大熊貓在分類上屬于食肉目動物,至今仍保留著典型肉食動物消化系統(tǒng)的特征,但這個物種在食性上卻特化為以竹為生,并由此導致在形態(tài)、行為、生理、遺傳等方面的一系列適應性轉(zhuǎn)變。因此,大熊貓是生物學研究領域的理想模型物種。圍繞大熊貓食性轉(zhuǎn)換及對竹子的適應,科學家從形態(tài)、行為、生理、遺傳等方面開展了大量的進化生物學研究;在保護生物學方面,有關大熊貓瀕危機制、進化潛力、保護管理及其成效評估等研究也層出不窮。
據(jù)研究,可能在距今約200萬年前,小種大熊貓就已在食性上特化為以竹為生。由于纖維含量高,竹子對大熊貓而言無疑是一種低營養(yǎng)質(zhì)量的食物。在漫長的進化歷程中,大熊貓前肢橈側籽骨膨大形成了“偽拇指”,便于在采食時抓握竹枝;膨大的顴弓上附著有發(fā)達的咀嚼肌肉,以適應咬切、咀嚼、加工食物。由于對竹子的消化利用率很低,為了滿足日常生活中對物質(zhì)和能量的需要,大熊貓發(fā)展出大量采食并讓食物快速通過消化腸道的覓食對策。對臥龍自然保護區(qū)野生大熊貓的研究表明,成年大熊貓在攝食竹葉的季節(jié),每天可攝入竹葉10公斤,約為體重的10%;在攝食竹筍的季節(jié),每天攝食最高可達38公斤,約為體重的40%。由此觀之,大熊貓可謂真正的“吃貨”。
為適應大量攝食,野生大熊貓一天中50%以上的時間都在采食竹子,晝夜不停,基本上處在“吃了睡、睡了吃”的狀態(tài)。臥龍自然保護區(qū)里的大熊貓每天移動的直線距離不長,多在500米之內(nèi),常年生活在4—6平方公里的區(qū)域中。近年來的研究表明,大熊貓一些高耗能的器官(如大腦、肝臟和腎臟等)顯著縮小,腸道內(nèi)微生物可輔助消化部分纖維素和半纖維素,是對以竹為生的生活方式的適應。
野生動物種群普遍都發(fā)展出了避免近親繁殖的機制,以確保物種的長期生存與進化潛力。然而,與大多數(shù)獸類“偏雄擴散”不同的是,野生大熊貓種群表現(xiàn)出“偏雌擴散”模式,即雌性亞成體從種群中擴散出去。這一現(xiàn)象一定程度上與人類社會的“嫁女”相似,但不同的是,大熊貓雌性亞成體出現(xiàn)擴散時并未達到性成熟階段。近年來有研究表明,大熊貓“偏雌擴散”現(xiàn)象的出現(xiàn),可能與對育幼洞穴及食物資源的競爭有關。
20世紀七八十年代,在大熊貓分布的岷山和邛崍山系曾發(fā)生主食竹大面積開花枯死的現(xiàn)象,引發(fā)人們對大熊貓未來命運的擔憂,出現(xiàn)了大熊貓已走入“進化死胡同”的悲觀論調(diào)。然而,我國科學家的系列研究表明,大熊貓在長期演化過程中已對竹子這種特殊食物產(chǎn)生了一系列功能適應,野生大熊貓仍然具有較高的繁殖率和潛在的種群增長率,較高的遺傳多樣性水平也表明這個物種仍具有較高的進化潛力。大熊貓并非是處于“演化盡頭”的孑遺物種。
摘編自“大熊貓:可愛背后的生物學密碼”,原載《人民日報》,作者 張澤鈞。
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