학문
초식동물 중엔 코끼리.소.말.양.사슴 등등
우리가 잘 아는 덩치가 아주 큰 코끼리.소.말 등을 비롯한 동물들은 초식 동물이지만 풀이나 건초들이 주(主)식량 입니다.
인간과는 너무 다르죠.
그들에 비해서 우리 인간들은 각종 육류.어패류.채소류.곡물.과일 등의 다양한 음식물을 먹어줘야 사는데 지장이 없잖아요.
그럼에도 덩치 큰 초식동물들은 질병에 잘 걸리지도 않고 힘도 아주 센데, 비록 초식이지만 먹는 양이 많아서 일까요?
인간과 다른 무슨 이유 때문일까요?
5개의 답변이 있어요!
안녕하세요, 떡뚜꺼삐님. 이중철 전문가입니다.
코끼리, 소, 말 같은 초식동물이 풀이나 건초만 먹고도 거대한 몸집과 강력한 힘을 유지하며 건강하게 살 수 있는 비결은 인간에게 없는 특수한 소화 기관과 체내 미토콘드리아 역할을 돕는 미생물 발효 시스템 덕분이라고 볼 수 있어요.
초식동물은 풀 속 섬유질(셀룰로스)을 직접 소화하지 못하지만, 장내 미생물이 이를 분해하여 미생물 단백질과 지방산으로 바꾸어 주므로 탄수화물, 단백질, 지방 등 필수 영양소를 충분히 얻을 수 있습니다.
■ 장내 미생물 발효를 통한 단백질과 지방 합성
초식동물의 소화관 내부에는 수조 마리의 세균과 섬모충 등 미생물이 상리공생 관계로 살아가고 있는데요. 사람은 질긴 식물 세포벽인 셀룰로스를 소화하는 효소가 없어 풀을 먹어도 영양분으로 흡수하지 못하고 배출해요. 반면에 소나 사슴 같은 반추동물은 4개의 위 중 첫 번째 위(반추위)에서, 말이나 코끼리는 대장과 맹장에서 미생물을 이용해 셀룰로스를 분해합니다. 이 미생물들은 풀을 발효시켜 단쇄지방산(휘발성 지방산)을 생성하는데, 이것이 초식동물의 주요 에너지원이 됩니다. 더욱이 미생물들이 증식하고 죽으면서 초식동물의 소화관으로 넘어가면, 초식동물은 이 미생물 자체를 소화시켜 질 좋은 단백질과 아미노산을 대량으로 흡수하게 되는데요. 풀만 먹어도 근육을 만드는 단백질이 공급되는 원리가 바로 이 미생물 단백질 합성이랍니다.
■ 소화 기관의 구조적 차이와 비타민 자가 합성 능력
초식동물의 소화관은 고섬유질 식물을 오랫동안 머물게 하고 발효시키기 위해 인간에 비해 훨씬 길고 발달되어 있는데요. 소의 경우 4개의 위를 오가며 게워 내어 다시 씹는 되새김질(반추)을 통해 풀을 아주 미세하게 빻아 미생물의 작용 효율을 극대화합니다. 코끼리나 말은 위는 하나지만 거대한 맹장과 대장을 가지고 있어 엄청난 양의 식물을 장시간 발효시킵니다. 또한 인간은 비타민 C나 일부 비타민 B군을 음식으로 반드시 섭취해야 하지만, 초식동물은 장내 미생물의 대사 과정이나 체내 합성 생화학 경로를 통해 필수 비타민을 스스로 만들어내므로 영양 결핍에 걸리지 않는 편이랍니다.
■ 엄청난 섭취량과 에너지 효율적 대사 체계
초식동물이 몸집을 유지하고 힘을 내는 또 다른 핵심 요인은 일상적인 대량 섭취와 효율적인 에너지 소비 습관인데요. 풀은 단위 무게당 칼로리 밀도가 낮기 때문에 초식동물은 깨어있는 시간의 대부분을 먹는 데 투자합니다. 성체 코끼리의 경우 하루에 150에서 200킬로그램이 넘는 식물을 섭취하며, 소 역시 매일 수십 킬로그램의 건초와 풀을 먹어 치웁니다. 이처럼 엄청난 양의 식물을 지속해서 공급받아 미생물 발효 에너지로 전환하므로 거대한 근육량을 유지할 수 있는 것이지요. 또한 육식동물처럼 폭발적인 순간 스피드에 에너지를 몰아쓰기보다, 지속적인 지구력과 골격근 유지에 최적화된 대사 체계를 가지고 있어 질병에 견디는 면역 체계도 튼튼하게 유지된답니다.
정리하자면,
덩치 큰 초식동물이 풀만 먹고도 강력한 힘과 건강을 유지하는 이유는 소화관 내 미생물이 풀의 섬유질을 발효시켜 지방산과 필수 단백질, 비타민으로 바꿔주기 때문이며, 이를 위해 길고 특화된 소화 기관을 통해 매일 엄청난 양의 식물을 섭취하기 때문이랍니다.
