楊陽
大熊貓是我國(guó)特有物種,堪稱“國(guó)寶”。大家都知道大熊貓喜歡吃竹子,但事實(shí)上,它曾是不折不扣的肉食動(dòng)物。那么,大熊貓為何要從肉食主義者變成素食主義者,并鐘情于竹子呢?
從大熊貓的日常飲食可以看出,大熊貓的主要食物就是竹子,這也讓很多人誤認(rèn)為,它是食草動(dòng)物,然而,外表看起來憨態(tài)可掬、人畜無害的大熊貓本質(zhì)卻是非常危險(xiǎn)的熊科動(dòng)物,它的祖先是食肉動(dòng)物。大熊貓雖然已經(jīng)吃了幾百萬年的竹子,但它的牙齒和消化系統(tǒng)仍然保持著原樣,沒有發(fā)生變化。大熊貓牙齒的咬合力仍然非常強(qiáng)大,消化道結(jié)構(gòu)與食肉動(dòng)物類似。真正的肉食性動(dòng)物(如貓)的消化道長(zhǎng)度通常是體長(zhǎng)的4~5倍,雜食動(dòng)物(如浣熊)為6~8倍,草食性動(dòng)物(如鹿)為10~22倍。盡管大熊貓是完全的草食性動(dòng)物,但它的腸道全長(zhǎng)和肉食性動(dòng)物一樣,約為體長(zhǎng)的4倍。大熊貓的胃結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,沒有盲腸,小腸和大腸之間沒有明確的劃分界限,這些結(jié)構(gòu)不會(huì)對(duì)消化纖維素、半纖維素有任何幫助。
那么,既然大熊貓的祖先是食肉動(dòng)物,為何后來它進(jìn)化得不吃肉了呢?大熊貓長(zhǎng)著食肉的牙齒卻為什么獨(dú)愛吃竹子?這些問題曾一度被大熊貓“粉絲”們?nèi)しQ為“百萬年之謎”。
對(duì)此,科學(xué)家分析了多種原因。首先是從大熊貓的棲息環(huán)境找原因。相關(guān)化石分析表明,早在約800萬年前的晚中新世,中國(guó)云南祿豐等地的熱帶潮濕森林的邊緣,就生活著大熊貓的祖先―始熊貓,這是一種由擬熊類演變而成的以食肉為主的熊貓,個(gè)體猶如較肥胖的狐貍。始熊貓演化出一個(gè)叫葛氏郊熊貓的旁支,它們分布于歐洲的匈牙利和法國(guó)等地的潮濕森林,于中新世末期滅絕。而始熊貓的主支則在中國(guó)的中部和南部繼續(xù)演化,其中一種在距今約300萬年的更新世初期出現(xiàn),體形只有現(xiàn)生大熊貓的一半大,其化石被定名為小種大熊貓。從小種大熊貓的化石牙齒推測(cè),它們已進(jìn)化成為兼食竹類的雜食獸。這些小種大熊貓又經(jīng)歷了約200萬年的進(jìn)化,開始向亞熱帶潮濕森林延伸,并廣泛分布于我國(guó)云南、廣西和四川等地。不過,那里并沒有足夠的獵物為它們提供肉類食物,但是竹子的數(shù)量卻非常豐富,于是,它們就選擇吃竹子,最終伴隨著一代代演化,它們的主要食物就變成了竹子。另外,由于竹林中很少有其他取食竹子的食草動(dòng)物,食肉動(dòng)物也較少,這使得大熊貓能夠在不被打擾的環(huán)境下進(jìn)食。就這樣,大熊貓找到了一個(gè)絕佳的生態(tài)位,體形也變得更為碩大。憑借著較大的體形,再加上尖銳的牙齒和爪子,即使是食肉動(dòng)物也不敢對(duì)它們輕易下手,于是它們才得以幸存下來,并逐漸演化成了現(xiàn)代大熊貓。
因?yàn)榇笮茇埖南到y(tǒng)仍然是食肉動(dòng)物的消化系統(tǒng),這導(dǎo)致它們消化竹子的過程是非常困難的。過去,科學(xué)家認(rèn)為大熊貓?bào)w內(nèi)擁有足夠的細(xì)菌群,這些細(xì)菌群可以幫助大熊貓消化竹子纖維,但新的科學(xué)研究證實(shí),大熊貓的腸道菌群基本無能力幫助降解竹子中的纖維,大熊貓并不能從竹子的纖維素中獲取必需能量。人類通過研究解密了大熊貓選擇竹子作為主要食物的原因:在野外,相對(duì)于其他食物來說,竹子分布廣泛,容易獲得,與大熊貓進(jìn)行搶食的競(jìng)爭(zhēng)者較少;相對(duì)于其他木本植物,竹子中含有濃度相對(duì)較高的淀粉,竹子不同部位的淀粉含量會(huì)隨四季的變化而變化,大熊貓總是選擇取食竹子中淀粉含量高的部位。
竹子中淀粉含量最高的是竹筍,竹筍生長(zhǎng)的季節(jié)主要集中在春夏兩季,這也是大熊貓發(fā)情和生育的季節(jié),在這兩個(gè)季節(jié),大熊貓就優(yōu)先選擇取食竹筍。竹筍中的高含量淀粉可以為大熊貓大量補(bǔ)充體力,增加其體重。到了秋季,大熊貓以竹葉為食。而在沒有竹筍和嫩竹葉的冬季,竹竿中的淀粉含量及可溶性糖含量則會(huì)達(dá)到一年中的最高點(diǎn),這時(shí)大熊貓就開始吃竹竿了。
不過,雖然大熊貓變成了素食主義者,但它們體內(nèi)卻缺乏擅長(zhǎng)降解纖維的腸道菌群,通過吃竹子補(bǔ)充而來的能量十分有限,所以現(xiàn)代大熊貓為了保持體力,很少下地活動(dòng),每天不是吃就是睡。此外,對(duì)于一年只有兩三天發(fā)情期的它們來說,交配甚至都是一項(xiàng)頗費(fèi)體力的運(yùn)動(dòng),這也是大熊貓數(shù)量會(huì)逐年減少的原因之一。
為什么大熊貓吃堅(jiān)硬的竹子,食道和胃黏膜卻不會(huì)被劃傷呢?因?yàn)樗鼈冞x擇進(jìn)食的都是竹筍、竹葉以及比較細(xì)的竹竿,而且它們也會(huì)“剝皮”。大熊貓的熊掌是有第六趾的,這個(gè)趾的作用就是幫助大熊貓完成抓握竹子的動(dòng)作的,就像人類五指并攏時(shí)大拇指起的作用一樣。大熊貓將竹子牢牢地握在手中,然后送入嘴中,再用牙齒將比較堅(jiān)硬的外殼去掉。大熊貓的食管皮層比較厚,胃很大,胃黏膜和胃肌肉層也很厚,都是為了適應(yīng)它們的食量和防止被竹子劃傷。