש להאכיל את הפרות במזון שונה מזה אליו הן מותאמות. אבל גם בלי התערבות אנושית הבקר הוא יונק גדול למדי. התבוננות בעולם החי מראה פרדוקס: מי שאוכל גרגרים וזירעונים עתירי פחמימות ושמן הם המכרסמים הקטנים, מי שמזונו הוא תמרים, תאנים תותי עץ ושאר פירות מתוקים הוא העטלף הזריז והקומפקטי ואילו דווקא מי שנושא בכבדות את משמניו כדוגמת הפרות ניזון מעשב נטול ערך קלורי .

התשובה לתהייה אף היא פרדוקסאלית: צריך הרבה קלוריות בשביל להיות רזה. אצלנו היונקים מתבזבזת רוב האנרגיה על שמירת טמפרטורת הגוף. אנו מאבדים חום לסביבה דרך העור וככל שהחיה קטנה יותר יש לה יותר שטח עור ביחס למשקלה. העכבר צריך לאכול הרבה ביחס למשקלו כדי לפצות על איבוד החום ומשום כך חייב לאכול מזון עתיר קלוריות. זו הסיבה שאין ציפורים בין אוכלי העשב: מי שרוצה לעוף אינו יכול להשמין ולכן חייב לצרוך הרבה קלוריות ביחס למשקלו. הפרה, לעומתם מאבדת (ליחידת משקל) הרבה פחות חום ולכן יכולה להרשות לעצמה מזון דל קלוריות. אבל למה בעצם הסלטים הירוקים דלים כל כך בקלוריות?  העשב והחציר בנוי בעיקר מתאית (צלולוז) הוא החומר שממנו עשוי גם הנייר. מפתיע לגלות שהנייר או העץ שהם חסרי ערך קלורי עבורנו בנויים משרשראות של אותו סוכר עצמו שמרכיב את העמילן שבקמח או בתפוח האדמה. הקלורימטר ( מכשיר המודד את פליטת החום משריפת דוגמת מזון)  לא יראה הבדל רב בין חציר לסוכריות באותו משקל.  אבל, בניגוד לסוכריות , החציר יעבור את צינור העיכול שלנו בלי להיספג.

מדוע איננו יכולים לעכל תאית?

מערכת העיכול שלנו חסרת אונים מול התאית משום שאין לנו את האנזימים הדרושים לפרוק השרשראות הללו לסוכרים הפשוטים המרכיבים אותן. תאית היא פולימר שהאבולוציה פיתחה כחומר מבנה: שלד יציב שנדרש ליציבות לאורך חיי הצמח.  הסוכרים קשורים זה לזה בסיבים ארוזים בצפיפות ומודבקים זה לזה בפולימר יציב נוסף: הליגנין. נדרשת מערכת ייעודית ומורכבת לפרק את החומר הקשוח  הזה לאבני הבניין שלו. כך, למרות   שכמעט מחצית מהפחמן הנקלט על ידי הצמחים מוצא עצמו בסיבי תאית ולמרות שגנים המקודדים לאנזימים מפרקי תאית  היו חלק פעיל בגנום הקדמון המשותף לכל בעלי החיים הרי שניצול ישיר של תאית כמזון הוא נחלתם של כמה יצורים שהתמחו בכך, בעיקר חד תאיים ופיטריות. יצורים אחרים מוותרים על התאית והיא מופרשת כפי שנכנסה או מעבירים את הפרוייקט למיקור חוץ כלומר יוצרים מערכות סימביוטיות עם חיידקים.

כדי להתאים את צינור העיכול לאירוח חיידקים נדרשות התאמות אנטומיות. הפנדה, טורף שהאבולוציה הפכה לאוכל במבוק, לא פיתח התאמה כזו ולכן לא מעכל את רוב החומר האורגני בקנים אותם הוא אוכל (ולכן דורש אכילה מרובה יותר). לפרה ושאר  מעלי הגירה יש   שתי קיבות המותאמות לתפקד כאינקובטור לחיידקים מפרקי תאית. הפרה בולעת את העשב ולאחר שהחל העיכול היא מעלה אותו שוב לפיה, ממשיכה ללעוס כדי לשבור היטב את הסיבים ולהפוך את העיסה נוחה יותר לחיידקים. עיסת התאית מפורקת אמנם ע”י החיידקים לסוכר אך   רוב הסוכר נצרך על ידי הידידים המיקרוסקופים עצמם והפרה  נאלצת להסתפק בשאריות.

חיידקי המעיים של הפרה “גונבים” את כל הסוכר

בעל חיים אוכל עשב צריך להכיל בקיבתו נפח גדול של עשב לקבלת האנרגיה הדרושה וקיבה גדולה צריכה גוף גדול סביבה. לכן בעלי חיים קטנים הניזונים מתאית נדירים, כך בקרב כמיליון מיני חרקים השורצים בכדור הארץ פחות ממאה מעכלים תאית, הנציגים הידועים של אותה נבחרת הם הטרמיטים שכמה מינים הם מבעלי החיים היחידים בהם מפריש המעי אנזימים מפרקי תאית כלומר הם אינם נדרשים לארח חיידקים לשם כך. התאית, היא, כאמור מקור הפחמימות הנפוץ ביותר ויש ייתרון למי שיכול להשתמש בו: מתברר למשל כי מין של כריש פטיש (פטישן טיבורו  : Sphyrna tiburo) מצליח להפיק אנרגיה מתאית של עשב ים אותו הוא מלכך מהקרקעית. נראה שהמקור האבולוציוני ליכולת מוזרה זו של טורף הוא בסימביוזה עם חיידקים מפרקי כיטין, רב סוכר קשה לעיכול הבונה את שריון הסרטנים שהם מרכיב מזון חשוב.

זוחלים שאינם שומרים על טמפרטורת גוף קבועה נדרשים לפחות הוצאת אנרגיה על חימום ולכן יכולים להרשות לעצמם תזונה צמחית גם במימדי גוף קטנים יותר ממעלי הגירה בקרב היונקים. אבל גם אצל הזוחלים  נשמרת בדרך כלל התזונה הצמחונית לכבדי הגוף שבחבורה: האיגואנות והצבים. בדומה לפרות גם איגואנות וצבים צמחוניים גדולים דוגמת צב הים הירוק מקצים מקום בצינור העיכול לחיידקים מפרקי תאית וסביר להניח שכך ניזונו גם הדינוזאורים הצימחונים. מחקרים על עקבות דינוזאורים ואתרי קינון מעלים שדינוזאורים צמחונים נטו להתקבץ, כמו אוכלי עשב מודרנים בעדרים, יש מי שמסביר את המוטיבציה הראשונית לעדריות בצורך לקבל מהשכנים חיידקי מעיים מפרקי תאית שכן הדינוזאור נצעיר ממש כמו עגל נולד עם מערכת עיכול סטרילית ונזקק לשאריות צואה כדי לאכלס את המערכת בחיידקים חיוניים.

עלתה בדעתכם שאלה מעניינת, מסקרנת, מוזרה, הזויה או מצחיקה? שלחו ל  [email protected]

עוד בנושא באתר הידען:

• סחוס מעורר השראה
• על מסלולים אבולוציוניים של אנזימים ותקשורת בין אוכלוסיות חיידקים מתוחכמים
• פרות הפרא של רמת הגולן
• למה נאס”א עוקבת אחרי פרות?
• בקר מזהם?