Метаболическая мельница
Метаболическая мельница
— Кажется, вы опять собираетесь говорить о кормах? Лучше бы сказали мне: права или нет моя жена, решительно отказываясь покупать кур в магазине? Она утверждает, что они не так вкусны, как рыночные…
— Верно. Если не принять соответствующих мер, то куры и индейки, выращенные на крупных промышленных птицефабриках, действительно не будут отвечать изысканному вкусу. Виновата стерильность производства. Она не допускает заражения птицы некоторыми видами бактерий, синтезирующими особые вещества, которые и придают курятине тонкий вкус. Ну а первопричиной здесь является метаболическая мельница.
Метаболической мельницей в физиологии животных принято называть совокупность процессов усвоения и разложения питательных веществ, синтеза новых соединений и превращения энергии…
В принципе пищевые потребности всех живых существ одинаковы: о них мы уже говорили в начале книги. Удовлетворяются они за счет веществ трех категорий. К первой относятся вещества — источники энергии; их требуется несколько граммов в день на каждый килограмм собственного веса. Вторая категория — белки, идущие на построение органических молекул тела; их нужно по нескольку миллиграммов на тот же килограмм. И, наконец, веществ третьей категории нужно еще меньше, несколько микрограммов; это витамины и коферменты, факторы роста.
На этом, однако, и заканчивается сходство в пищевых потребностях животных, которые, нуждаясь в одних и тех же продуктах, очень сильно отличаются по способности использовать их. Например, вещество, играющее необходимейшую роль витамина для одного животного, может не представлять никакой ценности для другого. Петух с громадной пользой для себя глотает куски булыжников, а попробуйте-ка натолкать их в желудок поросенку…
Типы питания домашних животных сложились задолго до того, как человек принял на себя обязанности их кормильца. Сложились они под влиянием условий жизни, резко отличных у одних видов от других. Учитывать это обстоятельство приходилось уже довольно давно. Так, в начале прошлого столетия одно из первых русских руководств по животноводству замечало, что «все наши домашние животные, исключая собаку, питаются произрастениями земной поверхности, которые весьма многоразличны… Если бы мы всегда могли давать нашим домашним животным тот корм, который им от природы назначен, посему для них лучший и здоровейший, то кормление и содержание их было бы весьма просто. Но как обстоятельства всего хозяйства требуют, чтобы многие остатки назначаемы были в корм животным, как, например, барда и пр., то и самое кормление стало сложнее и требует большой осмотрительности».
К нашему счастью, все домашние животные еще до того, как стали домашними, уже привыкли к достаточно разнообразной пище. Развитие животноводства существенно осложнилось бы, если бы ориентировалось на строго специализированную диету: представьте себе свинью, питающуюся исключительно кедровыми шишками и более ничем…
Впрочем, от неразборчивости скота к корму животноводу мало радости; иногда даже горе — особенно когда вступает в силу пословица «голод не тетка». В России, например, вплоть до 20-х годов нынешнего столетия скот нередко подкармливали «пареной водой» — своего рода чаем из сена пополам с помоями. Или «древесным сеном» — листвой деревьев. Или, более того, навозом в запаренном и слегка сдобренном мукой виде. Естественно, что подобные «питательные вещества» активно способствовали распространению болезней, отравлениям и падежу.
Вернемся, однако, к проблемам пищеварения.
Начинается оно уже практически во рту: здесь измельчаются крупные частицы корма и перемешиваются со слюной. Слюны выделяется очень много. Травоядные фабрикуют ее в гигантских количествах — до 10 процентов от собственного веса в течение суток! Это означает, что вполне зрелая корова производит ее по 50–60 килограммов ежесуточно. Продукты этой колоссальной слюнофабрики не только принимают участие в пищеварении, но и действуют как смазка: слишком уж много приходится жевать. Отсюда-то и вытекает научно-физиологическое обоснование лозунга, начертанного И. Ильфом и Е. Петровым в «Двенадцати стульях»: «Тщательно пережевывая пищу, ты помогаешь обществу!» И домашние животные действительно приносят обществу неоценимые услуги, тщательно перемалывая все, что кладут им в кормушки.
Исключение составляет птица. Зубов у нее нет. Поэтому она жует… желудком. Еще вышеупомянутый Спалланцани установил, что сила мускулов желудка курицы настолько велика, что растирает в порошок орехи и стеклянные шарики, шлифует гранит и сплющивает монеты и свинцовые трубки (все названные предметы дотошный естествоиспытатель настойчиво заталкивал в горло экспериментальным несушкам). Именно поэтому птицы и глотают камни: они помогают перетирать жесткие зерна. Правда, последние, прежде чем попасть в желудок, на некоторое время задерживаются в расширенной части пищевода — в зобе. Поклевав немного, курица всегда тянется к воде. Влага, попавшая в зоб вместе со слюной, несколько размягчает твердый корм, составляющий основу птичьего рациона, и снижает расходы энергии на ее перетирание желудком.
Функции воды в пищеварительном процессе состоят не только в размягчении, но и в растворении пищи. Ведь все химические реакции, идущие в желудочно-кишечном тракте, протекают в растворах. В этом отношении между животным и растением нет принципиальной разницы: и те и другие питаются исключительно бульонами. Все же, нерастворимое в воде, немедленно из организма изгоняется… если только не остается в виде малоприятных скалистых образований где-нибудь в печени или в другом подходящем месте.
