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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

来源:澎湃贝斯特娱乐网址 2019-02-11 19:55   /

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。

该研究由贝斯特bst818手机版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。

佛坪自然保护区野生大熊猫  贝斯特bst818手机版科学院动物研究所魏辅文研究组 图

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。

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