vignette|Schéma du système digestif stomachal d'un ruminant (vache). Les ruminants sont des mammifères herbivores qui ont un estomac pluriloculaire (subdivisé en plusieurs compartiments) leur permettant de régurgiter de la nourriture afin de la remastiquer, autrement dit de pratiquer la rumination ou mérycisme, première étape de leur digestion. Par ruminants, on comprend essentiellement les animaux du sous-ordre des Ruminantia (Ruminants, avec une majuscule). Bien que d'autres mammifères aient également un estomac pluriloculaire où certains compartiments peuvent héberger des processus fermentaires (mammifères dits polygastriques ou , comme les hippopotames ou les macropodidés (kangourous), à la différence des monogastriques). Cf .,, seul l'estomac des Camélidés a la structure particulière qui permet aussi la régurgitation et la remastication du bol alimentaire. L'anatomie de leur système digestif diffère de celle des Ruminants sensu stricto. La rumination est ainsi un exemple de convergence évolutive.. L'intestin grêle et le gros intestin de ces animaux ne sont guère différents de ceux des humains ou du porc.
Étymologie Rumination vient de « rumen », panse en latincnrtl, article rumen.. Mérycisme signifie rumination en grec classiqueDictionnaire Bailly, article μηρυκισμός.. En France de nombreuses langues locales utilisent le mot « ringer » pour « ruminer », notamment le poitevin.
Processus
Généralités vignette|Gazelle en train de ruminer. La remontée du bol alimentaire dans l'œsophage est visible.|gauche|225x225px gauche|vignette|Estomacs d'un mouton. 1-13 : panse ; 14 : sillon de séparation entre la panse et le réseau ; 15 : réseau ; 16 : caillette ; 17 : œsophage ; 18 : rate. La rumination est un processus de mastication différée. Phénomène cyclique réflexe, il comprend plusieurs étapes : régurgitation d'un bol mérycique, salivation, remastication (permettant l'accroissement des surfaces d'attaqueCette remastication permet de réduire la taille des aliments et de multiplier les surfaces d'échange par un facteur qui peut atteindre 106. Cf . par les micro-organismes du microbiote ruminal qui possèdent un vaste répertoire d'enzymes agissant en synergie pour dégrader les fibres végétalesTerme qui inclut les polyosides pariétaux (celluloses, hémicelluloses, pectines, lignines) et des glucides de réserve (gommes et mucilages). Les herbivores ne codent pas d'enzymes de dégradation des polyosides pariétaux. Plusieurs familles de micro-champignons dans le rumen, telles que les Neocallimastigaceae, exercent une action hydrolytique (activité lignocellulolytique) et mécanique à l'égard des structures végétales, qu'ils fragilisent à l'aide de leurs rhizoïdes qui pénètrent à l'intérieur des tissus végétaux. . Cf .) accompagnée d'une nouvelle insalivation des aliments (la salive assurant un fort pouvoir tampon de l'écosystème microbien ruminal), déglutition.. Les cycles de la rumination sont étroitement liés à la motilité du rumen et durent approximativement une minute.. La fermentation a lieu en anaérobiose, à des températures comprises entre 37,7 et 42,2 °C et à un pH compris entre 6 et 6,4 mais jamais en-dessous de 6,5 chez les camélidés. Le microbiote ruminal est détruit dans l'abomasum et les protéines microbiennes réduites en peptides dans l'intestin grêle. Une nouvelle phase de fermentation bien moins importante a lieu dans le gros intestin comme chez les humains.
vignette|Comparaison des estomacs de différents mammifères. E : Ruminantia, en pointillé le trajet des aliments ; G : camélidés ; F : humains. I : paresseux. Oe : œsophage ; R, R : réticulo-rumen, C1-C2 sur le schéma G ; O : Omasum (psalterium ou feuillet) ; A : abomasum (caillette, C3-C4 sur le schéma G) ; P : pylore ; WZ : cellules aquifères sur C1.
