在許多人眼中，牛是一種溫順而神奇的生物，它們?nèi)諒?fù)一日低頭咀嚼著青草，既不吃肉，也不補(bǔ)充蛋白粉，卻能生長出結(jié)實(shí)而富有力量的肌肉。

這到底是為什么呢？首先，我們必須認(rèn)識到，牛賴以生存的“草”，并非我們想象中那樣貧瘠。青草、干草乃至各種植物莖葉，其主要成分是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的碳水化合物，也就是我們常說的纖維素和半纖維素。對人類和大多數(shù)單胃動物而言，這些物質(zhì)堅(jiān)硬而難以分解，幾乎無法提供營養(yǎng)，因此我們形象地稱之為“粗纖維”。

然而，對于牛這樣的反芻動物，這卻是大自然賜予的、有待深度加工的能量寶庫。

牛自身并不直接生產(chǎn)分解纖維素的酶，它的強(qiáng)大能力，來自于一個(gè)與其共生了數(shù)百萬年的微型生態(tài)系統(tǒng)，瘤胃微生物群落。牛的胃分為四個(gè)腔室，其中最大的、也是最核心的就是瘤胃。它可以被看作一個(gè)恒溫、濕潤、持續(xù)攪拌的巨型發(fā)酵罐。這里生活著數(shù)以百億計(jì)的細(xì)菌、原生動物和真菌。它們能分泌出人類胃液所沒有的、神奇的“纖維素酶”，將堅(jiān)固的植物細(xì)胞壁分解成可被吸收的糖類。

那么，這些被分解出來的糖類，又是如何最終轉(zhuǎn)化為牛的肌肉的呢？

路徑主要有兩條。其一，微生物利用這些糖類作為能源進(jìn)行自身的新陳代謝和繁殖，在這個(gè)過程中，它們會合成高質(zhì)量的微生物蛋白。當(dāng)這些富含蛋白的微生物隨食糜流經(jīng)牛的后段消化道時(shí)，它們會被牛的消化酶分解，最終被牛體吸收，成為構(gòu)建肌肉所需的氨基酸來源。換句話說，牛吃的雖然是草，但它吸收的，是經(jīng)過微生物“精加工”和“轉(zhuǎn)化”后的、營養(yǎng)價(jià)值極高的“菌體蛋白”。

其二，纖維素被分解后產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸，是牛最主要的能量來源。

這其中包含了乙酸、丙酸和丁酸。特別是丙酸，它可以在牛的肝臟中通過糖異生作用轉(zhuǎn)化為葡萄糖，為全身細(xì)胞，包括肌細(xì)胞，提供能量。充足的能量供應(yīng)是維持生命活動、支持蛋白質(zhì)合成和肌肉生長的基石。沒有這些來自草的、經(jīng)微生物發(fā)酵產(chǎn)生的能量，任何肌肉的生長都無從談起。此外，牛對氮元素的循環(huán)利用也堪稱高效。植物中除了蛋白質(zhì)，還含有非蛋白氮，比如尿素。這些物質(zhì)同樣能被瘤胃微生物利用，合成自身菌體蛋白。

這意味著，牛甚至能將一些看似無用的含氮廢物，重新納入蛋白質(zhì)生產(chǎn)的循環(huán)中，最大限度地利用了有限的資源。

除了這些核心的消化機(jī)制，牛的進(jìn)食和行為方式也為其高效轉(zhuǎn)化營養(yǎng)提供了支持。反芻這一將粗糙草料重新返回口中細(xì)細(xì)咀嚼的過程極大地增加了食物與微生物的接觸表面積，使得發(fā)酵分解更為徹底。而牛相對安靜、少動的生活方式，也減少了不必要的能量消耗，使更多的營養(yǎng)能夠被用于生長和肌肉維持。

牛為微生物提供了穩(wěn)定、安全的住所和源源不斷的食物原料，微生物則以自己的生命為代價(jià)，為牛將無法直接利用的植物纖維素，轉(zhuǎn)化成了不可或缺的能量和蛋白質(zhì)。

牛的肌肉，本質(zhì)上是這種共生關(guān)系的最終產(chǎn)物，是太陽能通過植物、再經(jīng)過微生物工廠轉(zhuǎn)化后，在動物體內(nèi)的一種凝聚形式。牛的這種獨(dú)特的消化過程也為人類的農(nóng)業(yè)技術(shù)提供了靈感。青貯技術(shù)就是將青綠飼料在厭氧條件下經(jīng)乳酸菌發(fā)酵，制成適口性好、營養(yǎng)保留多的飼料，這正是對瘤胃發(fā)酵原理的一種模仿和應(yīng)用。