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胖乎乎、圓滾滾，一輩子最大的愿望是照一張彩色照片…… 大熊貓的日常，似乎除了賣萌就是啃竹子。看似悠閑的啃竹子背后，誰(shuí)知道它經(jīng)歷了什么。  賣個(gè)萌，吃個(gè)飯，睡個(gè)覺(jué)。圖片：dogonews.com
 還有和同伴一起玩耍。圖片：artfcity.com
作為熊科中的異類，大熊貓不光是個(gè)素食主義者，還比其他熊多長(zhǎng)了一根手指——偽拇指。叫“熊貓”的還有大熊貓八竿子都打不著的遠(yuǎn)房親戚——小熊貓，巧的是，同樣吃竹子的小熊貓，也長(zhǎng)了根偽拇指。這是一種典型的趨同演化現(xiàn)象，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是兩種親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的動(dòng)物，在適應(yīng)相似的環(huán)境的過(guò)程中，演化過(guò)相同或相似的性狀。  都說(shuō)了右邊不是<浣熊>！大熊貓&小熊貓，像嗎？左圖：ndsstatic.com；右圖：Ian Thoms / flickr
因?yàn)榇笮茇埡托⌒茇垘缀醵伎砍灾褡訛樯?，這根多出來(lái)的拇指其實(shí)只是增生膨大的腕部籽骨，能夠幫助它們靈巧地抓取竹子。  萌萌的熊貓掌：Give me five！圖片：菠蘿科學(xué)獎(jiǎng)
今年年初，中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所魏輔文研究團(tuán)隊(duì)在PNAS上發(fā)表了野生小熊貓全基因組測(cè)序的結(jié)果。在比對(duì)了小熊貓的基因組序列與重新組裝的大熊貓基因組序列之后，研究人員發(fā)現(xiàn)了70個(gè)在演化中經(jīng)歷了相同改變的基因。這其中就包括兩個(gè)參與四肢發(fā)育的基因：DYNC2H1 和 PCNT。  趨同演化的例子，比如我們介紹過(guò)的<蜜袋鼯>對(duì)應(yīng)北半球的<鼯鼠>。圖片來(lái)源見(jiàn)水印
在小鼠和人類身上，這兩個(gè)基因的突變會(huì)導(dǎo)致骨骼和肌肉異常，例如多指。研究人員推測(cè)，這兩個(gè)基因很可能就是“熊貓”們多長(zhǎng)一根手指的“幕后推手”。同時(shí)，研究者還發(fā)現(xiàn)7個(gè)參與蛋白質(zhì)消化和維生素吸收利用的基因也經(jīng)歷了相同的改變。這些基因的變化可能促進(jìn)了“熊貓”們更有效率地吸收竹子中有限的營(yíng)養(yǎng)。  左：大熊貓和北極熊是近親，而小熊貓的親戚是鼬；右：小熊貓和大熊貓的前掌，灰色部分為偽拇指。圖片：Hu, Yibo, et al. / PNAS（2017）
雖然吃素，但從分類學(xué)來(lái)看，大熊貓卻屬于食肉目，它們擁有典型的食肉目動(dòng)物的消化系統(tǒng)。大熊貓的腸道大概是身體的4倍長(zhǎng)，這和普通的食肉目動(dòng)物（比如貓或狗）差不多；相對(duì)地，植食性動(dòng)物，比如野?；蛘哐蝰?，它們的消化道往往是身體的10~20倍。  我們介紹過(guò)動(dòng)物園萌物<羊駝>。圖片：咻咻
胃腸道只是影響食物消化能力的一個(gè)因素，另一個(gè)重要因素，是腸道微生物。 以人類為例，體表和體內(nèi)生活的微生物數(shù)量比人體細(xì)胞總量的10倍還要多。動(dòng)物吃下去的食物，進(jìn)入腸道之后，會(huì)在微生物的代謝作用下，分解出更多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入消化系統(tǒng)。  人與其他動(dòng)物的消化道長(zhǎng)度。圖片：researchgate.net
對(duì)于肉食性動(dòng)物來(lái)說(shuō)，食物中包含大量的蛋白質(zhì)，能夠比較容易地被分解為氨基酸并進(jìn)一步吸收；而植食性動(dòng)物吃下去的植物中包含大量無(wú)法消化的纖維素，要依賴共生的腸道微生物將纖維素分解后才能吸收其中的營(yíng)養(yǎng)。  憨憨的外表，吃貨的屬性。圖片：giphy.com
和植食性動(dòng)物相似，野生大熊貓腸道中有大量的厚壁菌門細(xì)菌。厚壁菌門，尤其是其中梭菌綱的很多細(xì)菌，都具有分解纖維素的能力。前述研究團(tuán)隊(duì)的研究者在這些大熊貓腸道微生物的基因組中，發(fā)現(xiàn)了消化纖維素和半纖維素的基因。  如果沒(méi)有這些菌，估計(jì)天天吃不飽。圖片：George Lu / flickr
大熊貓的腸道微生物雖然在一定程度上適應(yīng)了它們以竹子為主的食性，但對(duì)植物中營(yíng)養(yǎng)的利用率還是比不上“血統(tǒng)純正”的植食性動(dòng)物。和后者相比，大熊貓纖維素酶和內(nèi)源性半纖維素酶的基因豐度要低得多。  羊駝：嗯……你在說(shuō)我嗎？圖片來(lái)源見(jiàn)水印
盡管多出一根拇指來(lái)抓握竹子，又有腸道菌群的幫忙，但低下的消化效率使得野生大熊貓不得不每天花費(fèi)幾乎一半的時(shí)間來(lái)進(jìn)食，以保證營(yíng)養(yǎng)的供給。 現(xiàn)在，你知道動(dòng)物園里的熊貓為什么不是吃就是睡了吧？圖片：livescience.com 所以說(shuō)，萬(wàn)有市集的胖達(dá)君 又萌又科學(xué)
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