Ruminantia Voir Ruminantia#Appareil et processus digestifs
L'appareil digestif pré-intestinal des Ruminantia comporte quatre organes distincts (schéma) : Les fermentations ont lieu dans les deux premiers souvent regroupés en réticulo-rumen. Le plus imposant est de loin le rumen ; le rôle particulier du réticulum est de filtrer la sortie des aliments fermentés et remâchés vers le feuillet, les particules pouvant passer ne devant pas mesurer plus d'1 ou 2 mmRomaric Forêt, Dictionnaire des sciences de la vie , De Boeck Superieur, 2018, .. Le rôle du feuillet n'est pas entièrement compris et semble variable selon les espèces ; il complète le rôle de tri du feuillet et permet l'absorption d'eau et d'éléments simples. Le rôle de la caillette est similaire à celui de l'estomac humain : digestion chimique (acide chlorhydrique) et enzymatique (pepsines).
Camélidés vignette|Alpaga juste tondu ; les ruminants domestiques sont aussi devenus des fournisseurs de textile incontournables. L'appareil digestif des camélidés diffère anatomiquement de celui des Ruminantia ; Il ne comporte que trois poches mais celles-ci sont aussi réparties en quatre organes distincts, la dernière poche comportant deux zones aux fonctions différentes. Leurs limites et emplacements diffèrent également. De ce fait pour éviter toute confusion, il est convenu aujourd'hui de désigner ces organes selon une numérotation comme C1, C2, C3, C4. La principale différence anatomique consiste en l'absence de feuillet remplacé par C3, une zone de la poche C3-C4, ainsi qu'à la présence de cellules aquifères sur C1 permettant de stocker un peu d'eau ; l'intérieur de C1 est lisse, sans papilles.
Du point de vue physiologique le mode de fonctionnement est très similaire à celui des Ruminantia et les résultats obtenus dans des environnements identiques diffèrent peu. Les camélidés recyclent presque totalement leur urée principalement par l'intermédiaire de leur glandes salivaires (la moitié seulement pour les Ruminantia). En conditions difficiles, les camélidés montrent une aptitude poussée à digérer les fourrages pauvres et à supporter une disette. Il convient au contraire d'être prudent avec les rations intensives préconisées pour les Ruminantia car les camélidés sont très sensibles à l'alcalose et régulent mal leur urémie.
Conséquences
Alimentation des ruminants Voir aussi Alimentation animale#Ruminants
La rumination est une étape essentielle de la digestion des ruminants. La fermentation des glucides y produit principalement des acides gras volatils qui sont absorbés à travers la paroi du réticulo-rumen et du feuillet et qui couvrent environ 80 % des besoins énergétiques de l'animal, ainsi que des protéines, d'autres molécules simples et des gaz (gaz carbonique, hydrogène, méthane). Les sucres simples des aliments étant absorbés par le microbiote, une partie des acides gras volatils doit être transformée en glucose dans le foie suivant les besoins. Les fourrages ingérés servent d'abord à nourrir le microbiote ruminal. ils doivent donc permettre le bon fonctionnement des fermentations et assurer les cycles de rumination. Ce bon fonctionnement dépend de la présence de fibres (amidon et cellulose). Pour approcher le problème, on se sert de l'indice d'encombrement du fourrage (en gros, inverse de sa concentration en énergie). En pratique, on ne peut pas nourrir un ruminant seulement avec du grain (concentrés), on doit lui apporter en même temps des fibres (typiquement du foin) sinon on risque l'acidose. Certaines protéines, surtout si elles sont accompagnées de tanins, peuvent traverser le système stomachal du ruminant en étant peu affectées ; on peut jouer sur ce phénomène, ainsi que sur la la qualité et la composition des protéines pour ajuster l'apport d'acides aminés essentiels au plus près des besoins en élevage intensif.
