网上广为流传的说法是:大熊猫原本是食肉动物,为了适应环境变化,减少与其他动物的竞争,就选择了吃竹子。这说法也没错,但也不完全对。一般都说大熊猫在地球上生存了800万年,实际上其演化史远比800万年更漫长。熊猫是熊科熊猫亚科,它是非常古老的熊类,早在约2000万年前,这一亚科就与其他熊科物种分道扬镳,独自演化,这就是大熊猫与其他熊差别很大的原因,因为分化太久了。
在800万年前的中新世时期,始熊猫出现,它还是杂食动物,只有前臼齿有食竹的雏形。300万年前,始熊猫灭绝,但演化的旁支小种大熊猫出现在中国中南部地区。它的体型只有目前大熊猫的一半,小种大熊猫还是杂食,但食物中竹子的比例已经很高。大约在300万年前,原始大熊猫的食谱结构从肉食发展为以竹为食, “侏儒型”大熊猫出现。
当时温热潮湿的环境适合竹林的生长,促使大熊猫种群出现第一次扩张。大约在70万年前,大熊猫种群数量开始下降,到30万年前左右,出现了第一次瓶颈。在此期间,中国出现了两次巨大的更新世冰川作用,寒冷的气候变化导致体型庞大的巴氏大熊猫替代了“侏儒型”大熊猫。倒数第二次冰期之后,大熊猫的种群数量又出现第二次扩张,并且在5万-3万年前达到顶峰。
在末次冰期最盛期,由于严重的高山冰川作用,气候寒冷,黄土沉积,导致大量的熊猫栖息地丧失,从而给其种群造成了第二次瓶颈。而大约在30万年前,熊猫种群分化为秦岭和非秦岭两支。大约在2800年前,非秦岭种群分化成两个分支,即岷山熊猫和邛崃山-大小相岭-凉山熊猫,形成了当前稳定的三个遗传系。如今大熊猫还剩两个亚种——四川大熊猫和秦岭大熊猫。
关于大熊猫由杂食变为植食的演化过程,有两派观点,一派认为大熊猫是走进了演化的死胡同,是非常脆弱的物种,比如英国著名的动物保护主义者克里斯·派克汉姆曾表示:“如果全世界只剩最后几只大熊猫,我甚至会考虑将它们吃掉,以便将保育大熊猫的资金用在其他更迫切的保育项目上。”这一派观点的重要佐证就是大熊猫的消化系统,多项分子生物学研究表明:大熊猫的消化系统与纯粹的食肉动物一般无二。
微生物学家薛正晟指出:“一般食草动物的肠道演化出独特的构造,可延长食物滞留在肠道的时间,以充分消化植物性食物;然而大熊猫的消化道却保留了食肉动物的特征,短、直、简单……”所以大熊猫本质上是食肉动物,数百万年来却以难吃而且不合口味的竹子为食,它是怎么消化这些纤维的呢?2010年,科学家完成了大熊猫基因组的测序,加州大学伯克利分校的遗传学家拉斯莫斯·尼尔森表示:“我们没能在大熊猫的基因组中发现与消化纤维素相关的基因,这意味着,大熊猫对纤维素的消化和吸收(可能)完全依赖肠道菌群。
”但是科学家对45只野生与圈养大熊猫的肠道菌群的最新分析显示:大熊猫的肠道生态系统完全不适应其富含植物纤维的饮食。薛正晟指出:“大熊猫肠道菌群的主要成分与典型的食肉动物肠道菌群十分接近,大肠杆菌、志贺氏菌和链球菌等;而那些能够分解纤维素的细菌,如瘤胃菌和拟杆菌等,则几乎不见踪影。”也就是说大熊猫的消化系统并不适合消化竹子,它的消化系统只能吸收食物中大约20%的养分,大熊猫每天花14个小时吃竹子,每天排便40次以上,就是“强行的”从竹子当中获取营养。
因此,他们认为大熊猫“误入歧途”,将自己逼上了绝路。另一派观点则认为大熊猫是演化的杰作。中国科学院动物研究所在2014年在《分子生物学与演化》杂志上发表《大熊猫并非演化的死胡同》一文认为:依靠这种独特的饮食习惯,大熊猫已经在四川地区生存了数百万年。而大熊猫的解剖学特征,使其成为一台高效的食竹机器:它前肢的假拇指有利于抓握竹枝;其有力的下颚骨和大而平的牙齿则是咀嚼竹纤维的利器。
不过为了弥补不完善的消化系统,大熊猫采取了“节能”策略——大熊猫的能量消耗只相当于同等体重哺乳动物理论消耗量的55%。之所以能够如此,似乎是靠了较小的器官、低迷的甲状腺代谢,以及有限的活动量,大熊猫看起来总是懒洋洋的,缺乏攻击性,因为它需要节能。它没必要凶神恶煞,因为很少有其他动物会和它抢竹子。悉尼大学营养生态学家劳本海默认为:“大熊猫演化成靠竹子为生,便拥有了几乎取之不尽且少有竞争的食物来源。
它简直就是生活在食物的海洋里!这是个卓越的演化策略,在很长时间里,大熊猫一直是成功的,直到人类活动侵占了它们的栖息地……”大熊猫的演化到底是失败了还是成功了?因为有了人类的干预,无法得出答案。大熊猫这一物种相比地球历史来说还是太年轻了,像鲨鱼和鳄鱼这些在地球上混了几亿年的“老油条”,我们可以确定的说它们是成功演化的典范,而大熊猫还需要自然的考验,很显然,它没有机会了。
从吃肉到吃竹子,熊猫的进化很失败吗?
