大熊貓：可愛(ài)背后的生物學(xué)密碼(開(kāi)卷知新)

黨的二十大報(bào)告提出：“提升生態(tài)系統(tǒng)多樣性、穩(wěn)定性、持續(xù)性”“實(shí)施生物多樣性保護(hù)重大工程”。作為“國(guó)寶”的大熊貓，近年來(lái)種群穩(wěn)步擴(kuò)大，棲息地環(huán)境不斷改善，保護(hù)研究工作持續(xù)取得進(jìn)步，成為我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)和生物多樣性保護(hù)成果的體現(xiàn)。

如今，在成都大熊貓繁育研究基地、北京動(dòng)物園等地，游人如織、絡(luò)繹不絕，許多人排隊(duì)數(shù)小時(shí)就為了一睹“萌蘭”“花花”等大熊貓的“風(fēng)采”。這些“網(wǎng)紅”大熊貓的圖文、視頻在互聯(lián)網(wǎng)上也被大量轉(zhuǎn)發(fā)。從游客的贊嘆到“刷屏”的留言，不約而同地都是“太萌了”“好可愛(ài)”。

大熊貓的確“人見(jiàn)人愛(ài)”。但這可愛(ài)不是憑空產(chǎn)生的，而是得益于地球億萬(wàn)年演化歷程的孕育，蘊(yùn)藏著生物進(jìn)化的密碼，也折射出大熊貓保護(hù)、繁育與生態(tài)研究的進(jìn)步。

大熊貓是笨拙憨態(tài)還是身手敏捷，存在個(gè)體差異

在地球數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的生物種類(lèi)中，大熊貓無(wú)疑是外形最引人注目的物種之一：圓臉、黑白分明的體色、大大的黑眼圈、頭上還豎著一對(duì)黑耳朵，再加上毛茸茸、圓滾滾的身軀，在給人憨態(tài)可掬印象的同時(shí)又充滿了呆萌可愛(ài)的孩子氣。

大熊貓的圓臉是因?yàn)轱E弓向兩側(cè)膨大突出、吻鼻部顯得相對(duì)縮短的緣故。其黑白分明的體色也是可愛(ài)的標(biāo)志之一。這種體色在山地森林環(huán)境中有利于保暖，并在一定程度上起到隱蔽色作用。然而，并非所有大熊貓都是黑白體色。目前在秦嶺大熊貓研究中心就生活著一只從佛坪自然保護(hù)區(qū)野外救護(hù)回來(lái)的棕白色大熊貓“七仔”。從1985年到現(xiàn)在，在秦嶺山系已先后6次發(fā)現(xiàn)棕白色大熊貓。2019年，科研人員在臥龍自然保護(hù)區(qū)還通過(guò)紅外相機(jī)拍攝到一只白色大熊貓幼仔。

與較為發(fā)達(dá)的嗅覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)能力相比，大熊貓的視覺(jué)能力不強(qiáng)，大概相當(dāng)于人的800度近視眼。不過(guò)，在茂密的竹林環(huán)境里，大熊貓似乎沒(méi)有必要進(jìn)化出敏銳的視覺(jué)。大熊貓?jiān)谛凶邥r(shí)前后肢都是內(nèi)八字，一搖三晃的樣子滑稽可愛(ài)。一方面，大熊貓常常給人慢節(jié)奏的感覺(jué)，這種慢吞吞的活動(dòng)方式也的確有利于節(jié)省能量；另一方面，大熊貓能涉水、可爬樹(shù)，全身關(guān)節(jié)十分靈活，往往能做出讓人意想不到的動(dòng)作，比如“萌蘭”在樹(shù)杈上繃“一字馬”的動(dòng)作就火遍互聯(lián)網(wǎng)。事實(shí)上，大熊貓是笨拙憨態(tài)還是身手敏捷，存在個(gè)體差異，也與人們觀察的時(shí)機(jī)有關(guān)。

就分類(lèi)而言，熊貓究竟該劃為熊科，還是浣熊科，抑或是作為熊貓科單列出來(lái)？歷史上形成了三種觀點(diǎn)，每種都提供了許多證據(jù)支撐。這場(chǎng)論爭(zhēng)自19世紀(jì)大熊貓科學(xué)發(fā)現(xiàn)以來(lái)，一直持續(xù)了100多年。到了上世紀(jì)80年代后期，隨著分子生物學(xué)的迅猛發(fā)展，新的研究表明大熊貓?jiān)诜诸?lèi)地位上隸屬于熊科，是熊科動(dòng)物中最早分化出來(lái)的一支。從這個(gè)意義上說(shuō)，大熊貓應(yīng)該是一種“像貓的熊”，而不是“像熊的貓”。當(dāng)然，考慮到大熊貓的特殊性，仍有一部分學(xué)者堅(jiān)持將大熊貓單列為大熊貓科。