Не следует думать, что куриный желудок — особое исключение из типовой системы. Конструктивно желудки животных выполнены, конечно, очень разнообразно. Однако любой из них умеет в большей или меньшей степени сжиматься и расширяться, оказывая дополнительное механическое воздействие на пищу. И все же основная его задача состоит не в перемалывании, а в химическом превращении попавших в него предметов.
Собственно пищеварением следует называть процесс расщепления, разрушения крупных, нерастворимых молекул питательных веществ на более простые, растворимые соединения. Только такие соединения и могут пройти сквозь слизистую оболочку стенок желудочно-кишечного тракта и поступить в кровь и лимфу. Поэтому-то они и являются исходными продуктами для вышеупомянутой метаболической мельницы. Что же касается механизма операции расщепления, то он может иметь химическую или микробиальную природу.
Химическое воздействие на попавший в желудок корм осуществляется с помощью ферментов пищеварительного сока. Это универсальные вещества, способные в кратчайшие сроки разрушить самые разнообразные предметы. Что это действительно так, подтверждает небезуспешный опыт одного экстравагантного австралийского джентльмена, поклявшегося съесть собственную автомашину в течение всего лишь трех месяцев.
Сила химического воздействия ферментов удивительна: они во многом превосходят такие сильнейшие растворители, как царская водка или серная кислота. Одновременно ферменты выполняют роль катализаторов, ускорителей химических процессов. При этом действенность и надежность их настолько велики, что современной химической промышленности остается лишь мечтать о веществах с подобными качествами.
Судите сами: метаболическая мельница и предшествующие ей процессы расщепления позволяют заменять белковые структуры тела с огромной скоростью. Так, период полуобновления белков у крысы составляет 17 дней, у крупных животных и человека — 50–80 дней. Но это только в среднем. Швейцарский ученый Дж. Ландис в 1968 году в опытах на козах доказал, что всего лишь за сутки обновляется следующее количество белков различных тканей их тела: стенка желудка — 45 процентов, костный мозг — 28, печень — 15, почки — 13, сердечная мышца — 3,5, мозг — 2,3 процента. Таким образом, можно утверждать, что благодаря колоссальной скорости обмена веществ в живом организме коза каждые 30 суток получает новое сердце, а всего через 43,5 дня, нужно это ей или нет, — новые мозги…
— Вот это мельница! Нам бы с вами такую! У меня ведь, знаете ли, желудок…
— Мне кажется, вы слишком торопитесь с заключениями. Не следует предаваться излишним восторгам по поводу «законченной стройности» пищеварительного аппарата наших домашних животных. Тем более что на его задачи мы сейчас смотрим вовсе не так, как пятьдесят-шестьдесят лет назад. Вот, например, как вы думаете, что мы делаем, когда кладем корм в кормушку?
— Ну… кормим корову.
— Ошибаетесь. Действительно мы кормим, но… не корову.
Успехи микробиологии в конце XIX — начале XX века быстро привели к открытию целого мира мелких существ, безбедно живущих внутри других, более крупных. Одним из наиболее плотно заселенных мест оказался желудочно-кишечный тракт жвачных животных. Всего лишь в одном грамме содержимого желудка коровы насчитывают 10 миллиардов бактерий и миллион простейших организмов (инфузорий).
Естественно, что подобная плотность внутрижелудочного населения не может не оказывать заметного влияния на жизнь хозяина. Поэтому сразу же после того, как ученые произвели тщательную перепись этого населения, они принялись за изучение той роли, которую оно играет в процессах пищеварения.
Задача оказалась тяжелой, ведь состав жителей коммунальной желудочно-кишечной квартиры сильно колеблется в зависимости от получаемого животным корма, его возраста и ряда других условий. Динамически-равновесный мир существ, обосновавшийся в чреве коровы, едва ли не так же сложен и противоречив, как и мир больших зверей и птиц, обитающих где-нибудь в африканской саванне. Изучить же его в природном состоянии оказалось еще труднее: одно дело исследовать привычки пасущейся в степи антилопы, другое — изучить интимную жизнь инфузории «туфельки», резвящейся внутри бараньего желудка.
Примерно с начала 50-х годов для проведения подобных наблюдений стали применять специальные модели желудка — искусственный рубец. Затем использовали методику стерилизации животных, в соответствии с которой все представители фауны и флоры, свившие уютное гнездо в коровьей утробе, принудительно умерщвлялись. Кормили подопытное животное «обезвреженным кормом», после чего результаты откорма сравнивали с последствиями обычного нестерильного питания. Поскольку число видов обитателей желудка достаточно велико, приходилось последовательно выяснять роль каждого. Для этого устраивали охоту вначале на один из видов и изгоняли его, потом на другой и т. д. Оказалось также удобным производить преднамеренное заражение предварительно стерилизованного пищеварительного аппарата каким-либо определенным видом микроорганизмов.
Результаты оказались прямо-таки потрясающими. Выяснилось, что значительная часть домашних животных, так сказать, в чистом виде практически не существует: есть сообщество коровы и живущих внутри нее микроорганизмов. Причем ни она без них, ни они без нее обходиться не могут. Взаимосотрудничество между ними настолько тесное, что просто непонятно, как могли появиться на свет независимо друг от друга коровы и живущие внутри их микробы.
Описанный тесный симбиоз коровы и ее сожителей — явление, чрезвычайно полезное для человека. Дело в том, что ни одно животное в мире еще не научилось самостоятельно вырабатывать вместе с пищеварительным соком такие вещества — энзимы, которые способствовали бы расщеплению грубой клетчатки растений (исключение составляют улитки). А вот жвачные со своими друзьями-внутрижителями это делать могут.
