奶牛为什么要反刍？

说起奶牛为什么要反刍，就要说说什么是反刍。反刍（chú）我们俗称倒嚼，是某些动物进食经过一段时间以后将半消化的食物从胃里返回嘴里再次咀嚼粉碎，然后再将食物送进胃中继续消化。反刍主要是一些像奶牛、羊、鹿等一些草食性动物所具有的生理特征。这些动物被统称为反刍动物。反刍动物采食时一般都比较匆忙，稍加啃咬就立马吞下去了，等到休息时才发觉吃饱了，但是消化不了，于是将食物逆呕至口腔慢慢咀嚼，混入唾液然后再吞咽下去，我们将这种行为称为反刍行为。
那么奶牛为什么要反刍呢？因为奶牛所采食的食物种类比其他种类的动物更丰富，食物组成结构也更复杂，更主要的是草料中的粗纤维含量较高导致其在胃中难以消化，必须要对食物进行二次咀嚼帮助消化，营养才能被身体吸收。
奶牛反刍主要是因为它很特别的生理特点，那就是奶牛具有四个胃，即：瘤胃、网胃、瓣胃和皱胃。
瘤胃是食物进入奶牛胃肠道内第一个接触的“暗室”，也是食物消化的“主战场”。它是一个密闭的活体发酵罐，罐子里面栖息着许多种类的微生物，主要包括原虫、细菌和真菌三大类。通常，每一毫升瘤胃液中就含有160-400亿个细菌、20万个纤毛虫以及大量的真菌。可别小看了这些微生物，它们可是瘤胃发挥消化生理功能的具体执行者。但因奶牛采食时食物没有经过充分咀嚼，吞咽的食物颗粒较大，没有更多的表面积与微生物充分接触，因此奶牛就会将之前吞咽下去的食物在此翻入口中再次进行粉碎。
当食物到达瘤胃后，大量微生物立马紧贴在食物的表面，同时分泌纤维素酶、半纤维素酶以及β-糖苷酶等消化酶，于是食物中的纤维素、半纤维素和果胶等多糖类物质很快就被“切割”成单糖，并“变身”为挥发性的脂肪酸和CO2等，前者可为奶牛提供60-70%的能量来源。而这些多糖类植物营养素，奶牛本身是无法消化的，必须借助于微生物这一强大的“兵力”，因为瘤胃体积虽大，但它的粘膜并没有消化腺，也不能够分泌消化液。食物在瘤胃内经微生物充分消化后，约50%的粗纤维可在瘤胃内被消化。
经瘤胃初步消化的食物就会进入网胃，网胃是紧贴着瘤胃的一个胃室，它的黏膜形似蜂巢，像个渔网故称为网胃。实际上，网胃与瘤胃在空间结构上并未完全分开，食物颗粒可以自由地在两个胃室间来回穿梭。
那么，网胃到底具有什么生理功能呢？其实，奶牛在采食时都是简单咀嚼后吞咽，因此食物中有可能会含有一些异物，此时，网胃就如同一个筛子，将这些异物存于其中，既起到了过滤的作用，又防止了异物对其他肠道内表面的伤害。此外，网胃黏膜上的传感器可接受来自青草或干草的机械刺激信号，并通过瘤网胃胃壁上的肌肉发生收缩从而启动反刍行为。
然后食物就会进入瓣胃，瓣胃前通网胃，后接皱胃，由于其黏膜面向内凹陷形成许多大小不等的叶瓣，故又称重瓣胃。其实这就是我们大家所熟悉的百叶。此胃对食物的消化更像是瘤胃消化的“续曲”，它就像是一个水泵，来自瘤胃的食糜中粗糙部分在这里被浓缩，移去水分和电解质后被进一步磨细，同时将较稀的食糜推送入皱胃。在瓣胃内，食物中20%的纤维素可被消化。
通过瓣胃，食物被送达到皱胃。皱胃是后接小肠的胃室，也是唯一具有分泌功能的胃，具有真正意义上的消化功能，因此也被称为真胃。皱胃可分泌大量的胃液，包括盐酸、胃蛋白酶和凝乳酶等消化酶以及大量的黏液。这些分泌物主要对前三个胃消化的食物初级代谢物进行进一步化学性消化。
在皱胃内消化几小时后，消化物经幽门进入小肠的第一部分即十二指肠。这些消化物与胰腺分泌的消化酶和肝脏分泌的胆汁相混合后进入十二指肠，这一步消化是酶消化又称为化学消化。
从皱胃开始，反刍动物的消化与单胃动物基本相同。皱胃中的强酸环境，使所有细菌活性完全停止。皱胃壁分泌盐酸、蛋白酶和凝乳酶。只有当皱胃的pH值降到很低时 (pH=2),幽门才会打开，让消化物流入十二指肠（小肠第一部分）。胰腺、肝和小肠腺的分泌物与排入十二指肠的消化物相混合。这些分泌物含有各种消化酶如蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶,这些酶可水解蛋白质、淀粉和脂肪。蛋白质被分解成多肽和氨基酸。与瘤胃发酵不同，小肠内的氨基酸不会被降解成氨。淀粉和其他非纤维性碳水化合物被水解成单糖如葡萄糖、果糖等。脂肪被水解成甘油和三个长链脂肪酸。
其中脂肪的消化吸收依赖于胰脂肪酶和胆汁的催化参与，胆汁酸是胆汁的主要活性成分，较重要的功能是消化食物中的脂肪和脂溶性物质。在食物的消化过程中，胆汁酸不仅起到辅助脂肪酶的作用，同时能够增强脂肪酶的活性。食物中的脂肪通过胆汁酸的作用而被乳化，并且被脂肪消化酶消化。消化产物包含在胆汁酸的微粒中，并被小肠中的绒毛膜吸收。
除了微生物和消化酶的消化作用外，奶牛对食物的消化还依赖瘤胃、网胃、瓣胃、皱胃四个胃体的肌肉收缩运动来协助完成。试想一下，如果食物在胃室间无法流动，那奶牛的四个胃岂不是要被涨破？它们的节律性收缩形成了一个定向压力梯度，从而引起各胃室食糜的流动与排空。胃壁的肌肉运动主要起到三个方面的作用：贮藏食物功能、混合食物与胃液以形成半流质食糜功能以及排空食物功能。