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从食物判断,大熊猫显然属于食草动物。而最新的研究表明,大熊貓的肠道菌群与牛羊不同,却与老虎更为接近。也就是说,胖墩墩的大熊猫骨子里实际上是个食肉动物。
从消化系统构造来看,微生物学家薛正晟指出:“一般食草动物的肠道演化出独特的构造,可延长食物滞留在肠道的时间,以充分消化植物性食物;然而大熊猫的消化道却保留了食肉动物的特征,短、直、简单……”一般说来,更长的消化道,有利于纤维素等长链分子的分解和吸收。
那么大熊猫是靠什么来完成植物性食物消化吸收的?美国加州大学伯克利分校的遗传学家拉斯莫斯·尼尔森表示:“我们没能在大熊猫的基因组中发现与消化纤维素相关的基因;这意味着,大熊猫对纤维素的消化和吸收完全依赖肠道菌群。”当时所有科学家都是这样想的,因为研究表明,肠道菌群的构成,深受食物成分的影响。肠道菌群的存在,确保了关键新陈代谢功能的正常运作,因为单靠宿主的身体,往往无法完全实现这些功能。
然而,科学家对45只野生与圈养大熊猫的肠道菌群的最新分析显示:大熊猫的肠道生态系统完全不适应其富含植物纤维的饮食。薛正晟指出:“大熊猫肠道菌群的主要成分与典型的食肉动物肠道菌群十分接近,大肠杆菌、志贺氏菌和链球菌等;而那些能够分解纤维素的细菌,如瘤胃菌和拟杆菌等,则几乎不见踪影。”
对此,有些科学家认为味觉的变化是造成大熊猫食物改变的主因,毕竟,味觉对于食物的选择是至关重要的。
英国贝德福德大学的生物化学教授詹姆斯·克拉布指出:“对大熊猫基因组的分析表明,大约在420万年前,大熊猫体内与鲜味(即鲜肉中的蛋白质的味道)相关的T1R1基因就因变异而不再表达。这个变异能否解释大熊猫食谱的改变呢?似乎不能,因为牛和马这些食草动物也都具有T1R1基因。
“我们发现大熊猫的多巴胺代谢能力不足;竹子中可能含有可以重建和刺激多巴胺奖赏回路的化学物质。”詹姆斯·克拉布补充道。目前,科学家正在对这种假说展开研究。
但这并不解决问题。薛正晟指出:“就食物而言,大熊猫是食肉哺乳动物中的一个奇怪案例;就消化系统而言,大熊猫在食草的动物中又是独一无二的。”大熊猫的消化系统只能吸收食物中大约20%的养分,从而影响到了该物种的生存。因而有些科学家试图通过引入微生物的办法,改善大熊猫的消化机能……
大熊猫的解剖学特征,使其成为一台高效的吃竹子机器:它前肢的假拇指有利于抓握竹枝;其有力的下颚骨和大而平的牙齿则是咀嚼竹纤维的利器。不过,薛正晟认为:“即便有了这些身体上的演化,大熊猫仍然无法充分和高效地消化竹子枝叶的复杂分子。”
为了弥补这并不完善的消化,大熊猫采取了一种“节能”策略——但尚不至于陷入休眠。2015年,一项对8只大熊猫进行的跟踪研究在《科学》(Science)上发表。
研究表明,大熊猫的能量消耗只相当于同等体重哺乳动物理论消耗量的55%;之所以能够如此,似乎是靠了较小的器官、低迷的甲状腺代谢,以及有限的活动量(每小时移动距离不到30米)。
这一节约精神似乎还体现在繁殖中:新生大熊猫幼崽的体重不足100克——不到成体重量的九百分之一;而人类婴儿与成年人体重之比约为1:20。
法国巴黎第六大学发育生物学实验室的赫尔维·勒居雅德认为:“我们不应把自然演化过程看作是工程师试图优化某个产品性能参数的过程。大熊猫独特的消化系统的确不适应它现在的食谱。然而,物种的演化受制于各种极为棘手的制约条件。
例如,所有哺乳动物的颈椎骨都只有7块,即便是长颈鹿也不例外,因为决定这个特征的是一组基因,改变它们会导致癌症。”里昂高等师范学校的分子动物学家文森特·罗代也指出:“大熊猫的现状,是其在整个演化史中承受的制约的总和,我们在分析中必须要考虑到这一点。”
在它憨态可掬、笨拙好笑的外表之下,大熊猫隐藏着一部见招拆招的演化史:解决两难问题,克服或回避众多困难……在这动物明星毛茸茸的形象背后,是那微妙神奇的演化机制。其中还有许多未解之谜,等待着我们。(编辑/任伟)
从消化系统构造来看,微生物学家薛正晟指出:“一般食草动物的肠道演化出独特的构造,可延长食物滞留在肠道的时间,以充分消化植物性食物;然而大熊猫的消化道却保留了食肉动物的特征,短、直、简单……”一般说来,更长的消化道,有利于纤维素等长链分子的分解和吸收。
是肠道菌群?