Существенным отличием жвачных от других видов животных является многокамерность их желудка. У коровы этих камер четыре: рубец, сетка, книжка и сычуг. Наибольший объем занимает рубец (85 процентов от общего). Вместимость его потрясающа: в него можно «положить» сразу почти полтора центнера пищи! Однако это не просто склад, но и колоссальная фабрика, на которой работают микроорганизмы. Они интенсивно выделяют ферменты, которые могут расщепить любую клетчатку. Именно поэтому, например, колючки кажутся верблюду безусловно съедобным и вкусным блюдом, а нам — просто колючками.
Не следует, впрочем, полагать, что из-за микробов-работяг корове совсем нечего делать, а остается лишь запихивать внутрь себя хорошие порции травы. Напротив, жизнь у нее достаточно тяжелая.
Прежде всего необходимо подвергнуть попавший в рубец корм усиленному перемешиванию. Для этого следует обеспечить ритмические сокращения стенок желудка. Но корова — не петух, она не может очень сильно «жевать» желудком. Приходится периодически отправлять корм назад в ротовую полость и приниматься за жвачку (на это, как мы помним, корова затрачивает ровно третью часть жизни). В результате такой многократной обработки, смачивания слюной и воздействия микроорганизмов около 70 процентов грубого корма, съеденного коровой, усваивается в рубце. Весь он превращается в легкоусвояемый микробиальный белок (и, таким образом, животное спокойно съедает своих квартирантов), а также в растворимые и газообразные соединения. Эти последние всасываются в кровь или теряются при отрыгивании.
Благодаря действию выделяемых микроорганизмами веществ прочные ткани «скелета» растений становятся более рыхлыми, утоньшаются, содержимое клеток скелета высвобождается и легко поддается воздействию пищеварительных ферментов животного. Удивительного здесь ничего нет: в корове живущие бактерии еще не самые сильнодействующие. В последнее время обнаружены микроорганизмы, избравшие себе основным источником питания… изделия микроэлектроники. Они с большим аппетитом съедают миниатюрные приборы и токопроводящие сети и вовсе не страдают несварением желудка!
Другим, пожалуй, еще более ценным качеством жвачных являются некоторые особенности использования ими белковых продуктов. Именно они приводят к доминирующему положению крупного рогатого скота, в животноводстве. Дело в том, что для «белкового строительства» (точнее — ремонта) необходимы кирпичи. О них мы уже говорили — это аминокислоты. Однако производить их животные не умеют: этому «обучены» только растения и микроорганизмы. Они, и только они, могут продуцировать незаменимые аминокислоты из простых азотистых соединений типа нитратов. Все остальное живущее на Земле получает эти кирпичи уже в готовом виде.
Вывод не из приятных: все сказанное означает, что человечество, уже давно страдающее от белковой недостаточности, имеет очень серьезного конкурента, который также остро нуждается в незаменимых аминокислотах. Этим конкурентом являются наши домашние животные. Сейчас они «объедают» около половины площадей зерновых культур. Помимо этого, мы вынуждены заботиться, чтобы стада получали корм с достаточным количеством белка. Между тем вы помните о низком к. п. д. животного: на килограмм привеса требуется несколько килограммов корма, который можно было бы использовать по прямому назначению — для собственного питания. Беда еще в том, что животное не может полностью усвоить весь тот белок, который мы ему выделяем из «собственного кармана». Примерно 30 процентов его теряется из-за несбалансированности корма по его аминокислотному составу. Ведь для синтеза белка организму требуются все аминокислоты, причем в строгой пропорции друг по отношению к другу. Если пропорция нарушается, то оказавшиеся «в излишке» аминокислоты выбрасываются из реакции, а следовательно, и из организма. Конечно, составить сбалансированный рацион можно, но вы вскоре убедитесь, как это трудно.
Неудивительно поэтому, что животноводы уже довольно давно задумывались о том, как бы устранить конкуренцию домашних животных и перевести их на искусственный рацион, например, на пищевые, а еще лучше — промышленные отходы: благо их становится все больше. Не мудрено, что в этой связи самое пристальное внимание обратили на себя жвачные: ведь исстари их кормили самым грубым и зачастую необычным кормом. В России им, например, периодически скармливали соломенные крыши хат. И, представьте, от этого скот далеко не всегда «протягивал ноги»!
Оказалось, что жвачные действительно ничем не угрожают растущему человечеству: у нас и у них могут быть совершенно различные источники питания вообще и белкового в частности. А «виноваты» в этом все те же бактерии. Ведь они, по существу, являются растениями. Обмен веществ у них тот же, что и у всех растений, а значит, они способны строить белки собственного тела из содержащих азот соединений небелковой природы — так же как это делает пшеница в поле. Следовательно, как только в рубец попадают какие-либо подобные вещества, так бактерии принимаются за дело и строят из них собственные белковые организмы. Они-то и являются основой питания жвачных.
Существенно помогают делу и инфузории. Эти простейшие животные не могут превращать небелковые вещества в белковые. Но зато они с удовольствием закусывают бактериями и тем самым трансформируют растительный белок в животный. В ходе пищеварения, перемещаясь из рубца в следующие отделы желудка, инфузории буквально перетираются в тончайшую кашицу, которая легко всасывается и усваивается. И, таким образом, корова, вопреки общераспространенному мнению, является не только травоядным, но и плотоядным животным.
