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科學家發現山羊吃土卻又不傷牙的主要機制

2019/06/25 @國際

科學家發現山羊吃土卻又不傷牙的主要機制

  山羊(又稱家山羊,英文名:domestic goat,學名:Capra aegagrus hircus)是最早被人為馴化的家畜之一。最早馴化山羊的目的除了取其毛、肉、奶之外,其羊皮亦可作為羊皮紙書寫及羊皮材質之水袋,可謂用途十分廣泛的牲畜。人們在長期觀察山羊攝食的行為發現,山羊在進食時,往往不慎將植物葉片上的粉塵、沙土甚至是沙粒一同攝入口腔咀嚼後吞嚥,這樣的行為被認為可能會令牙齒遭沙粒磨壞。另一方面,由於山羊為反芻動物,因此極有可能將具攝入消化系統之食物,重新送回口腔再咀嚼,同時將先前吞嚥到消化系統的沙粒重新送回口腔,造成牙齒二次傷害。然而經長期的觀察卻發現山羊的牙齒不但十分健康,也鮮少有物理性磨損的痕跡,這背後的機制引起科學家的興趣。

  來自瑞士蘇黎世大學(University of Zurich)、南非自由省大學(University of the Free State)與德國哥廷根大學(University of Goettingen)的聯合研究團隊,經電腦斷層(Computed Tomography,簡稱CT)掃描山羊的消化系統解剖方面的研究,終於找出山羊攝入沙粒卻不讓牙齒磨損受傷的主要原因。研究團隊總共飼養28頭山羊並分成若干組,每組分別餵食含不同程度的沙粒飼料,之後連續飼養半年,期間利用電腦斷層圖像記錄沙粒在羊隻消化道的分布情況,最後再透過解剖犧牲的做法,觀察沙粒分布的實際位置。

  研究團隊發現,沙粒分布在山羊體消化道中不同的位置,沙粒會伴隨著消化系統前端所分解成小顆粒食物殘渣,一同進到反芻動物的第四個胃—皺胃,之後與末端食物殘渣一同混和成糞便之後排出體外。研究團隊經觀察推論後認為,初攝入的大型食物碎塊會保留在前胃待分解儲存,這段過程被研究團隊認為具有”清洗”食物的功能,能過濾食物上的沙粒,讓再度反芻的食物不具沙粒,這也是山羊長期咀嚼反芻食物卻能保持牙齒健康避免磨損的主要因素。【延伸閱讀】日美合作共同開發自動化之大豆品質管理與監控系統

  該研究主要解釋為何反芻動物的牙齒不被食物殘留的沙粒所磨損。另外研究也認為,反芻動物的牙齒磨損程度不應做為古生物學taxon-free分類研究上,鑑別部分哺乳動物食性與物種形態的分類特徵,畢竟食性相同的生物未必產生相同的牙齒磨痕,而反芻生物就是其中的例子。

  該研究由瑞士國家科學基金會(Swiss National Science Foundation)資助,研究的重大發現已發表在<Mammalian Biology>。

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