Nutrition possible avec des végétaux impropres à la consommation humaine vignette|Caribou de la toundra. Les ruminants sont les mammifères qui digèrent le mieux la cellulose et donc les végétaux de faible qualité. Cette particularité est largement mise à profit dans les élevages extensifs (élevages sur parcours, transhumance, ranching …) et dans certains élevages intensifs utilisant des co-produits des industries alimentaires (corn-gluten-feed, pulpes de betterave et de pommes de terre, mélasses, drêches, écarts de triage de fruits et légumes).
Synthèse protéique Le microbiote ruminal assure la synthèse de protéines à partir des éléments ingérés et de l'urée recyclée. Il peut fournir plus de protéines qu'il n'en consomme ; les ruminants dans la nature peuvent se nourrir facilement dans un environnement pauvre en protéines mais ce phénomène n'est pas recherché en élevage intensif ; en élevage on peut utiliser une petite proportion d'urée ou d'ammoniac industriels dans l'alimentation des Ruminantia.
Des élevages exigeants vignette|Lichen à caribou. La rumination permet à de nombreux animaux de se nourrir de végétaux, à première vue, inattendus. La complexité du système digestif des ruminants oblige les éleveurs à de nombreuses précautions. Ces élevages sont plus difficiles à industrialiser que ceux du porc ou du poulet. Le calcul des rations est complexe.
Voir Ruminantia#Calcul des rations.
Contribution historique à l'expansion humaine Voir Histoire de l'agriculture#Systèmes d'élevage pastoral vignette|Buffles portant un joug, vers 1430 vignette|Caravane de dromadaires au campement.La domestication des ruminants a permis ou facilité la colonisation de vastes territoires autrement hostiles aux humains ; chèvres, lamas et yacks en montagne (les camélidés, caprins et yacks, sont capables de se nourrir sur des broussailles), bovins et moutons dans les steppes et zones froides, buffles dans les régions marécageuses, camélidés dans les déserts, rennes sur la toundra. l'élan qui est adapté aux zones marécageuses et à broussailles a été l'objet régulier de tentatives de domestication.
Les potentialités de l'élevage des ruminants (ainsi que du cheval) ont été développées de façon décisive par les peuples des steppes (culture Yamna) à partir d'environ - 3300 d'abord dans les steppes du nord de la Mer noire ; c'est la révolution des produits secondaires désormais disponibles presque en toute saison (laits fermentés, fromages, beurre, cuir, laine, force de travail).
Dès l'Antiquité les bovins (vache et buffle d'Asie) contribuent, avec l'âne, au développement de la culture attelée ; capables de tirer une araire, ils assurent la mise en culture de superficies plus importantes ; le fumier produit lors de l'hivernage des animaux puis épandu sur les soles cultivées (hortus et ager) permet des transferts de fertilité à partir des prés de fauche qui fournissent le foin et des landes (saltus) qui fournissent la litière. Les industries du cuir (Tannage#Histoire du tannage) et de la laine sont à l'origine du décollage économique et industriel de l'Occident au Moyen-Âge (Histoire de la laine et du drap).
À l'Époque moderne et jusqu'en 1950, les tripes (généralement les trois premiers estomacs des ruminants) peuvent fournir, tout comme le lait de la chèvre nourrie sur la lande, un complément protéique abondant et très peu onéreux, indispensable aux populations déshéritées, en cas de disette et même de façon habituelleMarjorie Houlihan, A most excellent dish (The english kitchen) , Prospect Books, 2011, 167 p.
Les systèmes cohérents combinant d'une part céréales et d'autre part prairies artificielles et plantes sarclées (dont les raves) principalement destinées aux ruminants caractérisent la rotation de Norfolk (rotation quadriennale sans jachère) et sont à la base de la révolution agricole. Ils ont perduré comme systèmes de polyculture-élevage (avec au moins un élevage de ruminants) lorsque l'agriculture s'est industrialisée. Ils permettaient un entretien automatique de la santé des sols, notamment du point de vue du contenu en matière organique, mais ils sont aujourd'hui en voie de disparition (4 % au Danemark par exemple) malgré des encouragements.
Contribution gastronomique vignette|Pansette de Gerzat : bonnets entiers d'agneau farcis de tripes.