В рубце расщепляется 60–80 процентов всех белков, потребляемых жвачным животным. Образовавшийся в процессе расщепления — синтеза микробиальный белок более полноценен, чем исходный растительный. Он содержит все незаменимые аминокислоты и многие витамины, попутно выделяемые микробами. Благодаря этому корова при случае не отказывается закусить не только самыми грубыми кормами, но и вовсе уж, казалось бы, несъедобными вещами. А это, согласитесь, уже совсем интересно: раз мы сами не прочь отведать синтетической икры, то почему бы не приучить к синтетике корову?
Правда, большинство специалистов считает, что в настоящее время синтетика не сможет существенно помочь в решении проблемы подъема продуктивности скота. А проблема очень важна. Вспомните, что корова ежедневно выбивается из сил, работая на своеобразном энергетическом пределе, обусловленном «пределом жеваний». Поэтому-то пастбищная корова и не может преодолеть барьера продуктивности без подкрепления концентратами.
Все вышеизложенное заставляет развивать два совершенно противоположных направления в кормлении жвачных животных. Первое ориентирует на грубый корм, второе — на повышенноконцентратный рацион, не без оснований полагая, что промышленное скотоводство станет высокодоходной отраслью только в случае резкого увеличения продуктивности животных.
Однако вот вопрос: поскольку корова искони привыкла к сену да соломе, то не будет ли ей (читай — ее бактериям и инфузориям) плохо от чересчур питательных блюд? Вопрос резонный. Проблема, как научить крупный рогатый скот есть более концентрированные корма, едва ли не более важная, чем проблема утилизации разных грубых сельскохозяйственных и промышленных отходов. И, безусловно, не менее сложная: ведь вся история эволюции жвачных писалась на пастбище.
Решение, конечно, не в том, как бы приучить корову к «хлебному столу». Можете не сомневаться: если предложить ей выбор между ним и соломой, то она предпочтет хлеб. И будет есть его с аппетитом. К сожалению, подобное гурманство не приводит к добру.
Прежде всего излишне высокое содержание концентратов в корме снижает жирность молока. Зато приводит к отложению жира. А ожирение — штука плохая: появляется склонность к одышке (хорошо еще, что многоэтажные коровники — пока сравнительно редкое явление!), нарушается обмен веществ, развиваются различные болезни. Как следствие — сокращение продолжительности жизни (полная аналогия с людьми: толстяки живут в среднем на 7 лет меньше сохраняющих талию). В принципе, если речь идет об откорме на мясопродукты, то ранняя смерть не беда: бычок попадет на мясокомбинат значительно раньше, чем у него разовьется какой-нибудь паракетоз рубца или абсцесс печени. Другое дело — хорошая корова. Ей бы еще жить да доиться, а тут начинаются напасти типа ущемления желудка, запора или, наоборот, поноса, или, того хуже, — извращения аппетита (опять аналогия с любителями экзотических яств). Конечный результат один — снижение удоев и… все тот же мясокомбинат.
Ответственность же за все несут те же микроорганизмы. При концентратном кормлении они остаются безработными. Разрыв дипломатических отношений с ними без последствий не проходит. Не удается их и выселить с занимаемой жилплощади; остается одно — изменить тип пищеварения. Например, сконцентрировать его не в рубце, где особое засилье бактерий, а в кишечнике, где преобладает пищеварение за счет выделяемых самим животным ферментов.
К сожалению, «выключение» желудка тоже не проходит бесследно. Ведь живое не может существовать, не производя активной работы. Это обстоятельство заставляет подумать о добавлении в рацион определенного количества грубого корма, играющего своеобразную роль наполнителя — побудителя работы, атрофирующегося при слишком концентратном кормлении желудка.
Ну а если речь идет не о пище, а о простом «побудителе», то почему бы не заменить его какими-нибудь более современными вещами, чем солома? И действительно, проблема «оживления» желудка решается вполне современно: коровам предлагают съесть молотые устричные раковины, дробленый полиэтилен или специальные гранулы из того же полиэтилена, полипропилена, полистирена и прочих не менее соблазнительных пластмасс. Некоторые из перечисленных предметов способны оставаться в желудке у жвачных навсегда, выполняя роль вечно перевариваемой, но никогда не усваиваемой пищи. Исследователи победоносно утверждают, что подобный «корм» не только с удовольствием поедается скотом, но и положительно влияет на удой.
В своих попытках обмануть животное ученые зоотехники идут еще дальше. Недавно они создали еще один род неистребимой соломы — пластмассовый еж, в точности повторяющий формы соответствующих противотанковых заграждений. Внутрь желудка он вводится в сложенном состоянии — в бумажном пакете. Как только бумага размокнет, еж упруго распрямляется и, застряв в желудке, начинает настойчиво щекотать его стенки. Совсем как настоящая солома!
Ну что ж: пути науки неисповедимы. И вряд ли кто-нибудь будет удивлен, если лет через 30 на наших фермах появятся буренки, с аппетитом поглощающие разнообразную синтетическую траву в виде полиэтиленовых фляг, бутылок и горшков. Возможно, что именно этим животным и предстоит разрешить столь остро стоящую проблему борьбы за чистую среду. Ведь синтетика на мусорных свалках, затапливающих человечество, играет все большую и большую роль.
— Послушайте, а стоит ли заменять пластмассовой лапшой обычную солому? Не хватает ее, что ли?
