paleoforum.ru

Форумы сайта «Проблемы эволюции» => Форум сайта «Проблемы эволюции» => Тема начата: Cirill от апреля 20, 2022, 05:47:53

Название: Откуда коровы черпают белок?
Отправлено: Cirill от апреля 20, 2022, 05:47:53
Собственно трава крайне бедна белками, откуда же коровы набирают массу?

Могу предположить только, что при брожении съеденной зелени участвует также проглоченный воздух, который, как известно, состоит преимущественно из азота. Таким образом, бактерии обитающие в желудке коров поглощают азот и органику, а вырабатывают аминокислоты. Так ли это?
Название: Re: Откуда коровы черпают белок?
Отправлено: Alexeyy от апреля 20, 2022, 06:37:38
Совершенно верно.
Название: От: Откуда коровы черпают белок?
Отправлено: mydoctor от марта 13, 2023, 02:21:55
Цитата: Cirill от апреля 20, 2022, 05:47:53Собственно трава крайне бедна белками, откуда же коровы набирают массу?

Могу предположить только, что при брожении съеденной зелени участвует также проглоченный воздух, который, как известно, состоит преимущественно из азота. Таким образом, бактерии обитающие в желудке коров поглощают азот и органику, а вырабатывают аминокислоты. Так ли это?

В местах естественного обитания жвачных животных — степях, саваннах, их корм очень беден азотом и белками. Поэтому в процессе эволюции и появились приспособления, благодаря которым жвачные выживают в таких природных биотопах. У большинства животных, образующаяся в организме мочевина выделяется с мочой, а у жвачных ее большая часть через слюнные железы и стенку рубца попадает в рубец, где используется микроорганизмами для синтеза белка.
Название: От: Откуда коровы черпают белок?
Отправлено: Cirill от декабря 03, 2023, 13:36:56
Цитата: mydoctor от марта 13, 2023, 02:21:55
Цитата: Cirill от апреля 20, 2022, 05:47:53Собственно трава крайне бедна белками, откуда же коровы набирают массу?

Могу предположить только, что при брожении съеденной зелени участвует также проглоченный воздух, который, как известно, состоит преимущественно из азота. Таким образом, бактерии обитающие в желудке коров поглощают азот и органику, а вырабатывают аминокислоты. Так ли это?

В местах естественного обитания жвачных животных — степях, саваннах, их корм очень беден азотом и белками. Поэтому в процессе эволюции и появились приспособления, благодаря которым жвачные выживают в таких природных биотопах. У большинства животных, образующаяся в организме мочевина выделяется с мочой, а у жвачных ее большая часть через слюнные железы и стенку рубца попадает в рубец, где используется микроорганизмами для синтеза белка.

То есть азот из воздуха не при чем?
Название: От: Откуда коровы черпают белок?
Отправлено: Метвед от декабря 03, 2023, 19:51:58
Цитата: Cirill от декабря 03, 2023, 13:36:56То есть азот из воздуха не при чем?
Стопудово. Азотфиксирующие бактерии (фиксация атмосферного азота - весьма энергозатратный процесс) живут в аэробных условиях. В почве (не во всякой а в хорошо аэрируемой, вроде чернозёма) и в качестве симбионтов бобовых растений (в клубеньках на корнях).  А в коровьем брюхе кислорода кот наплакал. Там условия анаэробные. Кстати, лошади тоже едят траву как и коровы но мочевины в моче у них не меньше чем у нас  и ЖКТ в общем простой, вроде нашего. И жвачку они тоже не жуют как жвачные. То есть, белков (точнее, аминокислот) содержащихся в траве лошади в принципе хватает.
Название: От: Откуда коровы черпают белок?
Отправлено: Cirill от декабря 04, 2023, 06:10:30
Цитата: mydoctor от марта 13, 2023, 02:21:55
Цитата: Cirill от апреля 20, 2022, 05:47:53Собственно трава крайне бедна белками, откуда же коровы набирают массу?

