Der Pansen ist eine magenähnliche Struktur des Verdauungssystems bestimmter Tiere, die als Vorverdauungskammer charakterisiert ist, in der kritisch symbiotische Mikroorganismen leben, um den Abbau der spezifischen Nahrung des Tieres einzuleiten. Allgemein als Bauch bezeichnet, werden Tiere mit dieser Anatomie als Wiederkäuer bezeichnet, und die meisten sind Pflanzenfresser, deren Kohlenhydratbedarf aus der Nahrung von schwer verdaulichen Pflanzen gedeckt wird. Es ist viel über die verschiedenen Organismen, die sich im Pansen befinden, und ihre chemischen Rollen im Verdauungsprozess bekannt, teilweise weil viele Wiederkäuer, wie Kühe und Schafe, in vielen Teilen der Welt wichtige Nutztiere sind.
„Retikulorumen“ ist die Bezeichnung für das erste innere Organ des Verdauungstraktes eines Wiederkäuers. Es ist typischerweise sehr groß – der Pansen einer Kuh kann mehr als 25 Gallonen (94.6 Liter) fassen – und seine angrenzende Netzkammer ist etwa ein Zehntel so groß. Obwohl sich das Innenfutter der beiden unterscheidet, haben sie eine einzigartige Funktion – sie speichern gekautes Pflanzenmaterial, während Billionen von Bakterien, einzelligen Protozoen und anderen Mikroben es sowohl für den eigenen Verzehr als auch für den Wirt abbauen.
Wenn Gras und andere Pflanzen teilweise mit Speichel zerkaut und in den Rachenschlauch der Speiseröhre geschluckt werden, drücken Muskelwellenkontraktionen des Pansens die Materie weiter in das Retikulorumen, das sich weiter rhythmisch zusammenzieht und so die Nahrung durchwühlt. Bei einem vollen Darm ruht das Tier typischerweise aus, würgt, kaut und schluckt das aufgenommene Material erneut in einem Prozess, der Wiederkäuen genannt wird, der allgemein als „Wiederkäuen“ bezeichnet wird. Dies wird lange wiederholt, wobei einige Rinder bis zu sechs Stunden am Tag ununterbrochen kauen. Wenn die Nahrung ausreichend aufgeschlossen ist, wird sie an eine Kammer namens omasum weitergegeben, die sie in den wahren Magen des Tieres pumpt, eine kleine Kammer namens Labmagen.
Der Pansen funktioniert ganz analog zum Kompostbehälter eines Gärtners. Darin befindet sich eine Matte aus faserigem Pflanzenschnitt, die aus einer großen Menge Zellulose besteht, einer langen Kette von Zuckermolekülen, die von einem Enzym namens Cellulase, das von Bakterien sezerniert wird, zerlegt wird. Ein Teil davon wird von den Bakterien verzehrt, und weitere Bakterien nutzen die Einfachzucker, um die Fermentation einzuleiten, wodurch Pflanzenproteine in Fettsäuren zerlegt werden, wie zum Beispiel die Aminosäure Laktat, die für die Milchproduktion des Wirtstieres notwendig ist. Einige dieser essentiellen Nährstoffe werden von der Kapillarauskleidung des Retikulorumens direkt in den Blutkreislauf aufgenommen.
Beteiligt sind mehrere Bakterienarten, die aufgrund ihrer Verdauung von komplexen Kohlenhydraten, einfachen Zuckern bzw. Proteinen als fibrolytisch, amylolytisch und proteolytisch kategorisiert werden. Einzellige Protozoen verdauen alle drei, hauptsächlich durch den Verzehr von Bakterien. Pilze sind weniger zahlreich, aber wichtig für das Aufbrechen der chemischen Bindungen zwischen Zellulose und den Nicht-Kohlenhydrat-Substraten von Pflanzen. Etwa 3 Prozent der mikrobiellen Masse sind Archaeen, eine Art anaerober Bakterien, die den Wasserstoff- und Kohlendioxidabfall der anderen Organismen in Methan umwandeln. Zusammen mit dem schließlich verflüssigten Pflanzenmaterial werden viele dieser Mikroorganismen aufgrund ihres Vitamin-, Mineral- und anderen Nährstoffgehalts auch unweigerlich vom Wiederkäuer verdaut.
Der Pansenstoffwechsel ist ein effizienter Weg, um die Zuckerenergie in den Kohlenhydraten einer Cellulosediät zu extrahieren. Wiederkäuer beherbergen symbiotische Magenmikroben, die die erforderlichen Enzyme produzieren und mit den Nährstoffen und der Umgebung versorgt werden, die sie für ihr Wachstum und ihre Vermehrung benötigen. Die mikrobielle anaerobe Atmung und Fermentation der Nahrung hat jedoch ein unerwünschtes Nebenprodukt. Es wird geschätzt, dass eine einzelne Kuh jeden Tag 74 Gallonen (280 Liter) des Treibhausgases Methan durch einen Prozess namens Aufstoßen ausatmet, auch bekannt als Aufstoßen.