※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉
채택된 답변안녕하세요. 임형준 수의사입니다.
큰 초식동물이 강한 이유는 단순히 많이 먹기 떄문만은 아닙니다. 코끼리 소 말 같은 동물은 풀을 소화할 수 있도록 발달한 긴 소화기관과 미생물 발효 시스템을 가지고 있어 섬유질을 에너지로 바꿀 수 있습니다. 또한 체격이 크고 근육량이 많아 힘을 낼 수 있도록 진화했습니다. 인간은 초식동물처럼 풀의 섬유질을 효율적으로 소화하지 못해 다양한 영양소를 섭취하도록 진화한 잡식성 동물입니다.각 동물은 자신에게 맞는 식성과 생존 방식으로 적응한 결과라고 볼 수 있습니다.
거대한 초식동물이 풀만 먹고도 강한 힘과 근육을 유지할 수 있는 이유는 소화기관 속 미생물 덕분입니다.
초식동물은 인간이 소화하지 못하는 풀의 섬유질을 소화기관 속 미생물로 발효시킵니다. 그리고 미생물이 풀을 분해하며 만든 휘발성 지방산을 흡수해 에너지의 70% 이상을 충당하죠.
특히 소와 같은 반추동물은 위에서 증식한 미생물 자체를 소화시켜 단백질을 얻는데, 인간과 달리 필수 아미노산과 비타민을 몸속 미생물이 합성하고, 그런 미생물을 배양하기 위해 하루에 엄청난 양의 풀을 먹어 미생물에게 끊임없이 원료를 공급하는 것입니다.
또 그런 동물들은 정제된 탄수화물이나 가공식품을 먹지 않아 동맥경화 같은 혈관 질환이 생기지 않고, 인간은 영양분의 20%를 뇌에 쓰지만, 초식동물은 대부분을 거대한 몸집과 근육에 집중시키고 있죠.
결론적으로 초식동물은 풀로 미생물을 키운 뒤, 미생물이 만든 지방과 단백질을 먹는 생화학 시스템을 갖고 있는 것입니다.
대형 초식동물이 풀만 먹고도 강한 힘과 큰 덩치를 유지할 수 있는 이유는 복잡한 소화 기관 내의 공생 미생물이 섬유질을 단쇄지방산으로 발효시켜 주요 에너지원으로 전환하고, 이 미생물 자체를 단백질원으로 흡수하는 독특한 대사 체계를 가졌기 때문입니다. 인간은 단위 소화 기관을 가져 섬유질을 분해하지 못하므로 다양한 영양소를 직접 섭취해야 하지만, 소나 말 같은 초식동물은 반추위나 발달한 대장을 통해 식물 세포벽의 셀룰로스를 효율적으로 분해하여 필요한 아미노산과 영양소를 스스로 합성합니다. 또한 수면 시간이 짧고 온종일 방대한 양의 풀을 지속해서 섭취하며 소화 과정을 가동하기 때문에 엄청난 에너지를 확보할 수 있으며, 이러한 대사 특성과 진화적 적응 덕분에 채식만으로도 거대한 골격과 근육량을 유지합니다.
안녕하세요. 겉으로 보면 풀만 먹는데 어떻게 코끼리나 소, 말처럼 엄청난 근육과 체격을 만들 수 있을까?라는 의문이 생길 수 있는데요, 이때 핵심은 초식동물이 풀 자체를 사람보다 특별하게 잘 활용하는 것이 아니라, 풀 속의 탄수화물과 섬유질을 미생물의 도움으로 에너지와 영양소로 바꾸는 시스템을 가지고 있다는 것입니다. 가장 중요한 차이는 소화기관과 장내 미생물인데요, 우선 사람은 셀룰로오스를 거의 소화하지 못합니다. 풀의 주요 구조 성분인 셀룰로오스는 포도당이 길게 연결된 다당류인데, 사람에게는 이를 효과적으로 분해할 셀룰라아제가 거의 없습니다. 따라서 풀을 많이 먹어도 그 안의 에너지를 충분히 이용하지 못합니다.
반면 소나 양, 사슴 같은 반추동물은 위가 여러 구획으로 나뉘어 있고, 특히 반추위에 엄청난 수의 미생물이 살아갑니다. 이 미생물들이 식물의 섬유질을 분해하면서 휘발성 지방산을 만들어냅니다. 동물은 이 지방산을 흡수하여 주요 에너지원으로 사용합니다. 그래서 소에게 풀이란 인간에게 단순한 풀과 상당히 다른데요, 즉 소의 입장에서는 미생물이 풀을 발효시켜 만들어준 에너지가 풍부한 연료를 먹는 셈입니다. 코끼리와 말은 반추동물이 아니라 후장발효동물입니다. 코끼리는 주로 큰 맹장과 결장에서, 말은 특히 발달한 맹장과 대장에서 장내 미생물이 식물 섬유를 발효시키기 때문에, 소처럼 되새김질하지 않아도 풀의 섬유질에서 상당한 양의 에너지를 얻을 수 있습니다. 감사합니다.