Могу предположить только, что при брожении съеденной зелени участвует также проглоченный воздух, который, как известно, состоит преимущественно из азота. Таким образом, бактерии обитающие в желудке коров поглощают азот и органику, а вырабатывают аминокислоты. Так ли это?

В местах естественного обитания жвачных животных — степях, саваннах, их корм очень беден азотом и белками. Поэтому в процессе эволюции и появились приспособления, благодаря которым жвачные выживают в таких природных биотопах. У большинства животных, образующаяся в организме мочевина выделяется с мочой, а у жвачных ее большая часть через слюнные железы и стенку рубца попадает в рубец, где используется микроорганизмами для синтеза белка.

Но ведь азот формируется в организме при расщеплении аминокислот по всему телу.Как он потом концентируется в локальном участке организма?
Название: От: Откуда коровы черпают белок?
Отправлено: e-note от декабря 13, 2023, 16:28:41
Цитата: Метвед от декабря 03, 2023, 19:51:58Стопудово. Азотфиксирующие бактерии (фиксация атмосферного азота - весьма энергозатратный процесс) живут в аэробных условиях.
Насколько я помню, все ровно наоборот: фиксация азота - анаэробный процесс, в присутствии свободного кислорода блокируются ключевые ферменты. Как раз сочетание энергозатратности процесса и сложностей с кислородом и приводит к тому, что азот почти всегда в дефиците.
В ЖКТ травоядных фиксация азота, конечно же, идет, но насколько важен ее вклад в обеспечение животного азотом - судить не берусь. Впрочем, уверен, литературы на эту тему - море.
Название: От: Откуда коровы черпают белок?
Отправлено: василий андреевич от декабря 15, 2023, 07:11:43
Цитата: Cirill от декабря 04, 2023, 06:10:30Но ведь азот формируется в организме при расщеплении аминокислот по всему телу.
Аммонификация "обязательно победит" азотфиксацию, как энергетическая выгода. Потому два эти процесса должны быть разнесены либо в пространстве, либо во времени.
  Восстановление азота водородом столь энергозатратно, что без промежуточно-сопутствующих реакций с участием атомарного кислорода вряд ли обходится. Прокариота как-то смогла, а коровы и термиты используют.
Название: От: Откуда коровы черпают белок?
Отправлено: АrefievPV от декабря 15, 2023, 08:26:35
Цитата: e-note от декабря 13, 2023, 16:28:41
Цитата: Метвед от декабря 03, 2023, 19:51:58Стопудово. Азотфиксирующие бактерии (фиксация атмосферного азота - весьма энергозатратный процесс) живут в аэробных условиях.
Насколько я помню, все ровно наоборот: фиксация азота - анаэробный процесс, в присутствии свободного кислорода блокируются ключевые ферменты.
Думаю, что жить разные азотфиксирующие бактерии могут в разных условиях.