— С пластмассовой возни меньше, да и неурожаев на нее не бывает. Солому с поля только убрать что стоит! Но в принципе вы правы: вопрос спорен. Более перспективными мне кажутся попытки кормить скот канцелярскими отходами. Конечно, после соответствующей переработки.
— Еще бы! Ведь количество используемой бумаги во всем мире удваивается за каждые десять-пятнадцать лет. Так что коровам обеспечены неистощимые запасы новых кормов.
— Да, но если только разница в поедаемости макулатуры и концентратов будет невелика…
Возможность преодоления «порога поедаемости» скотом соломы и других малоценных кормов была намечена еще в незапамятные времена.
В начале прошлого века «Труды Вольного императорского экономического общества» настоятельно рекомендовали «сельским хозяевам» придерживаться «завещанной от предков» традиции резать сено и солому перед тем, как положить их в кормушку. Для операции измельчения «Труды» рекомендовали прибегнуть к помощи «топора, косы или соломорезки». Последнее из названных устройств тогда «являло собой барабан с ножами, вращаемый от рукоятки или с помощью подножки для ноги». Позднее к барабану приспособили электромотор, а ящик, в который укладывали сено для подачи под барабан, заменили транспортером. В таком виде означенная соломорезка благополучно дожила до наших дней. Впрочем, теперь она не одинока: операции превращения соломы в хорошо усвояемый и питательный корм выполняют сейчас не только многочисленные механические измельчители, но и разнообразные устройства для тепловой, химической и биологической обработки соломы…
Зоотехника с полным основанием можно назвать поваром. Существенная разница между ними состоит, однако, в том, что к зоотехнику нельзя применить такой сильнодействующий фактор, как жалобная книга. Интеллектуальный уровень «братьев наших меньших» не позволяет им научиться писать. А поэтому иногда мы судим о качестве блюд для них только по конечным результатам, которые не всегда бывают успешными.
Впрочем, все познается на опыте. Например, то обстоятельство, что скот можно кормить не только сеном и соломой, но и, скажем, опилками, обнаружили более ста лет назад. В это время стало известно, что в «хороших» опилках содержится 20 процентов углеводов и 2 процента белка. В «плохих» — меньше. Лучше же всего кора. В лесистых областях России скот исстари кормили корой (иногда оную же ели и сами). К концу прошлого столетия было изобретено немало способов химической переработки древесины на корм. К настоящему времени они настолько прогрессировали, а главное — стали настолько экономичными, что можно с уверенностью сказать: в относительно недалеком будущем скот получит полную возможность лакомиться сосновыми стружками и березовыми опилками. Да ведь и бумажная макулатура — тоже лес. Существует даже опасение, что неумеренный «коровий аппетит» может сыграть трагическую роль в судьбе лесов, и без того уже не слишком завидной.
Однако почему только дары леса? В Западной Европе еще со средних веков большой популярностью пользовался «торфяной хлеб», выпекаемый на корм скоту в виде лепешек из торфа, смешанного с небольшим количеством муки. Правда, ученые-зоотехники утверждали, что подобный состав играет роль главным образом балласта для объемистого желудка коровы. Но это было раньше. Все-таки 1975 год — это не 1875-й. По крайней мере, сейчас мы можем многое объяснить…
Если раньше считали, что торф — продукт гниения болотных растений, то сейчас установлено, что существуют и «неперегнившие», а значит, вполне «хорошие» сорта торфа. Образовавшиеся из сфагновых мхов, они в течение тысячелетий упорно сопротивлялись враждебным действиям гнилостных бактерий. Получились своего рода консервы, содержащие ценных полисахаридов вдвое больше, чем самая лучшая солома. Значит, остается разработать методы добычи корма из-под земли — и… кушайте на здоровье!
Но если дело дошло до торфа, то почему бы не использовать в качестве корма и другие необычные вещества? Например, уже упоминавшийся навоз.
Прошло менее 50 лет со дня издания последней зооветеринарной брошюры, настрого запрещавшей использование вышеупомянутого продукта как в свежем, так и в запаренном виде. И вот… И вот, преодолев наконец естественное чувство брезгливости и покопавшись в неприятных отбросах, ученые установили, что в них действительно «еще кое-что есть».
Вы наверняка читали о том, что одной из существеннейших проблем современного промышленного производства является организация так называемого «замкнутого цикла». Ученые мечтают о таких технологических процессах, которые вовсе не давали бы отходов или давали такие, которые могли бы использоваться полностью в дальнейших процессах. Считается даже, что если мы не наладим подобного замкнутого цикла в масштабах планеты, то скоро утонем в отбросах.
Организм, как и завод, не в состоянии переработать все поступающее в него. Положение усугубляется несбалансированностью питания. А значит, часть продуктов, в том числе большое количество неиспользованных, «лишних» аминокислот, выбрасывается из кишечного тракта. Так почему же не организовать вторичное использование выброшенного? Если новый техпроцесс обеспечит строгое соблюдение правил гигиены и будет достаточно экономичным, то… Вы напрасно морщитесь. Вспомните — новые современные города, стоящие на крупных реках, уже теперь пьют исключительно то, что извергают из себя города «вышестоящие». И при хорошей очистке из кранов течет жидкость ничем не хуже родниковой…
Первый успех ожидал тех, кто объектом исследования избрал птичник. Оказалось, что в переработанном и высушенном птичьем помете содержится очень много белка — 30–32 процента. Не мудрено, что этот продукт, получивший красивое имя пудретта, охотно поедают не только свиньи, но и крупный рогатый скот. И отлично поправляются! Сравнительно недавно описываемые рационы кормления, в которые входили блюда, считавшиеся несъедобными, получили название полусинтетических. А это означает, что существуют рационы и полностью синтетические.