那么大熊猫是靠什么来完成植物性食物消化吸收的?美国加州大学伯克利分校的遗传学家拉斯莫斯·尼尔森表示:“我们没能在大熊猫的基因组中发现与消化纤维素相关的基因;这意味着,大熊猫对纤维素的消化和吸收完全依赖肠道菌群。”当时所有科学家都是这样想的,因为研究表明,肠道菌群的构成,深受食物成分的影响。肠道菌群的存在,确保了关键新陈代谢功能的正常运作,因为单靠宿主的身体,往往无法完全实现这些功能。
然而,科学家对45只野生与圈养大熊猫的肠道菌群的最新分析显示:大熊猫的肠道生态系统完全不适应其富含植物纤维的饮食。薛正晟指出:“大熊猫肠道菌群的主要成分与典型的食肉动物肠道菌群十分接近,大肠杆菌、志贺氏菌和链球菌等;而那些能够分解纤维素的细菌,如瘤胃菌和拟杆菌等,则几乎不见踪影。”
难道是味觉?
对此,有些科学家认为味觉的变化是造成大熊猫食物改变的主因,毕竟,味觉对于食物的选择是至关重要的。
英国贝德福德大学的生物化学教授詹姆斯·克拉布指出:“对大熊猫基因组的分析表明,大约在420万年前,大熊猫体内与鲜味(即鲜肉中的蛋白质的味道)相关的T1R1基因就因变异而不再表达。这个变异能否解释大熊猫食谱的改变呢?似乎不能,因为牛和马这些食草动物也都具有T1R1基因。
是竹子中的“特殊”物质?
“我们发现大熊猫的多巴胺代谢能力不足;竹子中可能含有可以重建和刺激多巴胺奖赏回路的化学物质。”詹姆斯·克拉布补充道。目前,科学家正在对这种假说展开研究。
但这并不解决问题。薛正晟指出:“就食物而言,大熊猫是食肉哺乳动物中的一个奇怪案例;就消化系统而言,大熊猫在食草的动物中又是独一无二的。”大熊猫的消化系统只能吸收食物中大约20%的养分,从而影响到了该物种的生存。因而有些科学家试图通过引入微生物的办法,改善大熊猫的消化机能……
是“节约精神”?
大熊猫的解剖学特征,使其成为一台高效的吃竹子机器:它前肢的假拇指有利于抓握竹枝;其有力的下颚骨和大而平的牙齿则是咀嚼竹纤维的利器。不过,薛正晟认为:“即便有了这些身体上的演化,大熊猫仍然无法充分和高效地消化竹子枝叶的复杂分子。”
为了弥补这并不完善的消化,大熊猫采取了一种“节能”策略——但尚不至于陷入休眠。2015年,一项对8只大熊猫进行的跟踪研究在《科学》(Science)上发表。
研究表明,大熊猫的能量消耗只相当于同等体重哺乳动物理论消耗量的55%;之所以能够如此,似乎是靠了较小的器官、低迷的甲状腺代谢,以及有限的活动量(每小时移动距离不到30米)。
这一节约精神似乎还体现在繁殖中:新生大熊猫幼崽的体重不足100克——不到成体重量的九百分之一;而人类婴儿与成年人体重之比约为1:20。
大熊猫究竟是“天才”还是“失败者”?
法国巴黎第六大学发育生物学实验室的赫尔维·勒居雅德认为:“我们不应把自然演化过程看作是工程师试图优化某个产品性能参数的过程。大熊猫独特的消化系统的确不适应它现在的食谱。然而,物种的演化受制于各种极为棘手的制约条件。
例如,所有哺乳动物的颈椎骨都只有7块,即便是长颈鹿也不例外,因为决定这个特征的是一组基因,改变它们会导致癌症。”里昂高等师范学校的分子动物学家文森特·罗代也指出:“大熊猫的现状,是其在整个演化史中承受的制约的总和,我们在分析中必须要考虑到这一点。”
在它憨态可掬、笨拙好笑的外表之下,大熊猫隐藏着一部见招拆招的演化史:解决两难问题,克服或回避众多困难……在这动物明星毛茸茸的形象背后,是那微妙神奇的演化机制。其中还有许多未解之谜,等待着我们。(编辑/任伟)