在地球数以百万计的生物种类中,大熊猫无疑是外形最引人注目的物种之一:圆脸,黑白分明的体色,大大的黑眼圈,头上还竖着一对黑耳朵,再加上毛茸茸、圆滚滚的身躯,在给人憨态可掬印象的同时又充满了呆萌可爱的孩子气。大熊猫的圆脸是因为颧弓向两侧膨大突出、吻鼻部显得相对缩短的缘故。其黑白分明的体色也是可爱的标志之一。这种体色在山地森林环境中有利于保暖,并在一定程度上起到隐蔽作用。大熊猫的这些特征都是进化的产物。
与较为发达的嗅觉和听觉能力相比,大熊猫的视觉能力不强,大概相当于人的800度近视眼。不过,在茂密的竹林环境里,大熊猫似乎没有必要进化出敏锐的视觉。大熊猫在行走时前后肢都是内八字,一摇三晃的样子滑稽可爱。一方面,大熊猫常常给人慢节奏的感觉,这种慢吞吞的活动方式也的确有利于节省能量;另一方面,大熊猫能涉水,可爬树,嗅觉和听觉能力发达,全身关节十分灵活,能更好地适应山地环境而生存。大熊猫还能做出一些让人意想不到的动作,比如“萌兰”在树杈上绷“一字马”的动作就火遍互联网。
大熊猫在分类上属于食肉目动物,至今仍保留着典型肉食动物消化系统的特征,但这个物种在食性上却进化为以竹为生,并由此导致其在形态、行为、生理、遗传等方面的一系列适应性转变,以适应环境。因此,大熊猫是生物学研究领域的理想模型物种。围绕大熊猫食性转换及对其竹子的适应,科学家从形态、行为、生理、遗传等方面开展了大量的进化生物学研究;在保护生物学方面,有关大熊猫濒危机制、进化潜力、保护管理及其成效评估等研究也层出不穷。
据研究,可能在距今约200万年前,小种大熊猫就已在食性上进化为以竹为生。由于纤维含量高,竹子对大熊猫而言无疑是一种低营养的食物。在漫长的进化历程中,大熊猫前肢桡侧籽骨膨大形成了“伪拇指”,便于在采食时抓握竹枝;膨大的颧弓上附着有发达的咀嚼肌肉,以适应咬切、咀嚼、加工食物。由于对竹子的消化利用率很低,为了满足日常生活中对物质和能量的需要,大熊猫发展出大量采食并让食物快速通过消化肠道的觅食对策。成年大熊猫在摄食竹叶的季节,每天可摄入竹叶10公斤,约为体重的10%;在摄食竹笋的季节,每天摄食最高可达38公斤,约为体重的40%。由此观之,大熊猫可媲美甚至超越我们人类的“吃货”,人类曾因饥饿而在遇到食物时努力进食。
为适应大量摄食,野生大熊猫一天中50%以上的时间都在采食竹子,昼夜不停,基本上处在“吃了睡、睡了吃”的状态。卧龙自然保护区里的大熊猫每天移动的直线距离不长,多在500米之内,常年生活在4-6平方千米的区域中。近年来的研究表明,大熊猫一些高耗能的器官(如大脑、肝脏和肾脏等)显著缩小,肠道内微生物可辅助消化部分纤维素和半纤维素,是对以竹为生的生活方式的适应。
野生动物种群普遍都发展出了避免近亲繁殖的机制,以确保物种的长期生存与进化潜力。然而,与大多数兽类“偏雄扩散”不同的是,野生大熊猫种群表现出“偏雌扩散”模式,即雌性亚成体从种群中扩散出去,这一现象有点像人类社会的“嫁女”,这也是野生大熊猫种群为了生存而进化的结果。
迄今所知最古老的大熊猫成员——始熊猫化石出土于我国云南禄丰,地质年代约为800万年前的中新世晚期。自此之后,始熊猫先后经历了小种大熊猫、大熊猫武陵山种、大熊猫巴氏亚种,进而发展为现代大熊猫。因此,大熊猫是中国土生土长的珍稀物种。巧合的是,中国大地上最早的熊猫和元谋人几乎诞生在同一个地方。
摸清野生大熊猫种群数量是科学保护大熊猫的基础和前提。然而,野生大熊猫分布于人迹罕至的高山密林之中,而且生性机警,难以在野外直接计数。后来,科学家们发现大熊猫粪便中常伴有咬切竹茎后形成的“咬节”,于是根据咬节长短、切缘整齐程度及发现粪便的距离、地形等信息,发明了进行大熊猫个体区分与种群数量调查的“咬节一距离法”。有趣的是,新鲜的大熊猫粪便常伴有竹子的清香味,粪便表面的黏膜中常有肠道壁的脱落细胞。科学家在提取脱落细胞内DNA的基础上,又发明了大熊猫个体识别与数量调查的分子生物学方法。近年来,通过红外相机监测调查大熊猫数量的方法也开始出现,并正尝试通过人工智能技术进行“猫脸识别”以区分不同个体。
2016年,世界自然保护联盟(IUCN)在其红皮书中将大熊猫的受威胁等级由“濒危”降为了“易危”,反映了我国在大熊猫保护领域所取得的显著成效,彰显了我国在自然保护领域负责任的大国形象。瞩目未来,保护好我们的“国宝”,推动大熊猫保护研究事业高质量发展,必将为构建地球生命共同体做出新的贡献!
(摘编自张泽钧《大熊猫:可爱背后的生物学密码》)