Здесь стоит вспомнить и о том злополучном студенте 20-х годов, которого профессор Абдергальден потчевал синтетическими аминокислотами… Профессор лишь немногим опередил свое время: сейчас эти кислоты, что называется, в полном ходу. Правда, скармливают их пока что только животным. Зато и результаты лучше.
Первым органическим веществом, которое удалось синтезировать еще в прошлом столетии, была мочевина. И она же стала первым синтетическим продуктом, который использовали для кормления жвачного скота. Объясняется это опять-таки особенностями жизнедеятельности внутрижелудочных квартирантов.
Когда в рубец вместе с кормом попадает растительный белок, микроорганизмы начинают его расщеплять. Сначала белок расщепляется на аминокислоты, затем эти последние разлагаются на ряд более простых веществ. Одним из основных является аммиак и ему подобные соединения. Их-то бактерии и применяют в качестве строительного материала для новых аминокислот, из которых образуется новый белок (на последнем этапе строительства собственных белковых тканей используются и некоторые безазотистые углеродные соединения). Ну а раз так, раз бактерии предпочитают более простые органические соединения, то нельзя ли обойтись вообще без сложной операции сборки-разборки растительного белка?
Довольно скоро практики убедились, что теоретики были правы: мочевина нашла широкое применение в качестве прекрасной подкормки. В 1970 году Соединенные Штаты потребили 200 тысяч тонн мочевины, а в 1975 году — уже 400. В среднем на голову крупного рогатого скота это немного. Но лишь в среднем. Уже сейчас известны успешные опыты, в которых мочевина «покрывала» 50 процентов потребляемого вместе с кормом азота. В Чехословакии, например, длительное время используются рационы, состоящие исключительно из дешевых продуктов: соломы, мелассы (отходы свеклосахарного производства) и мочевины. К этой смеси добавляют лишь некоторые минеральные соли, антибиотики, витамины и этиловый спирт. Ученые утверждают, что получающие такой корм животные упитанны и с прекрасным жизненным тонусом.
То обстоятельство, что микробам, обитающим внутри коровы, пришлась по вкусу «простая пища» — мочевина, вовсе не означает, что использование более сложных синтетических аминокислот — дело бесперспективное. Следует только учитывать, что бактерии привыкли к высокому темпу разборки аминокислот. Поэтому если они попадают в рубец, то не всегда полностью используются. Было бы значительно целесообразнее, минуя все ту же операцию сборки-разборки, отправить их транзитом прямо в кишечник. Здесь микроорганизмов значительно меньше, здесь действует в основном собственная система расщепления белков ферментами. А для них предпочтительнее именно белковые, а не простейшие соединения азота. Способ «беспосадочной» засылки синтетических аминокислот прямо в толстый кишечник прост: чтобы миновать сычуг, аминокислоты решили защитить растворимым панцирем наподобие того, как это делают с неприятной касторкой. Защищенная желатиновой оболочкой капсула с аминокислотой благополучно доходит до кишечника, где и растворяется.
Вряд ли, конечно, можно серьезно ориентироваться на то, что в будущем коровы будут питаться исключительно пилюлями. Такой прогноз как в отношении животных, так и в отношении людей явно не имеет под собой почвы. Использование «пилюль» в животноводстве интересно с другой стороны. Речь идет о регулировании не только качества и количества корма, поступающего внутрь желудочно-кишечного тракта, но и скорости работы последнего. Заставить его трудиться с более полной «отдачей» — задача очень важная, и ее решение уже идет полным ходом. Мы говорим о производстве и потреблении ферментных препаратов, играющих роль биологических катализаторов, регуляторов скорости протекания химических превращений в рубце, двенадцатиперстной кишке и прочих частях пищеварительного аппарата. Пока что их производится мало и они дороги, но уже недалеко то время, когда зоотехник сможет регулярно «смазывать» все внутренние «передачи» коровы, как это делает часовых дел мастер со своими тикающими механизмами.
— Ну уж это вы напрасно! Все-таки живое существо — не машина!
— Скажите лучше — не простая машина, а своего рода биологическое устройство, или, как говорят, биоконвертор, преобразователь корма в молоко, мясо, шерсть и т. п. Корова — превосходный биоконвертор. За период лактации она выделяет с молоком в 5–6 раз больше белка, чем имеет в собственном теле. Но среди домашних животных в этом отношении она не рекордсмен. Свинья, например, «работает» с более высоким к. п. д. и на значительно большей скорости.
В начале 70-х годов на выращивание одного килограмма говядины в США затрачивалось в среднем 7 килограммов концентратов. Килограмм свинины в то же время «стоил» в два с лишним раза меньше. Таким образом, свиньи платят мясом за получаемый корм значительно щедрее!
А размеры потомства? В 1970 году в США получили в среднем на одну свиноматку за один опорос 10 поросят, в 1980 году ожидается 11. И биологический предел далеко не достигнут: «в принципе» свинья может давать до 30 поросят! Таким образом, за год одна хрюкающая роженица может быть причиной получения от одного до пяти тонн мяса!
