马和牛都只吃素,为何它们这么壮?

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我这么跟你说吧:

今天牛牛就是喝西北风,它也有能力把空气中的氮气转换成蛋白质来长肉,牛逼不牛逼,人类拿啥跟它比~

如果去掉牛的基因锁(产生肌肉生长抑制素的基因),牛吃素不仅能长肌肉还能变成肌霸:

从上到下依次是营养不良的老黄牛→氮源充足的神户牛→基因突变的比利时蓝牛

很神奇是吧!

其实这里有个误区,牛不是只吃素的,它们是把草料吃到消化系统然后发酵。

然后把发酵的产物和发酵的细菌一起吃掉……

相当于荤素都有的。

人一口荤不吃确实不太行,除非素食营养搭配特别好,并额外补充维生素 B12,要不然真的可能会营养不良早早生病甚至死亡。

但是问题来了,要命的是哪怕人天天吃肉也要配合很大的锻炼强度才能上大肌肉。

比如超有钱的明星,如果不上九龙拉棺的话,即便是刻苦训练,找高价营养师搭配完美增肌餐,锻炼几年的肌肉量还是比不上动物园吃动物简单午餐的银背大猩猩。

由此我们引出要壮(长肌肉)的话,必须要要有两个很重要的东西:

1 氮源2 增肌的基因1 氮源:为什么需要氮源?

以防万一,还是解释一下。

米饭等碳水化合物通式:Cm(H₂O)n、脂肪通式:C₃H₅(OCOR)₃(R 是 C/H 组成的脂肪链),蛋白质则是由氨基酸H₂N—CHR—COOH 通过肽键(—CO—NH—)连接。

可见,由于物质守恒的,没有额外补充的氮源是长不了肌肉的。

人类虽然能将碳水转换成一些非必须的氨基酸(这种情况仍然需要体外补充的氮源),但是必须的九种氨基酸必须从食物里获取,不能通过碳水和脂肪转换而来。

虽然植物蛋白也能补充氮源,但是利用率低,还是直接吃肉来得快。

那牛又是怎么获得氮源呢?

不知道有没有在农村自己沤肥的朋友。

这是一堆没什么用的秸秆。

但是我们可以把它烧掉,得到草木灰。

草木灰主要含钾,及少量磷、钙、镁等元素。其钾元素以碳酸钾形态存在,易被植物吸收,是一种速效钾肥。

不过最近不让烧秸秆了,但是我们仍然有办法把秸秆变成肥料。

直接埋土里肯定不行啊,秸秆虽然富含纤维素、木质素等大分子有机物,但是直接埋土里植物是吸收不了的。

所以我们可以通过沤肥的方式把这些不能用大分子变成我们需要的东西。

传统堆肥法用秸秆 1000 kg(粉碎至 1–3 cm)加上饼粉(豆饼 / 棉籽饼)20 kg 或尿素 10 kg(提供氮源),再加上几百克发酵活菌,就可以把秸秆和氮源通过发酵菌分解转换为蛋白质、多糖类、脂肪、氮、磷、钾等植物能够利用的物质了。

这个配方有没有让你想起什么?

秸秆 + 豆粕或者尿素?

没错哇,就是牛饲料哇。

什么,牛还可以吃尿素补充蛋白质吗?

可以的兄弟。

尿素在牛饲料里面一直是廉价好用的氮源,不过跟豆粕一样,得适量,要不然容易中毒。

也就是说,你可以不把牛牛看成一种动物,它本身是一座移动的有机肥工厂啊。

牛本身为了节约氮源,进化出了尿素循环,对于其他动物来说没用的通过尿液排除的尿素,在牛的体内部分可以通过唾液或瘤胃壁返回瘤胃再次利用,减少氮浪费。

秸秆、草料等非常廉价的素菜加上一些豆粕、尿素、动物边角料等氮源加在一起,在瘤胃工厂通过微生物疯狂发酵。然后通过瓣胃和网胃粗消化,最后才进入真胃:皱胃里进行消化。

也就是说,发酵得到的蛋白质、多糖类、脂肪、氮、磷、钾等等好东西会随着微生物一起直接进入牛的真胃里面去消化,瘤胃可以看成食品加工厂,瓣胃和网胃可以看成分拣车间。

牛是会把食品加工工人:微生物和它们加工出来的好东西一起吃掉的。

但是无所谓,反正微生物繁殖很快,吃是吃不完的,至此形成一种循环。

厉害的就在这些微生物能利用各种氮源合成自身的蛋白质。利用这些人类不能利用的氮源以及碳水化合物提供的能量来构建微生物蛋白质 。

说到这里还以说句题外话,尿素既然是一种肥料,大家可能就会联想到植物了,生物课本上讲到有种植物可以不需要额外施加氮肥,因为它们有——?