從食肉到以竹為生，帶來(lái)一系列適應(yīng)性轉(zhuǎn)變

大熊貓?jiān)诜诸?lèi)上屬于食肉目動(dòng)物，至今仍保留著典型肉食動(dòng)物消化系統(tǒng)的特征，但這個(gè)物種在食性上卻特化為以竹為生，并由此導(dǎo)致在形態(tài)、行為、生理、遺傳等方面的一系列適應(yīng)性轉(zhuǎn)變。因此，大熊貓是生物學(xué)研究領(lǐng)域的理想模型物種。圍繞大熊貓食性轉(zhuǎn)換及對(duì)竹子的適應(yīng)，科學(xué)家從形態(tài)、行為、生理、遺傳等方面開(kāi)展了大量的進(jìn)化生物學(xué)研究；在保護(hù)生物學(xué)方面，有關(guān)大熊貓瀕危機(jī)制、進(jìn)化潛力、保護(hù)管理及其成效評(píng)估等研究也層出不窮。

據(jù)研究，可能在距今約200萬(wàn)年前，小種大熊貓就已在食性上特化為以竹為生。由于纖維含量高，竹子對(duì)大熊貓而言無(wú)疑是一種低營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量的食物。在漫長(zhǎng)的進(jìn)化歷程中，大熊貓前肢橈側(cè)籽骨膨大形成了“偽拇指”，便于在采食時(shí)抓握竹枝；膨大的顴弓上附著有發(fā)達(dá)的咀嚼肌肉，以適應(yīng)咬切、咀嚼、加工食物。由于對(duì)竹子的消化利用率很低，為了滿足日常生活中對(duì)物質(zhì)和能量的需要，大熊貓發(fā)展出大量采食并讓食物快速通過(guò)消化腸道的覓食對(duì)策。對(duì)臥龍自然保護(hù)區(qū)野生大熊貓的研究表明，成年大熊貓?jiān)跀z食竹葉的季節(jié)，每天可攝入竹葉10公斤，約為體重的10%；在攝食竹筍的季節(jié)，每天攝食最高可達(dá)38公斤，約為體重的40%。由此觀之，大熊貓可謂真正的“吃貨”。

為適應(yīng)大量攝食，野生大熊貓一天中50%以上的時(shí)間都在采食竹子，晝夜不停，基本上處在“吃了睡、睡了吃”的狀態(tài)。臥龍自然保護(hù)區(qū)里的大熊貓每天移動(dòng)的直線距離不長(zhǎng)，多在500米之內(nèi)，常年生活在4—6平方公里的區(qū)域中。近年來(lái)的研究表明，大熊貓一些高耗能的器官(如大腦、肝臟和腎臟等)顯著縮小，腸道內(nèi)微生物可輔助消化部分纖維素和半纖維素，是對(duì)以竹為生的生活方式的適應(yīng)。

野生動(dòng)物種群普遍都發(fā)展出了避免近親繁殖的機(jī)制，以確保物種的長(zhǎng)期生存與進(jìn)化潛力。然而，與大多數(shù)獸類(lèi)“偏雄擴(kuò)散”不同的是，野生大熊貓種群表現(xiàn)出“偏雌擴(kuò)散”模式，即雌性亞成體從種群中擴(kuò)散出去。這一現(xiàn)象一定程度上與人類(lèi)社會(huì)的“嫁女”相似，但不同的是，大熊貓雌性亞成體出現(xiàn)擴(kuò)散時(shí)并未達(dá)到性成熟階段。近年來(lái)有研究表明，大熊貓“偏雌擴(kuò)散”現(xiàn)象的出現(xiàn)，可能與對(duì)育幼洞穴及食物資源的競(jìng)爭(zhēng)有關(guān)。

20世紀(jì)七八十年代，在大熊貓分布的岷山和邛崍山系曾發(fā)生主食竹大面積開(kāi)花枯死的現(xiàn)象，引發(fā)人們對(duì)大熊貓未來(lái)命運(yùn)的擔(dān)憂，出現(xiàn)了大熊貓已走入“進(jìn)化死胡同”的悲觀論調(diào)。然而，我國(guó)科學(xué)家的系列研究表明，大熊貓?jiān)陂L(zhǎng)期演化過(guò)程中已對(duì)竹子這種特殊食物產(chǎn)生了一系列功能適應(yīng)，野生大熊貓仍然具有較高的繁殖率和潛在的種群增長(zhǎng)率，較高的遺傳多樣性水平也表明這個(gè)物種仍具有較高的進(jìn)化潛力。大熊貓并非是處于“演化盡頭”的孑遺物種。

