中国成都最新发现！大熊猫其实更适合吃肉，为啥几百万年只爱啃竹子？

大熊猫长着食肉的牙齿和肠胃，却为什么独爱吃竹子，曾一度被粉丝们趣称为“百万年之谜”。

实际上，大熊猫吃竹子的历史可能确实有200万年，它们和北极熊是同一个祖先，因气候变化而分别向南北迁徙，基因测序表明，它们在进化过程中他们丢失一个叫T1R1的基因，从此“立地成佛”改吃竹子。

问题又来了，研究表明，大熊猫虽然进化出了一些适合吃竹子的特征——比如硕大的头颅，比食肉动物发达的臼齿，可以抓握的伪“拇指”（由一根腕骨演变而来）……但它们的肠胃仍然更接近食肉动物——肠道长度比食草动物短得多，食物在体内的停留时间也短得多，那么，它们是如何从竹子中摄取能量的呢？

多年来，科学家通过对大熊猫肠道中的微生物进行基因测序的办法试图找到答案，这项研究最近有了新进展：大熊猫并不能像食草动物一样消化纤维素获取能量，但他们能比食肉动物更好地消化淀粉——因此他们也会尽量选取竹子最富含淀粉的部分食用。

据《科技日报》2月25日报道，2018年2月1日，成都大熊猫繁育研究基地（以下简称“成都大熊猫基地”）研究员张文平在国际一流学术期刊The ISME Journal上发表了相关成果《Age-associated microbiome shows the giant panda lives on hemicelluloses, not on cellulose》（年龄相关的宏基因组数据显示大熊猫不靠纤维素生活，而靠半纤维素生活）。

通过对大熊猫粪便的分析，成都大熊猫基地研究员发现大熊猫肠道菌群基本无能力降解竹子中的纤维素，这也显示着大熊猫并不能从纤维素中获取必须的能量，并通过研究确定大熊猫主要通过竹子中的淀粉、半纤维素、果胶等获取能量。

因此，大熊猫最喜欢的食物是富含淀粉和半纤维素的竹笋、嫩竹叶和嫩枝干。当成年大熊猫以竹笋为主要食物时，他们的体重一般每天都会增加，而这时也是在春夏大熊猫的繁殖季节；在只能以竹竿为食的冬季，大熊猫一般每天都会减掉若干体重。

该项研究也解密了大熊猫选择竹子作为主要食物的原因：

第一，在野外，相对于其他食物来说，竹子分布广泛，容易获得，与大熊猫进行抢食的竞争者少。

第二，相对于其他木本植物，竹子中含有浓度相对较高的淀粉。

第三，竹子不同部位随四季的变化其淀粉含量亦随之变化，大熊猫总是选择取食竹子中淀粉含量高的部位。

“竹子中淀粉和半纤维素含量最高的是竹笋，同时竹子的生长很快，每年都有两季。每当竹笋发生的季节，也是大熊猫发情和生儿育女的季节，在这个季节，大熊猫就优先选择取食竹笋。”张文平表示，竹笋中的高含量淀粉和半纤维素可以为大熊猫发情及生儿育女大量补充体力，增加体重；而在冬季没有竹笋和嫩竹叶的情况下，竹竿中的淀粉含量及可溶性糖含量则会达到一年中的最高点，这时大熊猫就开始吃竹竿。

另外，大熊猫每天消耗的能量非常少，这也是他们能够只依靠竹子这种低热量食物生活，同时仍能保持较大体重的原因之一。

另据张文平2014年4月发表在成都大熊猫繁育研究基地的官方网站上的文章，当时研究发现，大熊猫的消化道结构与食肉类动物（比如：狮子、老虎、黑熊等）类似。真正的肉食动物（如猫）的消化道通常是体长的4-5倍，杂食动物（如浣熊）为6-8倍，而草食动物（如鹿）为10-22倍。

尽管大熊猫是完全的草食性，但和肉食动物一样，它的肠道全长却只是身体的4倍。大熊猫的胃结构简单，没有盲肠，小肠和大肠之间没有明确的划分界限。

这些结构不会对消化纤维素、半纤维素有任何帮助。但是，科学家们发现大熊猫的消化道确实部分消化了竹子中的纤维素和半纤维素，也可能消化了部分的木质素。然而，大熊猫基因组本身没有消化纤维素、半纤维素和木质素的酶，因此大熊猫就只有依靠肠道微生物来消化竹子食物。

大熊猫对竹子的利用率很低，对竹子的消化效率只有不到干重的20％左右，对纤维素的消化效率远远低于草食性动物对纤维素、半纤维素的消化效率。这可能与竹子在大熊猫消化道中的停留时间远低于食物在草食动物消化道中停留的时间有关。

食物在大熊猫肠道中停留的时间只有12小时，而草食动物，例如牦牛，牧草采食后12小时内无排出现象，24小时后开始（仅占总数的0.36 ％）并逐渐增加，排出高峰出现在60小时（占总数的32.38％），完全排出要在5天以后。

大熊猫每天要花14个小时进食，吃掉12.5千克的竹叶和竹干，但只能消化其中的17%；它们的大便也尽是些未消化的竹子。

因此，张文平当时推断，大熊猫体内消化纤维素、半纤维素和木质素的肠道微生物可能不同于草食动物的相关微生物。

张文平当时介绍，科学家们已经采用了多种方法来分析大熊猫的肠道微生物。采用分子生物学的方法，上海交通大学的赵立平教授所在的研究组在2007年发现大熊猫的肠道菌群以肠杆菌和链球菌为主，缺乏常见的纤维素菌，因此他们认为大熊猫的肠道微生物可能对消化竹子不起作用或者所起的作用非常小。

而中科院动物所魏辅文研究员所在的研究组采用目前流行的宏基因组方法分析发现大熊猫肠道中包含有可能与消化纤维素、半纤维素有关的菌群，同时在其肠道菌群中发现了消化纤维素、半纤维素的功能基因。

安徽大学肖雅钟（音译）所在研究组2012年还在大熊猫肠道中发现了降解木质素的菌群和相关酶，而以前的一些科学家认为大熊猫不会消化木质素。大熊猫可能会消化木质素的结果得到了香港大学一个研究组的证实，他们今年（2014年）在大熊猫肠道中发现了降解木质素的真菌，同时大熊猫肠道中还存在一些细菌可能可以把部分竹子成分降解成乙酸。

另外，一些研究组还在大熊猫肠道中分离培养了一些细菌，体外实验表明这些细菌能够降解纤维素、半纤维素；成都大熊猫繁育研究基地的费立松研究员所在的研究组在2005年发现大熊猫胃液中存在纤毛虫，而纤毛虫可能会消化部分竹子的纤维素、半纤维素。

▲大熊猫的粪便，明显有大量未消化的竹子和竹叶

2009年，中国科学家完成了大熊猫的基因组测序（《Nature》，2009）的结果支持大熊猫应该属于食肉目熊科的一个亚种。在几百万年的的进化过程中，它丢失了一个叫T1R1的基因，从此便不吃肉改吃竹子了。

这次发现大熊猫对于淀粉的消化能力较强，是对上述研究成果的深入和补充。

责任编辑：顾军

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