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科学家发现熊猫难以消化竹子

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摘要: 熊猫的困境众所周知。它们的栖息地正在不断萎缩,又令人难以置信的挑食,并且出奇地“性”致低迷。 如今,科学家们发现熊猫其实并不适合消化竹子,尽管它们几乎只吃这种植物。研究表明,虽然在经过200万年的进化后,大熊猫的生活方式变得接近植食动物,但他们仍然有更容易分...

熊猫的困境众所周知。它们的栖息地正在不断萎缩,又令人难以置信的挑食,并且出奇地“性”致低迷。

如今,科学家们发现熊猫其实并不适合消化竹子,尽管它们几乎只吃这种植物。研究表明,虽然在经过200万年的进化后,大熊猫的生活方式变得接近植食动物,但他们仍然有更容易分解蛋白质的肉食动物的肠道细菌。

科学家发现熊猫难以消化竹子

科学家发现熊猫难以消化竹子

这一发现可以解释这种动物一些令人困惑的特点,包括除开睡眠其余时间几乎都在进食,以及对繁殖一事明显的兴味索然。

张志和——中国成都大熊猫繁殖研究基地主任和主要负责人说:”与其他已经成功地进化出专门的消化系统,可以有效解构植物纤维的植食性动物不同,大熊猫仍然保留着典型的肉食动物的消化道。并且大熊猫的基因组中也没有用以消化植物的酶的基因。两相结合的情况下,这可能会增加他们灭绝的风险。”

Iain Valentine,爱丁堡动物园大熊猫主任,他形容这个发现”非常有趣,并且是熊猫进化拼图中的重要部分。”

大熊猫花了200万年从杂食性的熊科动物进化到以竹子为主食。目前尚不明确是什么引发了他们的食谱从肉到竹子的转变——可能是由于难以捕获到足够的猎物,而竹子却很丰富。科学家们相信这种向植食动物的生活方式的转变可能是永久性的,因为已知熊猫丢失了用以感受“鲜味”的味觉感受器基因。”我们认为熊猫们失去了在背后驱动它们食肉的基因。”Valentine如是说。

尽管熊猫们已经不知肉味,但他们似乎未曾发育出任何植食动物的常用消化器官。他们保留着肉食动物的消化系统——简单的胃和短肠,而不是像牛一样的可以高效消化植物的四腔胃。

最新研究表明,它们还缺少能从植物纤维中摄取最多能量的肠道细菌。

这些原因造成了熊猫每天必须花费多达14小时,来消化重达12.5公斤(27.5磅)的茎和叶,但它们的消化率却只有约 17%。为了节省能量,熊猫每天也要睡上12个小时。这给人一种印象——它们每天吃这么多,纯粹是为了有足够的精力继续吃。

在美国微生物社会学期刊的研究中,科学家们在同一年的春,夏,深秋里,向45只生活在张爱玲研究基地的大熊猫,提取出了121份粪便标本里的细菌。他们发现通常熊猫每天至少要吃10公斤的竹子枝叶,以及500至800 克(1.1至1.7磅)的馒头。

人们发现熊猫的肠道细菌与其他植食动物完全不同,反而更接近肉食性或杂食性的熊。熊猫缺乏用以消化植物的细菌,如瘤胃菌和拟杆菌,相反肠道内却以可以有效分解蛋白质的大肠埃希菌/志贺氏杆菌和链球菌为主。

“这个结果很有意思,在我们意料之外,因为它意味着在大熊猫进化的窘境里,它的肠道微生物没有很好地适应其独特的饮食与环境。”来自上海交通大学的合作人彭晓燕这样说。

Valentine表示,调查结果被添加进了熊猫所用的、也几乎是绝无仅有的消化战略图里。”有利的一面是,它们有一个可以极速地处理大量食物的消化系统,”他说。”你必须知道,熊猫的周围没有多少肉食动物,所以它们可以整天坐下来,挥舞着爪子不停地吃。“

他补充道研究结果可能会对爱丁堡动物园里熊猫甜甜和阳光的腹痛的有所帮助——熊猫时常收到腹痛的折磨,这也被认为与它们的肠道微生物的变化有所联系。

“这类似于人类的肠易激综合症(IBS) ,”Valentine说,”发作时它们会腹部绞痛,不想进食并且躺在一起,持续数天。”

熊猫效率低下的消化系统可以解释为什么它们的繁衍为何如此困难。当雌性大熊猫性成熟后,它们每年只在春季排一次卵,并有只有两到三天左右的排卵期。

在胚胎处于发育延缓的状态中,胚胎会有几个月的”延迟植入期”,一直到它附着在子宫上,并开始发育为止。

科学家们现在认为熊猫对于受孕、胚胎植入以及出生时机的准确把握,可能都受竹类植物应季产生的不同的营养素影响。

“指责它们繁殖能力低下是不公平的,“Simon Watt——《The Ugly Animals: We Can’t All be Pandas》的作者说,”它们的确是在野外繁育。但问题在于如今它们的数量过小,这意味着所有相遇的熊猫相互之间都有关系。”

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