为了吃竹子，熊猫们到底经历了什么丧尸杀手潘森？-物种日历

胖乎乎、圆滚滚，一辈子最大的愿望是照一张彩色照片…… 大熊猫的日常，似乎除了卖萌就是啃竹子。看似悠闲的啃竹子背后，谁知道它经历了什么。
卖个萌，吃个饭，睡个觉。图片：dogonews.com
还有和同伴一起玩耍爱情断了线。图片：artfcity.com
多长一根手指，只为抓紧你
作为熊科中的异类，大熊猫不光是个素食主义者，还比其他熊多长了一根手指——伪拇指。叫“熊猫”的还有大熊猫八竿子都打不着的远房亲戚——小熊猫，巧的是，同样吃竹子的小熊猫，也长了根伪拇指。这是一种典型的趋同演化现象，简单来说，就是两种亲缘关系较远的动物，在适应相似的环境的过程中，演化过相同或相似的性状。
都说了右边不是<浣熊>！大熊猫&小熊猫，像吗？左图：ndsstatic.com；右图：Ian Thoms / flickr
因为大熊猫和小熊猫几乎都靠吃竹子为生，这根多出来的拇指其实只是增生膨大的腕部籽骨，能够帮助它们灵巧地抓取竹子。
萌萌的熊猫掌：Give me five！图片：菠萝科学奖
今年年初夏娜真命吧，中国科学院动物研究所魏辅文研究团队在PNAS上发表了野生小熊猫全基因组测序的结果。在比对了小熊猫的基因组序列与重新组装的大熊猫基因组序列之后，研究人员发现了70个在演化中经历了相同改变的基因陈美玲。这其中就包括两个参与四肢发育的基因：DYNC2H1 和 PCNT。
趋同演化的例子，比如我们介绍过的<蜜袋鼯>对应北半球的<鼯鼠>。图片来源见水印
在小鼠和人类身上，这两个基因的突变会导致骨骼和肌肉异常，例如多指大安大厦。研究人员推测，这两个基因很可能就是“熊猫”们多长一根手指的“幕后推手”。同时，研究者还发现7个参与蛋白质消化和维生素吸收利用的基因也经历了相同的改变。这些基因的变化可能促进了“熊猫”们更有效率地吸收竹子中有限的营养无尽之城。
左：大熊猫和北极熊是近亲，而小熊猫的亲戚是鼬；右：小熊猫和大熊猫的前掌，灰色部分为伪拇指安财一卡通。图片：Hu, Yibo, et al./PNAS（2017）
消化道本领不够，微生物来凑
虽然吃素，但从分类学来看，大熊猫却属于食肉目，它们拥有典型的食肉目动物的消化系统。大熊猫的肠道大概是身体的4倍长，这和普通的食肉目动物（比如猫或狗）差不多；相对地，植食性动物，比如野牛或者羊驼追凶五十年，它们的消化道往往是身体的10~20倍。
我们介绍过动物园萌物<羊驼>。图片：咻咻
胃肠道只是影响食物消化能力的一个因素，另一个重要因素，是肠道微生物。
以人类为例，体表和体内生活的微生物数量比人体细胞总量的10倍还要多。动物吃下去的食物埋汰人的话，进入肠道之后，会在微生物的代谢作用下，分解出更多的营养物质进入消化系统。
人与其他动物的消化道长度。力学哥图片：researchgate.net
对于肉食性动物来说河图传，食物中包含大量的蛋白质，能够比较容易地被分解为氨基酸并进一步吸收；而植食性动物吃下去的植物中包含大量无法消化的纤维素，要依赖共生的肠道微生物将纤维素分解后才能吸收其中的营养。
憨憨的外表，吃货的属性。图片：giphy.com
和植食性动物相似，野生大熊猫肠道中有大量的厚壁菌门细菌。厚壁菌门，尤其是其中梭菌纲的很多细菌，都具有分解纤维素的能力。前述研究团队的研究者在这些大熊猫肠道微生物的基因组中，发现了消化纤维素和半纤维素的基因。
如果没有这些菌，估计天天吃不饱。图片：George Lu / flickr
大熊猫的肠道微生物虽然在一定程度上适应了它们以竹子为主的食性，但对植物中营养的利用率还是比不上“血统纯正”的植食性动物。和后者相比珍馐传，大熊猫纤维素酶和内源性半纤维素酶的基因丰度要低得多。
羊驼：嗯……你在说我吗？图片来源见水印
尽管多出一根拇指来抓握竹子，又有肠道菌群的帮忙，但低下的消化效率使得野生大熊猫不得不每天花费几乎一半的时间来进食，以保证营养的供给。
现在，你知道动物园里的熊猫为什么不是吃就是睡了吧？图片：livescience.com
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