牛の腹部には、人間の胃からは想像しにくいほど大規模な消化の仕組みがあります。その全体像を知ると、牛が草を食べ続ける理由や、何度も口を動かす理由が違って見えてきます。
第79回雑学調査レポートでは、そんな「牛」に関する雑学をご紹介していきます。
「牛には胃が4つある」は間違いではない
牛に関する雑学として、「牛には胃が4つある」という話は広く知られています。
この説明は、日常的な表現としては間違いではありません。ただし、人間の胃のような器官が4個あり、それぞれが完全に独立して並んでいるわけではありません。
牛の胃は、形や働きが異なる4つの区画から構成されています。
第一胃は「ルーメン」または「瘤胃（りゅうい）」、第二胃は「レティキュラム」または「網胃（もうい）」、第三胃は「オマサム」または「葉胃（ようい）」、第四胃は「アボマサム」または「皺胃（しゅうい）」と呼ばれます。
それぞれの区画が異なる役割を持つことから、一般には「4つの胃」と表現されています。構造をより正確に説明する場合は、「牛の胃は4つの区画に分かれている」と考えると分かりやすいでしょう。
牛の胃が4つの区画に分かれている理由
牛の胃が複雑な構造をしているのは、牧草や干し草などに含まれる植物繊維から、効率よく栄養を取り出すためです。
植物には、セルロースやヘミセルロースといった繊維が多く含まれています。しかし、牛自身が作る消化酵素だけでは、これらの繊維を十分に分解できません。
そこで重要な役割を果たすのが、牛の胃の中に生息している微生物です。
第一胃を中心とする胃の中には、細菌、古細菌、原生動物、菌類など、さまざまな微生物が存在しています。これらの微生物が植物繊維を発酵させ、牛が利用できる物質へと変えます。
つまり、牛は自分の消化酵素だけで草を消化しているわけではありません。胃の中に大規模な発酵環境を作り、微生物と協力しながら植物から栄養を得ています。
第一胃「ルーメン」は巨大な発酵タンク
4つの区画のうち、最も大きいのが第一胃のルーメンです。日本語では瘤胃と呼ばれます。
第一胃は、牛の腹部の左側を中心に大きく広がっています。内部には、食べた飼料、液体、微生物、発酵によって生じたガスなどが大量に蓄えられています。
第一胃の容量は、牛の体格や飼養条件、内容物の状態などによって異なります。米国の大学が公開している資料では、およそ25～40米ガロンの内容物を保持できると説明されています。
1米ガロンを約3.8リットルとして換算すると、約95～150リットルです。
ただし、この数字は、空の第一胃に入る水の量を単純に示したものではありません。実際の第一胃内には、飼料や水分だけでなく、微生物やガスも含まれています。
第一胃の重要な働きは、食べ物をためることだけではありません。第一胃内に生息する微生物によって、飼料を発酵させることが主な役割です。
このため、第一胃はしばしば「発酵タンク」や「発酵槽」に例えられます。
微生物が飼料に含まれる炭水化物を発酵させると、酢酸、プロピオン酸、酪酸などが作られます。これらは「揮発性脂肪酸」と呼ばれ、英語名の頭文字から「VFA」と表記されることもあります。
揮発性脂肪酸の多くは、第一胃の壁から吸収されます。吸収された成分は、生命の維持、成長、妊娠、泌乳などに必要なエネルギーとして利用されます。
ミネソタ大学エクステンションの資料では、揮発性脂肪酸が、牛の必要とするエネルギーの約50～70％を供給すると説明されています。
牛も人間と同じように、体内でブドウ糖を必要とします。ただし、飼料に含まれる炭水化物を、そのまま大量のブドウ糖として小腸から吸収しているわけではありません。
飼料に含まれる炭水化物の多くは、第一胃で微生物によって発酵されます。そのときに作られたプロピオン酸などを材料として、牛の肝臓でブドウ糖が作られます。
牛は、胃の中の微生物が作り出した発酵産物を、主要なエネルギー源として利用しているのです。
