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五千年前还是两百万年前?科学界争论大熊猫吃竹子的演化时间

2019年02月11日 19:43
来源: 澎湃新闻

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  大熊猫从什么时候开始以竹子为主食?最近,这个问题在科学圈引发了一次小小的争论。

  作为食肉目动物,大熊猫已有八百万年的演化历史。在长期的演化过程中,大熊猫的食性逐渐特化为以各种高纤维的竹子为食,占其全年食物量的99%。大箭竹和华西箭竹等7种竹子都是它们的最爱。

  一直以来,科学界普遍认为大熊猫从两百万年前开始就专食竹子了。但近日在线发表于《现代生物学》(Current Biology)期刊的一篇文章挑战了这种观念。

  这篇文章认为,大熊猫从以植物为食到以竹子为食的特化至少在距今5000年左右还未发生,在成为竹林“隐居者”之前,大熊猫生活在更为复杂多变的栖息地,食谱也更加多样化。研究人员推测,大熊猫食性的转变大致分为两个阶段:从肉食(或杂食)到植食的转变以及从植食到专食的转变。

  该研究由中国科学院动物研究所魏辅文院士领导的团队与西华师范大学、云南省文物考古研究所、云南保山博物馆、广西自然历史博物馆等单位合作完成。

  研究人员采用了稳定同位素方法,通过比较古代和现代大熊猫骨骼和牙齿中稳定同位素的比例,系统地分析历史上和现生大熊猫的食性及其生活环境特征。

  研究人员首先测定了现生大熊猫及其同域分布的食肉、食草动物骨骼中胶原蛋白的碳、氮稳定同位素值,他们发现,现生大熊猫和现生的食肉、食草动物明显处于不同的三个生态位,并认为“这极有可能是由于现生大熊猫专食竹子造成的”。

  随后,通过分析在云南的两个全新世中期遗址出土的一批包含食肉、食草动物及大熊猫的哺乳动物骨骼,研究人员发现,距今5000至8000年前生活在云南的大熊猫,其氮稳定同位素值与现生大熊猫完全不同。

  一般来说,稳定同位素值的变化可能来自于两个方面:一是食物的变化;二是整个生态系统的基线变化。后续研究证明了这个区域的生态系统的基线并无变化。因此,研究人员推断,大熊猫在当时的食性很可能并不是专食竹子。

  他们认为,大熊猫在进化过程中,除了以竹子为食以外,还食用大量的其它种类的植物,其专食食性直至全新世中期都还未形成。

  除了食性演化,研究团队还探究了大熊猫栖息地退缩的情况。

  他们发现,大熊猫在历史上的栖息地比现今的生活环境复杂得多,其既能适应相对较干旱寒冷的气候,也能在温暖湿润多水的环境中生存。大熊猫在进化过程中,不仅生活在包含当前所栖息的高山森林地带,也栖息在一些亚热带森林、森林边缘,即森林与开阔地的结合处、甚至森林的开阔地,只是在演化历程中,由于各种原因才逐渐退缩到四川、陕西和甘肃的现生分布区。

  由于常年啃食竹子,大熊猫的器官发生了相应的变化,特别是它们的牙齿。大熊猫有食肉目动物中最强大的臼齿,构造复杂,接近于杂食性兽类,犬齿和前臼齿发达,上门齿呈弧形排列,下门齿呈一横列。

  不过,大熊猫还保留着食肉动物的那种较为简单的消化道,为了获得所需的营养,大熊猫每天要花12至16个小时进食,吃掉10至18千克的竹子,同时排出10多千克的粪便,才能维持新陈代谢的平衡。

  是什么原因让大熊猫从肉食动物一步一步转变成几乎只吃竹子的“素食者”呢?

  2010年,深圳华大基因研究院、上海交通大学等单位提出了大熊猫转变成“竹子爱好者”的可能原因。他们绘制出大熊猫的基因图谱,发现大熊猫不喜欢吃肉可能是因为它们的一个鲜味受体基因Tas1r1失去功能,导致味觉传导出了问题,无法感觉到肉的鲜味。 同时,他们还发现,大熊猫本身没有能够消化竹子纤维的基因,消化竹子纤维主要靠胃肠道细菌群。

(文章来源:澎湃新闻)

(责任编辑:DF506)

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