没错就是豆科植物,它们有根瘤固氮菌,能够把空气中的氮气变成氨,给自己补充氮源。

神奇的是,牛的胃里也有固氮菌,它们也可以把空气中的氮气转换为氨然后合成蛋白质。

是不是厉害了?

瘤胃内的Clostridium、Klebsiella、Proteus、Pseudomonas 等固氮菌可以进行固氮,其固氮能力虽不如植物根瘤菌,但可以作为牛体氮源的补充来源。*3

所以在这一步,就可以看出人类和牛的巨大差距了。

人的胃只有一个,里面主要是胃蛋白酶、盐酸等主要负责消化蛋白质并软化纤维素。

肠道是有微生物负责发酵的,但是长度有限,发酵消化能力也有限,人只能食用低纤维蔬菜(如叶菜、瓜果),无法消化高纤维草料或秸秆,吃秸秆或者草料维生是做不到的。

因为人类肠道菌群含有的纤维素酶比较少,跟牛的瘤胃里面那种对纤维素的利用率能达到 70%的工业级消化完全不一样。

这是第一层消化系统的限制。

第二层就是基因限制了。

2 增肌的基因

人和大猩猩的基因相似度能高达 98%,大猩猩的首领叫做银背大猩猩,它们可是最强壮的灵长类动物。

就是这么小小的基因差异导致了我们的肌肉量如此不同。

最大的差距就在 II 型快肌纤维,这类纤维收缩力强、体积大,非常适合爆发力动作。

大猩猩的肌肉快纤维比我们多很多。

人类则在耐力型的 I 型慢肌纤维和 II 型纤维之间更为平均,人类的马拉松能力在哺乳动物里面是翘楚。

可以看出人类的 II 型快肌纤维含量连猕猴都不如,也就是同体型下,人类连猕猴都打不过。

更不要说体型更大的大猩猩和黑猩猩了。

另外,大猩猩的“肌肉抑制因子”如 myostatin(肌肉生成抑制素)活性也比人类更低。

也就是说,同等食物摄入情况下,它们长肌肉的量也比我们的多。

所以回到开头的地方,比利时蓝牛就是天生 Myostatin 基因突变的牛品种。

Myostatin(肌肉生成抑制素,GDF-8)是 TGF-β家族的一员,它是肌肉生长的天然“刹车”。其功能是限制肌肉细胞分裂和生长。

虽然缺乏肌肉抑制的基因锁,但是无节制的大肌霸并不是好事情。

比利时蓝牛伴随分娩困难、心脏问题和免疫低下等副作用,寿命比一般的牛短。

而大猩猩也是如此,不管是在野外还是在饲养环境合理的研究环境。通常寿命只有 30-40 年。

总的来说,生长肌肉的限制其实对延长寿命有一定的好处,疯狂长肌肉对身体不见得都是益处。

而且牛能利用微生物发酵获得能量也是有代价的,那就是它们每天得不停的吃吃吃,非睡眠时间不是吃就是在反刍。

牛每天大约 60% 的时间(12~18 小时) 是直接或间接在处理“吃”的事(采食 + 反刍),当然在牧草丰富的地方,可能一天吃 6 小时就够了(然后开始休息反刍),而在高原地区的冬天,野牛可能要花上十多个小时去觅食。

应该没人羡慕牛的消化能力吧?

反观纯肉食的猫,一天要睡 16 个小时左右……如果不需要捕猎的话,只需要半小时的吃饭时间就够了。

以上~

参考文献:

1Meta-analysis data of skeletal muscle slowfber content across mammalian species

2Functional gene-guided enrichment plus in situ microsphere cultivation enables isolation of new crucial ureolytic bacteria from the rumen of cattle

3Biochemical and physiological studies with free-living, nitrogen-fixing bacteria