Ruminantia

Les ruminants (bovins, ovins, caprins…) sont capables d'utiliser la biomasse cellulosique et des formes simples d'azote grâce à leur tube digestif qui a la particularité de posséder trois compartiments (pré-estomacs) : la panse (ou rumen), le bonnet ou réseau (ou réticulum) et le feuillet (ou omasum), placés en avant de la caillette (ou abomasum), laquelle est l'équivalent de l'estomac du monogastrique.

Système digestif d'un ruminant (vache).
m. œsophage, v. rumen ou panse, n. réticulum ou réseau, b. omasum ou feuillet, l. abomasum ou caillette, t. début des intestins.

L'appareil digestif des bovins est représentatif des ruminants, herbivores prégastriques[1] qui appartiennent tous aux Cétartiodactyles (comme les cerfs, les moutons, les girafes, les hippopotames, les Camélidés mais aussi les baleines à fanons qui possèdent une poche fermentaire occupant 2 % de leur volume corporel) dont l'ancêtre commun était peut-être déjà prégastrique. Cet appareil se caractérise par la présence des organes précités permettant par la rumination, la digestion microbienne prégastrique réalisée essentiellement par la flore intestinale (principalement des bactéries ruminales cellulolytiques[2] et des champignons appartenant à l’embranchement des Neocallimastigomycota[3]). Ces micro-organismes produisent finalement, par fermentation des glucides, des métabolites qui sont généralement du formiate, de l’acétate, du lactate, du succinate, de l’éthanol, ainsi que du CO₂ et de l’H₂ qui sont utilisées par les espèces méthanogènes hydrogénotrophes[4].

La régurgitation qui autorise une deuxième phase de mastication fait pleinement partie du cycle de la digestion. Les régurgitations sont mélangées avec de la salive et mastiquées à nouveau, puis de nouveau ingérées. Les ruminants, par cette méthode parviennent à se nourrir d'une plus grande quantité de végétaux, et même certains très pauvres en énergie.

5 % des gaz sont évacués par les flatulences, 95 % sont émis par l'éructation (éjection spasmodique de gaz du rumen) qui soulage la pression des gaz générée durant le processus de fermentation. Par exemple, sur une période de 24 heures, une vache éructe 500 litres de méthane et 1 050 litres de CO₂[5].

L'alimentation des ruminants est constituée de tiges, feuilles, graines et racines de nombreuses plantes. Certaines substances comme les lignines et les tannins ne sont pas digestibles. On a découvert que certains acacias d'Afrique du Sud produisaient des tannins qui les protègent des ruminants qui broutent leurs feuilles.

L'élevage des ruminants comporte deux inconvénients principaux : l'émission de gaz à effet de serre et le surpâturage, qui peut provoquer la compaction du sol et la disparition des végétaux entraînant à son tour le lessivage du sol et en particulier la fuite d'azote dans l'eau (eutrophisation)

Néanmoins l'élevage peut aussi apporter des services environnementaux :

• maintien de prairies, notamment des pelouses sèches. Des zones modérément pâturées permettent le développement d'une grande biodiversité ;
• production d'engrais organique. Cet engrais peut ensuite être recyclé sur place (cas d'une prairie pâturée ou d'un couvert pâturé) ou exporté pour permettre une production céréalière même en zone pauvre (Système agro-pastoral dans les Landes de Gascogne) ;
• la production de fourrage protéagineux comme le trèfle ou la vesce a un impact très positif sur les pollinisateurs sauvages et domestiques. Des essais en Angleterre ont montré une multiplication des populations de bourdons à l'aide de simples bandes enherbées contenant des plantes fourragères protéagineuses[8].

L'élevage est accusé de favoriser la déforestation en Amérique du Sud. En effet, depuis une dizaine d'années, c'est la production de soja et de maïs qui est pratiquée sur ces terres mises à nu, cultures qui seraient principalement destinées à nourrir les animaux d'élevage. Il ne faut néanmoins pas confondre un symptôme (la mise en pâture ou en culture sur brûlis) avec les causes réelles et profondes, à savoir le besoin de terre agricole et les cours élevés des produits agricoles.^{[réf. nécessaire]}

Le méthane produit pendant la fermentation de la cellulose dans le rumen des ruminants sauvages et domestiques est une source non négligeable de gaz à effet de serre (GES)[9]. Bien que l'évaluation de la quantité de gaz à effet de serre produits pas les ruminants sauvages n'ait jamais été effectuée, la FAO a même estimé que les ruminants domestiques étaient la première cause d'émission, avant même les véhicules motorisés, avec 18 % du total des GES et 37 % du méthane lié aux activités humaines (1 t de méthane émise a à moyen terme un effet équivalent à 21 tonnes de dioxyde de carbone (CO₂), mais on connaît encore mal de cycle du méthane dans l'environnement). En France, les bovins représentent 10,4 % (29 % pour les transports et 19 % pour le résidentiel) des émissions de GES mais 30 % de ces émissions sont compensées par le stockage de CO₂ effectués par les prairies ou les haies[10]. Les gaz en cause sont davantage des rots que des pets[11]. Une vache sélectionnée génétiquement pour la production et convenablement nourrie peut produire jusqu'à environ 500 litres de méthane par jour, mais elle produit plus de lait par unité de méthane rejeté qu'une vache peu performante. En Alberta, les bovins seraient les seconds contributeurs à l'effet de serre après l'industrie pétrolière. Des équations linéaires et non linéaires permettent maintenant d'estimer et prédire l'émission de méthane sur la base de variables incluant l'alimentaire des animaux. Une alimentation plus riche en céréales et en protéagineux, notamment avec des ajouts d'huile riche en acides gras poly-insaturés[12], permettrait de diminuer d'environ 25 % les émissions de méthane des bovins[13]. Ce régime alimentaire a l'inconvénient de réduire l'intérêt de l'élevage de ruminants qui sont censés valoriser la cellulose (herbes, feuilles), et nourrir des ruminants uniquement avec de l'aliment concentré n'a aucun intérêt agronomique.

Selon Henning Steinfeld, porte-parole de l'Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture et coauteur d'un rapport sur le sujet, « L'élevage est un des premiers responsables des problèmes d'environnement mondiaux aujourd'hui et il faudrait y remédier rapidement[14] »

L'identification de ce groupe taxonomique est ancienne, et il est déjà décrit dans la Bible pour désigner les animaux casher :

« Vous mangerez, d’entre les bêtes qui ruminent, tout ce qui a l’ongle fendu et le pied divisé en deux. »

— Lévitique 11, 3, Torah   (Wikisource).

Le pied divisé en deux est en effet la caractéristique principale du groupe des Cetartiodactyla, auquel appartiennent les ruminants.

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