從食物判斷,大熊貓顯然屬于食草動物。而最新的研究表明,大熊貓的腸道菌群與牛羊不同,卻與老虎更為接近。也就是說,胖墩墩的大熊貓骨子里實際上是個食肉動物。
從消化系統構造來看,微生物學家薛正晟指出:“一般食草動物的腸道演化出獨特的構造,可延長食物滯留在腸道的時間,以充分消化植物性食物;然而大熊貓的消化道卻保留了食肉動物的特征,短、直、簡單……”一般說來,更長的消化道,有利于纖維素等長鏈分子的分解和吸收。

那么大熊貓是靠什么來完成植物性食物消化吸收的?美國加州大學伯克利分校的遺傳學家拉斯莫斯·尼爾森表示:“我們沒能在大熊貓的基因組中發現與消化纖維素相關的基因;這意味著,大熊貓對纖維素的消化和吸收完全依賴腸道菌群。”當時所有科學家都是這樣想的,因為研究表明,腸道菌群的構成,深受食物成分的影響。腸道菌群的存在,確保了關鍵新陳代謝功能的正常運作,因為單靠宿主的身體,往往無法完全實現這些功能。
然而,科學家對45只野生與圈養大熊貓的腸道菌群的最新分析顯示:大熊貓的腸道生態系統完全不適應其富含植物纖維的飲食。薛正晟指出:“大熊貓腸道菌群的主要成分與典型的食肉動物腸道菌群十分接近,大腸桿菌、志賀氏菌和鏈球菌等;而那些能夠分解纖維素的細菌,如瘤胃菌和擬桿菌等,則幾乎不見蹤影。”
對此,有些科學家認為味覺的變化是造成大熊貓食物改變的主因,畢竟,味覺對于食物的選擇是至關重要的。
英國貝德福德大學的生物化學教授詹姆斯·克拉布指出:“對大熊貓基因組的分析表明,大約在420萬年前,大熊貓體內與鮮味(即鮮肉中的蛋白質的味道)相關的T1R1基因就因變異而不再表達。這個變異能否解釋大熊貓食譜的改變呢?似乎不能,因為牛和馬這些食草動物也都具有T1R1基因。
“我們發現大熊貓的多巴胺代謝能力不足;竹子中可能含有可以重建和刺激多巴胺獎賞回路的化學物質。”詹姆斯·克拉布補充道。目前,科學家正在對這種假說展開研究。
但這并不解決問題。薛正晟指出:“就食物而言,大熊貓是食肉哺乳動物中的一個奇怪案例;就消化系統而言,大熊貓在食草的動物中又是獨一無二的。”大熊貓的消化系統只能吸收食物中大約20%的養分,從而影響到了該物種的生存。因而有些科學家試圖通過引入微生物的辦法,改善大熊貓的消化機能……

大熊貓的解剖學特征,使其成為一臺高效的吃竹子機器:它前肢的假拇指有利于抓握竹枝;其有力的下顎骨和大而平的牙齒則是咀嚼竹纖維的利器。不過,薛正晟認為:“即便有了這些身體上的演化,大熊貓仍然無法充分和高效地消化竹子枝葉的復雜分子。”
為了彌補這并不完善的消化,大熊貓采取了一種“節能”策略——但尚不至于陷入休眠。2015年,一項對8只大熊貓進行的跟蹤研究在《科學》(Science)上發表。
研究表明,大熊貓的能量消耗只相當于同等體重哺乳動物理論消耗量的55%;之所以能夠如此,似乎是靠了較小的器官、低迷的甲狀腺代謝,以及有限的活動量(每小時移動距離不到30米)。
這一節約精神似乎還體現在繁殖中:新生大熊貓幼崽的體重不足100克——不到成體重量的九百分之一;而人類嬰兒與成年人體重之比約為1:20。
法國巴黎第六大學發育生物學實驗室的赫爾維·勒居雅德認為:“我們不應把自然演化過程看作是工程師試圖優化某個產品性能參數的過程。大熊貓獨特的消化系統的確不適應它現在的食譜。然而,物種的演化受制于各種極為棘手的制約條件。
例如,所有哺乳動物的頸椎骨都只有7塊,即便是長頸鹿也不例外,因為決定這個特征的是一組基因,改變它們會導致癌癥。”里昂高等師范學校的分子動物學家文森特·羅代也指出:“大熊貓的現狀,是其在整個演化史中承受的制約的總和,我們在分析中必須要考慮到這一點。”
在它憨態可掬、笨拙好笑的外表之下,大熊貓隱藏著一部見招拆招的演化史:解決兩難問題,克服或回避眾多困難……在這動物明星毛茸茸的形象背后,是那微妙神奇的演化機制。其中還有許多未解之謎,等待著我們。(編輯/任偉)