Современное животноводство становится на промышленные рельсы. Это означает, что в крупных свиноводческих комплексах животное за всю свою жизнь ни разу не видит ни солнца, ни даже земли. Единственной его связью с природой остается корм (если только и он не синтетический). Это обстоятельство ко многому обязывает.
В одном из первых русских «Наставлений», как разводить свиней и получать от этого прибыль, отмечается, что «зимою свиньи корму себе сами добыть не могут; по сей причине об их пропитании колико возможно нужно заботиться; для чего зимнее время, обильное разного рода остатками: с току, с кухни и с пивоварен, доставить может порядочный запас… Древние римляне ценили свиней высоко тех, которых фигами откармливали; а в Восточной Индии тех, кои делались жирными от остатков при приготовлении сахара и коих откармливали черепахами, потому что оне дают при сем корме чрезвычайно вкусный жир».
Естественно, что в наше время организовать откорм свиней фигами или черепахами не представляется возможным. С другой стороны, скармливать им грубый, малопитательный корм — все равно что топить печь соломой: массы уходит много, а тепла нет. Дело в том, что, хотя желудочно-кишечный тракт свиньи тоже далеко не стерилен, живущие здесь микроорганизмы играют совсем не ту роль, что у жвачных. Они либо вовсе не принимают никакого участия в делах пищеварения, либо попросту мешают ему, выступая конкурентами животного. А это приводит к тому, что как свиньи, так и другие «одножелудочные» (в том числе и мы с вами) не могут ни усваивать грубой клетчатки, ни продуцировать многих необходимых витаминов. Это обстоятельство делает свинью при всей ее кажущейся неразборчивости в пище существом крайне прихотливым.
Сейчас свиноводство ориентируется главным образом на «хлебный стол». В Западной Европе и в наших основных зерновых районах до 80 и более процентов «свинского» рациона составляют концентраты. В тех же областях, где имеются благоприятные условия для выращивания картофеля и корнеплодов, свиньи находятся на картофельной диете. В США и некоторых районах Юго-Восточной Европы они предпочитают кукурузу. Перечисленные продукты составляют основу основ кормовой базы свиноводства. Но, к сожалению, это не означает, что современная хавронья может довольствоваться лишь перечисленными калорийными продуктами. Весьма неприятной особенностью ее организма (как и нашего собственного) является то, что он не может синтезировать незаменимые аминокислоты и должен получать их в готовом виде. А для этого нам необходима свинина, а свинье — другие источники животного белка. Вспомним, что дикий кабан с большим удовольствием лакомится жуками, змеями и прочими мелкими тварями. Поэтому же вышеупомянутое «Наставление» рекомендовало свиньям кушать… лошадей: «По моим замечаниям лошадиное мясо, употребленное для откармливания свиней, делает жир их вкусным и несколько твердоватым. Десять одногодовалых свиней, осенью, по 4 лошади в неделю съедали и в шесть недель сделались тучными…»
Описанное «диетическое питание» казалось составителю руководства экономически целесообразным: транспорт в те поры был целиком гужевым, так что недостатка в старых, списанных из ведомства путей сообщения лошадях не было. По мере моторизации общества конское поголовье существенно уменьшилось, и пришлось переключить свиней на другие источники животного белка. Например, на рыбу.
В 1948 году на рыбную муку было переработано 8 процентов мирового улова. К концу 60-х годов человечество стало вылавливать из морей и океанов в три раза больше рыбы. Что же касается производства рыбной муки, то за тот же период оно выросло более чем в 7 раз. К настоящему времени 30 процентов общемирового улова рыбы отправляется на фермы.
Рыбный стол свиноферм уже нанес существенный урон рыбным запасам. Потребности его постепенно привели к тому, что селедка стала исчезать с прилавков магазинов даже таких «типично селедочных» стран, как Голландия и Исландия. Сейчас свиньям приходится довольствоваться не исландской селедкой, а рыбьими внутренностями или сорной рыбешкой, случайно запутавшейся в сетях рыбаков. Не следует только думать, что доставка этих продуктов на фермы — простое дело. Современный рыболовецкий флот предпочитает изготавливать рыбьи консервы и полуфабрикаты в открытом море — это значительно экономичнее. Но при этом приходится зачастую выбрасывать рыбьи внутренности за борт: чайкам, следующим за плавучими рыбозаводами огромными стаями. К сожалению, свиньи этого делать не могут; поэтому приходится проектировать и строить такие суда, где утилизировалось бы все…
Но, конечно, одной рыбьей требухой сыт не будешь. Кое-что дают еще мясокомбинаты, отходы которых перерабатываются в высококалорийную мясо-костную муку. Есть еще и просто отходы — из столовых и ресторанов, с нашего собственного индивидуального стола, наконец. В те далекие уже теперь времена, когда почти каждый житель планеты был владельцем какой-нибудь живности не только де-юре, но и де-факто (в силу натуральности хозяйства), отходы с его кухонного стола являлись непременной и самой естественной статьей «свинского» рациона. Теперь, поскольку наши стада не живут вместе с нами, кухонные отходы чаще всего летят в мусоропровод. И лишь изредка забираются из помойных ведер специальными автомашинами. Вместе с ними, несмотря на все организационные усилия, тем же путем отправляется неисчислимое количество консервных банок, битого стекла, газетной и оберточной бумаги. Отделить одно от другого не слишком легко, а главное — недешево. Вследствие этого для переработки на корм свиньям пищевых отходов приходится строить целые заводы.
