Rắn có hệ thống tiêu hóa độc đáo. Chất thải của chúng thường là hỗn hợp của chất rắn và chất lỏng, vì chúng không có bàng quang như các loài khác, mà bài tiết qua một lỗ huyệt.
Rắn là một trong những loài động vật có nhiều khả năng kỳ lạ nhất hành tinh – chúng là những bậc thầy của sự tiến hóa. Miệng của chúng có thể mở rộng để nuốt trọn con mồi lớn hơn nhiều lần kích thước đầu, cơ thể mềm dẻo đến mức có thể uốn lượn qua mọi địa hình. Một số loài trong số chúng có khả năng "trinh sản", tức tự sinh sản mà không cần giao phối, và thậm chí đôi khi xuất hiện với nhiều hơn một cái đầu. Nhưng sự đặc biệt của rắn không dừng lại ở đó: chức năng tiêu hóa của chúng cũng là một trong những điểm độc đáo và phức tạp nhất trong thế giới động vật.
Hệ thống tiêu hóa của rắn thực sự là một kỳ quan của tiến hóa, cho phép chúng tiêu hóa một lượng lớn thức ăn mà không cần nhai trước. Rắn nuốt chửng con mồi và sử dụng cơ bắp mạnh mẽ để đưa nó vào dạ dày, nơi bắt đầu quá trình tiêu hóa thực sự.
Hiện nay, các nhà khoa học đã phân loại được 15 họ rắn với khoảng 2.400 loài khác nhau, mỗi loài có chế độ ăn và cách săn mồi riêng biệt. Để tồn tại, rắn phải thích nghi theo nhiều hướng khác nhau, từ việc săn mồi cho đến cách tiêu hóa. Ví dụ, khả năng mở rộng miệng lên gấp năm lần kích thước đầu giúp một số loài rắn, như trăn máu (Python brongersmai) hay rắn ngô (Pantherophis guttatus), có thể ăn mọi loại con mồi từ nhỏ đến lớn, dẫn đến biệt danh là những "kẻ xử lý rác" của thiên nhiên.
Cách tiêu hóa của rắn phụ thuộc nhiều vào loại con mồi và phương pháp săn mồi của chúng, phân loại thành hai nhóm chính: thợ săn phục kích và thợ săn chủ động.
Dạ dày của rắn tiết ra một hỗn hợp axit (axit hydrochloric) và các enzyme tiêu hóa để phân giải mô của con mồi. Các cơ dạ dày co bóp và thả lỏng để trộn lẫn thức ăn và hỗ trợ tiêu hóa. Các chất dinh dưỡng từ con mồi đã tiêu hóa sau đó được hấp thụ vào máu của rắn, cung cấp năng lượng cần thiết cho sự sống và phát triển.
Trong tự nhiên, cả rắn độc và rắn không độc đều được phân thành hai nhóm: thợ săn phục kích và thợ săn chủ động. Thợ săn phục kích thường có cơ thể lớn, nặng nề và sinh sống trên cạn, chủ yếu trong các hang. Trái lại, thợ săn chủ động thường nhỏ và nhanh nhẹn hơn, có thể sống trên cây hoặc di chuyển linh hoạt trên mặt đất.
Việc ăn uống của hai nhóm này có ảnh hưởng lớn đến thói quen tiêu hóa của chúng. Những thợ săn chủ động như các loài rắn chuột thường săn những loài gặm nhấm nhỏ, côn trùng lớn và ăn khá thường xuyên. Với lượng thức ăn nhỏ nhưng đều đặn, chúng cũng tiêu hóa nhanh và thường xuyên, khoảng 2-7 ngày sau khi ăn.
Ngược lại, những thợ săn phục kích như trăn đuôi ngắn Sumatra (Python curtus) và trăn máu lại chậm chạp, chỉ săn và ăn con mồi mỗi 10-14 ngày một lần. Vì ăn không thường xuyên và ít tiêu hao năng lượng, những con rắn này có thể giữ lại chất thải trong cơ thể tới vài tháng, thậm chí cả năm mới bài tiết một lần. Khi quá trình này diễn ra, chúng có thể đào thải lượng chất thải chiếm tới 5-10% trọng lượng cơ thể.
Đáng chú ý, rắn có thể tiêu hóa cả xương và da cứng của con mồi nhờ vào hệ thống tiêu hóa hiệu quả và chuyên biệt của chúng. Rắn cũng có khả năng tái tạo các cơ quan tiêu hóa của mình, điều này giúp chúng tiêu hóa được những con mồi lớn mà không gặp vấn đề.
Một trong những lý do rắn có thể giữ chất thải trong thời gian dài chính là nhờ cấu trúc tiêu hóa khác biệt của chúng. Trong cơ thể rắn, phổi phải kéo dài tới nửa cơ thể, trong khi phổi trái thường nhỏ hoặc không tồn tại. Cùng với đó, thực quản của rắn kéo dài từ miệng xuống gần cuối cơ thể, giúp chúng dễ dàng nuốt toàn bộ con mồi và vận chuyển từ từ xuống dạ dày.
Dạ dày của rắn là dạ dày đơn, nhưng lại có hình chữ J, nằm ở giữa cơ thể, giúp thực hiện phần lớn quá trình tiêu hóa. Sau đó, thức ăn di chuyển xuống ruột để tiếp tục chiết xuất chất dinh dưỡng. Khả năng tiêu hóa của chúng có thể kéo dài từ 24 giờ đến một tuần, phụ thuộc vào kích thước con mồi và nhiệt độ môi trường.
Điểm đặc biệt là, rắn không có hậu môn như động vật khác. Thay vào đó, chúng sở hữu một cơ quan gọi là cloaca – đóng vai trò giải phóng chất thải và giao phối. Đây là bộ phận quan trọng giúp tái hấp thụ nước từ thức ăn, khiến chất thải của rắn khô và cứng. Cloaca còn chứa một loại chất thải rắn tương đương với nước tiểu, gọi là nước tiểu uric, thường có màu nhạt, dạng bột, bao gồm axit amoni urate và axit uric dihydrate với rất ít nước thừa.
Rắn không có hậu môn như động vật khác.
Nghiên cứu năm 2021 về sự khác biệt trong cấu trúc và hóa học của nước tiểu uric ở các loài rắn hiện đại và cổ đại chỉ ra rằng, rắn có thể sử dụng loại chất thải này như một hình thức giao tiếp xã hội, nhưng lý do cụ thể vẫn là một ẩn số. Trong khi rắn ngày càng được nuôi phổ biến làm thú cưng hoặc trở thành các loài xâm lấn, sự hiểu biết về chúng vẫn còn hạn chế.
Qua quá trình nghiên cứu và khám phá, rắn dần dần mở ra những bí mật về sinh lý, tiến hóa và hành vi, trở thành một chủ đề hấp dẫn trong thế giới động vật. Thế giới của loài rắn với những đặc điểm kỳ lạ và hệ tiêu hóa độc đáo còn chứa đựng nhiều điều thú vị mà các nhà khoa học hy vọng sẽ khám phá thêm trong tương lai.