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破解大熊猫肉食变素食之谜

http://www.ourpanda.com/   发布时间: 2010-09-10 11:03:19

  作为黑熊、北极熊等动物的近亲,大熊猫却是一个素食主义者。一直以来,人们都对大熊猫的食性有着极大的兴趣。最近,美国密歇根大学的张建之教授、赵华斌博士后,中山大学生命科学院的博士生杨建荣和四川农业大学动物科技学院的徐怀亮博士等科研人员共同从基因学的角度揭开了大熊猫喜吃竹子的谜团。这一研究成果发表在国际著名学术刊物《分子生物学与进化》上。

  《北京科技报》:大熊猫作为食肉动物的近亲,是否也具有食肉的天性?

  赵华斌:一般来说,食肉动物都具备锋利的爪和牙齿、相对较短的消化道等特征。大熊猫就具有这些特征,也具有食肉动物消化系统的全部遗传成分。不久前,我国古生物学家还发现了从食肉动物向素食动物转变的大熊猫化石。此外,大熊猫味蕾的形态、结构和分布都更像食肉动物而不像素食动物。同时,以上多项形态学和遗传学数据,以及化石记录都表明,大熊猫的祖先是食肉动物。

  《北京科技报》:大熊猫为何会从食肉动物转变为食素?

  赵华斌:这要归功于大自然的神奇和适者生存的生物进化法则。可能在大熊猫祖先演化的某个阶段,自然环境发生了变化,或许出现了恶劣气候,致使大熊猫祖先爱吃的肉类食物稀缺,但是在某个区域的竹子非常丰富,进而成为它们赖以生存的食物。或者,在大熊猫祖先的时代,同时生存着其他凶猛的食肉动物,大熊猫无法与它们竞争,只能改吃竹子才能生存。

  《北京科技报》:为何想到从基因学的角度寻找大熊猫素食性的证据?

  赵华斌:此前,我国深圳华大基因组研究中心完成了大熊猫全基因组的测序工作,研究人员发现了掌管大熊猫味觉的基因Tas1r1产生了突变,致使它失去了原有的味觉功能,因此Tas1r1基因也被称为是假基因。于是人们首次提出大熊猫的素食性可能和Tas1r1基因丢失功能有关,我们也一直致力于从基因学的角度寻找验证大熊猫素食性的其他证据。

  《北京科技报》:此次研究过程是怎样的?

  赵华斌:此次,我们通过对大熊猫、北极熊、狼、狐狸和猫等动物的调查发现,只有大熊猫的Tas1r1基因是假基因,丧失了感知鲜味的能力。同时,结合化石证据和前人对食肉动物分歧时间的研究,我们估算出大熊猫的Tas1r1基因成为假基因的时间大约在420万年前,这与从化石证据推测的大熊猫从食肉动物演化成素食动物的过渡时间基本一致,这为大熊猫吃竹子之谜提供了更丰富的证据,进一步证实了前人的科学假说。

  《北京科技报》:这项研究能带来哪些启示?

  赵华斌:动物的味觉主要感知各种氨基酸,肉类中含多种氨基酸,而竹子的氨基酸含量很少。这表明,Tas1r1基因的功能丧失在大熊猫中具有物种特异性,我们相信与其特殊食性有关。

  可以大胆想象一下,在大熊猫演化的某个时期,可能由于肉类食物的缺乏,它们减少了对肉类的依赖,致使其味觉基因成为非必需的基因,进而发生了功能限制的放松,最终假基因化,丢失了感知氨基酸的功能。也就是史前大熊猫不能感知肉类的氨基酸,慢慢地丧失了对肉类的兴趣,从而加固了大熊猫的素食特性。