Впрочем, игра стоит свеч. Судите сами: сейчас каждый из горожан «производит» ежедневно 200–250 граммов пищевых отходов, то есть 70–80 килограммов в год. Таким образом, город с миллионным населением ежедневно выбрасывает на помойку 200–250 тонн хлебных корок, картофельной шелухи и мясных обрезков. Этого вполне достаточно для крупного свиноводческого комплекса: нетрудно подсчитать, что небольшому количеству горожан, человек в 10–12, при этих условиях удалось бы прокормить одну свинью в течение целого года. Неплохо, верно? Остается немного: организовать регулярный сбор и быструю доставку (отходы — скоропортящийся продукт!) корма из городской черты в пригородную. Здесь следует тщательно все перемолоть, проварить (в целях дезинфекции) или отжать из них воду и высушить до порошкообразного состояния…
И тем не менее городских отходов при самой полной их утилизации недостаточно для удовлетворения «спроса» свиней. Поэтому-то их и не минует общая доля — синтетика.
Не исключено, что свиньи будут спасены той самой автомобилизацией, которая когда-то лишила их излюбленной конины. Ведь появление автомашин явилось сильнейшим импульсом для бурного развития нефтепромыслов и нефтеперерабатывающей промышленности. Именно этой последней и суждено, по всей вероятности, стать источником большинства синтетических кормовых средств.
Спустя некоторое время после того, как индустриализируемый мир обзавелся огромными резервуарами для хранения нефти, были обнаружены существа, прямо-таки обожающие определенные сорта нефтепродуктов. Такими существами оказались бактерии — псевдомонады, облюбовавшие для поселения днища вышеупомянутых резервуаров. А вскоре и строители заметили, что бактерии аналогичных видов не прочь иногда закусить битумным покрытием дорог: один грамм земли под такими покрытиями содержит явно ненормальное количество этих микроорганизмов: 40–50 тысяч!
Заинтересовавшиеся указанными обстоятельствами ученые Франции, США и СССР почти одновременно начали изучать нравы и обычаи живущих в нефтепродуктах существ. Примерно в 1957–1958 годах было установлено, что наилучшей средой существования для обнаруженных бактерий являются парафины, то есть те самые специфические углеводородные соединения, от которых стараются очистить горючее. Немедленно принялись за разработку промышленных методов биохимической очистки. Это привело к необходимости искусственно разводить бактерии и выводить наиболее «способные» расы, которые смогли бы в кратчайшие сроки сильно увеличивать свою массу. Когда усилия селекционеров увенчались успехом, оказалось, что получаемая в процессе депарафинизации нефти бактериальная масса вполне съедобна. И уже в начале 60-х годов во многих странах начали получать из одной тонны нефти тонну белкового препарата, обладающего, как сообщили досужие газетчики, «неплохим вкусом». Немедленно распространились слухи о близкогрядущем веке, когда все будут питаться «исключительно нефтью», но, как и всегда, ученые вначале предпочли поставить эксперименты на животных.
Оказалось, что в микробиальной массе, выращенной на парафинах, содержится до 50 процентов белка. В мясе же его всего 18 процентов. Похоже, следовательно, что этот белок, окажется в состоянии заменить столь дорогую теперь селедку. Поэтому с конца 60-х годов во всех развитых странах мира, включая и СССР, начали работу заводы, производящие бактерий из нефти.
Другим перспективным источником высокоценного белка является, по-видимому, хлорелла — одноклеточная микроскопическая водоросль, чрезвычайно быстро размножающаяся. Белок хлореллы мало в чем уступает мясному, поэтому вначале на него было обращено внимание в связи с развитием космического транспорта. Но «космический пришелец» прекрасно прижился на Земле: многие хозяйства южной зоны страны обзавелись специальными промышленными установками для выращивания водоросли. Установки достаточно просты: большие резервуары, постоянно освещаемые лампами, — хлорелла любит, чтобы было тепло и «солнечно». Размножаясь, она превращает воду в жидкую кашу — суспензию, которую удобно перевозить и раскладывать по кормушкам.
Привлекательной особенностью экстрактов, получаемых из хлореллы или из «в парафинеживущих» бактерий, является и то, что они обычно содержат большое количество витаминов. А эти последние для пожизненно оторванных от естественной природы свиней особенно необходимы.
До недавнего времени единственным источником витаминов для большинства домашних животных являлась трава. Она и сейчас поставляет к ним на стол большую долю этих веществ. В особенности прекрасные результаты дает люцерна (недаром в переводе с арабского ее название звучит как «лучший корм»). Скармливают ее в свежем виде (когда это возможно) или в виде «травяной муки». Получается последняя путем интенсивной тепловой сушки скошенной и измельченной травы. Подобным же образом можно получать муку из любых растительных материалов, в том числе и из хвои. Запасы хвои неисчерпаемы, вот только заготовка и переработка ее еще достаточно сложны и дороги. Поэтому в рацион кормления свиней очень часто вводят и синтетические витамины, так же как и синтетические аминокислоты.
И тем не менее болеют свиньи очень часто. Лечат их обычными медикаментозными средствами и антибиотиками. Предполагают, что последние дополнительно очищают кишечник свиней от вредных бактерий-конкурентов. Вводят антибиотики вместе с пищей и внутримышечно. Результаты обычно бывают положительными. Но это у свиней. Что касается жвачных, то здесь использование антибиотиков (также по необходимости в целях лечения и профилактики) дает несколько другой эффект.