Разумеется, нужна защита от кислорода для процессов фиксации азота. И анаэробам в этом плане полегче. А вот фотосинтетикам гораздо труднее, необходимо ещё и от внутреннего кислорода защитить процессы азотфиксации:
https://www.chem21.info/info/1349145/
ЦитироватьОтрицательное действие (https://www.chem21.info/info/1747412) О2 на азотфиксацию связано с восстановительной природой (https://www.chem21.info/info/1602233) процесса. Возникшая первоначально у анаэробных прокариот (https://www.chem21.info/info/1352061), получающих энергию за счет брожения, способность к азотфиксации проявилась и в фуппах эубактерий с бескислородным фотосинтезом (https://www.chem21.info/info/278348). Благоприятные условия для нее обеспечивались анаэробным типом (https://www.chem21.info/info/231230) метаболизма этих фупп. И только цианобактерии столкнулись с проблемой функционирования в клетке двух (https://www.chem21.info/info/1696521) процессов, один из которых имеет восстановительную природу (https://www.chem21.info/info/1602233), а другой сопровождается выделением (https://www.chem21.info/info/1571054) такого сильного окислителя (https://www.chem21.info/info/219758), как О2. Возникла необходимость защиты (https://www.chem21.info/info/71911) или изолирования процесса азотфиксации (https://www.chem21.info/info/1363841) от молекулярного кислорода.
... 
Наиболее остро стоит проблема защиты (https://www.chem21.info/info/1478163) процесса азотфиксации (https://www.chem21.info/info/1363841) от О2 в группе цианобактерий. У всех цианобактерий нитрогеназа чувствительна к О2, имеющему внеклеточное и внутриклеточное происхождение.
...
Несмотря на разнообразие микроорганизмов (https://www.chem21.info/info/590946), осуществляющих азотфиксацию, ферментный комплекс (https://www.chem21.info/info/509465) нитрогеназы одинаков и у анаэробов, и у аэробов. Один из ее отличительных признаков (https://www.chem21.info/info/570235) — чрезвычайная чувствительность к наличию кислорода (https://www.chem21.info/info/425767). Поэтому у аэробных микроорганизмов (https://www.chem21.info/info/1332226) существует проблема защиты (https://www.chem21.info/info/1478163) нитрогеназы от кислорода. Разные микроорганизмы решают ее разными путями (https://www.chem21.info/info/1726202).

https://scienceforum.ru/2015/article/2015013279
ЦитироватьОколо 80 лет назад С. Н. Виноградский выделил из почвы анаэробную бактерию Clostridiumpasteurianum, фиксирующую газообразный азот. Несколько позднее голландский исследователь М. Бейеринк открыл аэробную азотфиксирующую бактерию Azotobacter.

http://www.neznaniya.net/agronomija/botanika-i-fiziologija-rastenij/mikrobiologija/100-svobodnozhivuschie-azotfiksiruyuschie-mikroorganizmy.html
ЦитироватьСвободноживущие азотфиксирующие микроорганизмы делятся на анаэробные и аэробные.
1. Аэробный свободноживущий азотфиксатор Clostridium pasteurianum
Этот микроб был открыт в 1893 г. С.Н. Виноградским и назван в честь Л. Пастера. Энергию, получаемую в результате маслянокислого брожения органических форм углерода (моно-, ди- и полисахаридов), использует на связывание молекулярного азота. Азотфиксирующая способность составляет 10-12 мг азота на 1 г сброженного сахара. Эти микроорганизмы встречаются во всех почвах.
...
2. Аэробный свободноживущий азотфиксатор Азотобактер (Azotobacter chroococcum)
Азотобактер впервые выделен в чистой культуре голландским ученым М. Бейеринком в 1901 г. В настоящее время известно около 10 видов азотобактера. Наиболее распространенным и хорошо изученным является Azotobacter chroococcum – обитатель почв всех типов, кроме кислых. Образует на плотной питательной среде Эшби колонии с бурым, почти чёрным пигментом. Для Azotobacter agilis характерны бесцветные колонии, Azotobacter vinelandii дает флуоресцирующую желтовато-зеленоватую окраску колоний. Азотфиксирующая способность у азотобактера составляет 15-20 мг азота на 1 г потребляемого органического вещества.
Название: От: Откуда коровы черпают белок?
Отправлено: василий андреевич от декабря 15, 2023, 09:46:01
Цитата: АrefievPV от декабря 15, 2023, 08:26:35Разумеется, нужна защита от кислорода для процессов фиксации азота.
Да, это ключевое.
  Довести диоксид углерода до оксида, значит, подсунуть атомарному кислороду, то, что всегда "под рукой". Если это молекулярный азот, то достаточно вставить возбужденный атом кислорода в одну из трех связей молекулярного азота. Но и эту легко распадающуюся N-O-N надо куда-то пристроить, что бы выкинуть из организма.
  Аминокислота - вполне себе приемник, работающий с уже ослабленными азот=азотными связями, но оставляющим в покое азот кислородные.