大熊貓國(guó)家公園的設(shè)立，標(biāo)志著我國(guó)大熊貓保護(hù)事業(yè)進(jìn)入新階段

迄今所知最古老的大熊貓成員——始熊貓化石出土于我國(guó)云南祿豐，地質(zhì)年代約為800萬(wàn)年前的中新世晚期。自此之后，始熊貓先后經(jīng)歷了小種大熊貓、大熊貓武陵山種、大熊貓巴氏亞種，進(jìn)而發(fā)展為現(xiàn)生大熊貓。因此，大熊貓是中國(guó)土生土長(zhǎng)的珍稀物種。巧合的是，中國(guó)大地上最早的熊貓和元謀人幾乎誕生在同一個(gè)地方。

新中國(guó)成立以來(lái)，我國(guó)政府不斷加強(qiáng)對(duì)大熊貓的科學(xué)保護(hù)，先后在四川建立了臥龍、白河、王朗和喇叭河等4個(gè)自然保護(hù)區(qū)。與此同時(shí)，大熊貓生物學(xué)研究逐步發(fā)展。自上世紀(jì)90年代以來(lái)，在廣大科研工作者共同努力下，我國(guó)大熊貓研究逐漸走到世界前列，大熊貓科學(xué)也已成為全球野生動(dòng)物研究中的“顯學(xué)”。

摸清野生大熊貓種群數(shù)量是科學(xué)保護(hù)大熊貓的基礎(chǔ)和前提。然而，野生大熊貓分布于人跡罕至的高山密林之中，而且生性機(jī)警，難以在野外直接計(jì)數(shù)。后來(lái)，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)大熊貓糞便中常伴有咬切竹莖后形成的“咬節(jié)”，于是根據(jù)咬節(jié)長(zhǎng)短、切緣整齊程度及發(fā)現(xiàn)糞便的距離、地形等信息，發(fā)明了進(jìn)行大熊貓個(gè)體區(qū)分與種群數(shù)量調(diào)查的“咬節(jié)—距離法”。有趣的是，新鮮的大熊貓糞便常伴有竹子的清香味，糞便表面的黏膜中常有腸道壁的脫落細(xì)胞。科學(xué)家在提取脫落細(xì)胞內(nèi)DNA的基礎(chǔ)上，又發(fā)明了大熊貓個(gè)體識(shí)別與數(shù)量調(diào)查的分子生物學(xué)方法。近年來(lái)，通過(guò)紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)調(diào)查大熊貓數(shù)量的方法也開(kāi)始出現(xiàn)，并正嘗試通過(guò)人工智能技術(shù)進(jìn)行“貓臉識(shí)別”以區(qū)分不同個(gè)體。

從1974年至今，我國(guó)共進(jìn)行了四次大熊貓調(diào)查。第四次調(diào)查顯示，全國(guó)野生大熊貓種群數(shù)量、棲息地面積均有一成以上的增長(zhǎng)。截至2013年底，全國(guó)野生大熊貓數(shù)量達(dá)1800多只，但分布在不同地方，其中一些種群的大熊貓數(shù)量少于30只，要單純以就地保護(hù)的方法維持大熊貓種群數(shù)量相當(dāng)困難。因此，我國(guó)啟動(dòng)了大熊貓野化放歸工程，將人工圈養(yǎng)繁育的大熊貓野化放歸，以復(fù)壯野外瀕危小種群。通過(guò)這種積極人工干預(yù)的創(chuàng)造性保護(hù)方式，目前已有10多只圈養(yǎng)大熊貓放歸到栗子坪等地的大熊貓小種群中。2021年10月，我國(guó)宣布正式設(shè)立大熊貓等第一批國(guó)家公園。大熊貓國(guó)家公園面積約220萬(wàn)公頃，涵蓋了約60%的野生大熊貓棲息地，棲息著超過(guò)70%的野生大熊貓個(gè)體。大熊貓國(guó)家公園的設(shè)立，標(biāo)志著我國(guó)大熊貓保護(hù)事業(yè)進(jìn)入新階段。

2016年，世界自然保護(hù)聯(lián)盟(IUCN)在其紅皮書(shū)中將大熊貓的受威脅等級(jí)由“瀕危”降為了“易?！保从沉宋覈?guó)在大熊貓保護(hù)領(lǐng)域所取得的顯著成效，彰顯了我國(guó)在自然保護(hù)領(lǐng)域負(fù)責(zé)任的大國(guó)形象。在社會(huì)各界的共同努力下，大熊貓保護(hù)與研究成為中國(guó)人正在書(shū)寫(xiě)的成功故事，為全球野生動(dòng)植物保護(hù)樹(shù)立了榜樣。矚目未來(lái)，保護(hù)好我們的“國(guó)寶”，推動(dòng)大熊貓保護(hù)研究事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，必將為構(gòu)建地球生命共同體作出新的貢獻(xiàn)！

(人民日?qǐng)?bào) 作者張澤鈞為成都師范學(xué)院院長(zhǎng))