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Wiederkäuer reinigen ihr Futter

Spülsystem im Magen schont Ziegenzähne

| Redakteur: Christian Lüttmann

Ziegen nehmen beim Weiden auch Dreck auf, der ihre Zähne abschleift (Symbbolbild).
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Ziegen nehmen beim Weiden auch Dreck auf, der ihre Zähne abschleift (Symbbolbild). (Bild: gemeinfrei, FitMum / Pixabay)

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Sand im Mund ist schlecht für die Zähne. Doch Ziegen und andere Wiederkäuer nehmen zwangsläufig auch Dreck beim Weiden auf. Damit ihre Zähne nicht übermäßig beim Kauen durch harte Partikel abgeschmirgelt werden, haben sie eine Art Reinigungssystem im Magen. Wie das funktioniert, wiesen nun Forscher der Universität Zürich nach.

Zürich/Schweiz – Ziegen, Schafe und Kühe haben mit Gras nicht unbedingt das nahrhafteste Futter. Zu der schweren Verdaulichkeit der Pflanzenfasern kommt dann noch, dass die Tiere beim Weiden Erde, Staub und andere Dreckpartikel aufnehmen. Beim Kauen wirken diese wie Schmirgelstoffe im Mund und sorgen für einen erhöhten Abrieb der Zähne.

Pferde oder Zebras haben deshalb im Laufe der Evolution sehr lange Zähne entwickelt, um den durch Staub und Sand verursachten Abrieb auszugleichen. Rinder oder Gnus weisen dagegen viel kürzere Kauinstrumente auf. „Man hat sich schon immer gefragt, warum Wiederkäuer im gleichen Habitat mit kürzeren Zähnen auskommen“, sagt Jean-Michel Hatt, Professor an der Klinik für Zoo-, Heim- und Wildtiere der Universität Zürich. Sein Forschungsteam hat nun gezeigt, wie Wiederkäuer einen übermäßigen Abrieb der Zähne verhindern – und damit auch ihr Überleben sichern.

Im zweiten Durchgang gespült

Der Sand sinkt im Pansen nach unten und sammelt sich im Labmagen, passiert den Darm und wird im Kot ausgeschieden.
Der Sand sinkt im Pansen nach unten und sammelt sich im Labmagen, passiert den Darm und wird im Kot ausgeschieden. (Bild: UZH)

Wiederkäuer verfügen mit Pansen, Netz-, Blätter- und Labmagen über ein mehrkammeriges Magensystem, das die aufgenommene Pflanzennahrung mithilfe von Bakterien verdaut. Es umspült den Inhalt mit Flüssigkeit und sortiert ihn sozusagen nach Stückchengröße – in Material, das schon fein genug zerkleinert ist, und solches, das mit Magensaft umspült und zum erneuten Kauen wieder hochgewürgt wird.

Man vermutete schon länger, dass der zu wiederkäuende Nahrungsbrei bereits von Staub und Sand befreit ist. Dies haben Hatt und sein Team nun genauer untersucht, indem sie erstmals den Einfluss verschiedener Futtermittel auf den Zahnabrieb getestet haben.

Die Forscher beobachteten anhand von Computertomographien bei Ziegen, dass der mitgefressene Sand nicht gleichmäßig im Magen-Darm-Trakt verteilt wird, sondern sich an bestimmten Stellen sammelt. „Wir konnten zeigen, dass im oberen Pansen – wo das Material zum Wiederkauen hochgewürgt wird – deutlich weniger Sand enthalten war als im aufgenommenen Futter selbst“, berichtet Hatt. Das Magensystem der Wiederkäuer wäscht die aufgenommene Nahrung vor dem zweiten Kauen sozusagen von Staub und Sand frei.

Eine Senke für Sand

Doch was passiert mit dem Sand? Er sinkt zuerst im Pansen nach unten und sammelt sich im Labmagen, passiert den Darm und verlässt dann zusammen mit dem unverdauten Material im Kot den Verdauungstrakt der Ziege. „Organismen, die ein derartiges Spülsystem entwickeln, werden das abgewaschene Material problemlos auf natürliche Art wieder los“, sagt Hatt. Nur wenn die Tiere auf einmal eine große Menge Sand aufnehmen – zum Beispiel bei schlecht hergestelltem Silofutter mit ungewöhnlicher Kontamination durch Erde – können Komplikationen auftreten.

Der Befund ist für Hatt ein weiteres Puzzlestück, das den evolutionären Erfolg des Modells „Wiederkäuer“ erklärt. Und es zeige auch, warum die Tiere das erste Mal viel weniger gründlich zerkleinern als später, wenn sie das saubere Material wiederkäuen. So schonen sie ihre Zähne vor unnötigem Abrieb.

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Originalpublikation: Hatt J-M, Codron D, Müller DWH, Ackermans NL, Martin LF, Kircher PR, Hummel J, Clauss M : The rumen washes off abrasives before heavy-duty chewing in ruminants, Mammalian Biology,Volume 97, July 2019, Pages 104-111. Doi: 10.1016/j.mambio.2019.06.001

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