谢邀。生物进化的定义就是生物从简单到复杂、从低级到高级的一个演化过程。而熊猫的祖先始熊猫是纯正的食肉动物,到了现在熊猫就变成了主要以竹子为食的动物,这算不算一种进化失败呢?我们认为不算。下面我们来探讨一下这个问题。(始熊猫复原图)熊猫的进化史我们了解一些远古的物种,唯一的途径就是通过这些物种的化石。通过动物化石的C14(碳14)的衰减度,我们可以大致判断这种动物生存的时间,通过头骨化石牙齿的结构与现在动物的牙齿结构的相似度能判断其食性等等。
在与现在熊猫最接近的就是在我国云南地区发现的一具“类熊猫”化石了。从化石的研究看,这种类熊猫的与现在的熊猫相似度很高,而且根据化石体内残留物的化石以及头骨化石分析,这种动物是食肉动物,生物学家们将这种类熊猫命名为“始熊猫”,它生活在距今800万年前的中新世晚期。之后,我国的生物学家又在我国的东南地区发现了一种小型熊猫的化石,根据化石研究发现,这种小型的熊猫生活在距今300万年前,它的体型仅有现在熊猫的一半大,从化石的头骨化石看,那个时期的熊猫已经具备了杂食性动物牙齿的特点-犬齿比始熊猫退化,而臼齿发达。
虽然熊猫食性的改变和生存环境的改变(亚热带竹林的生存环境),熊猫的体型逐渐变大,成为了现在的“国宝”大熊猫。也就是说,大熊猫的进化史是从大到小再到大的进化过程。(始熊猫化石)那么,大熊猫从肉食到以素食为主的进化过程是不是一种失败的进化呢?我认为,大熊猫从食肉动物进化为以竹子为主的杂食性动物并不是一种失败的进化。
为什么这么说呢?原因有两点。01 进化的本质动物的进化,从表面上看确实是从低级到高级的转变,但是,进化的本质是为了更好的生存。在800万年前,始熊猫生存的时间段内,是哺乳动物空前发展的时期,各种哺乳动物从大到小应有尽有。在这种环境下,始熊猫拥有足够的肉类来源。所以,仅靠吃肉它就能存活。到了距今300万年前,地球上的环境由温暖到了寒冷,这个时期就是上新世的晚期,由于气候寒冷,许多植被的削减,熊猫为了生存体型开始变小,而且食性也有肉食变为了杂食性。
到了现代的大熊猫,原本竹林生活的小型熊猫因为没有竞争者,而且在竹林中天敌较少,所以慢慢的它成为了以竹子为主的杂食性动物(99%的食物都是竹子)。因此,每一个时期的熊猫都是为了更好的适应环境从而生存下来,从这方面看,无论是始熊猫还是小型熊猫还是现在的大熊猫都是在进化。而大熊猫依然还生存在这个世界上就是进化成功最好的诠释。
02 身体结构虽然大熊猫是个表面上只会吃竹子的“萌货”。但是,从生物学的分类上看,它依然是食肉目下熊科动物的成员,并且大熊猫的牙齿并没有退化的痕迹,消化道也没有任何的改变,也就是说,只要大熊猫想吃肉,它就能再次适应以肉食为主的生活。只不过,竹林中没有天敌而且没有同食物的竞争者,所以,大熊猫习惯这种“无世无争”的生活罢了。