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當前報章2022年07月09日
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大熊貓吃竹子「絕技」怎樣來的
    【中新社北京7月1日電】(記者 孫自法)屬於食肉目的大熊貓為什麼吃竹子?它熟練的抓握竹子“絕技”是如何起源演化而來?這些問題不僅學界關注,大眾也頗為好奇。
大熊貓食竹歷史可追溯到600萬年前
    中國科學院古脊椎動物與古人類研究所(中科院古脊椎所)客座研究員、美國洛杉磯自然歷史博物館研究員王曉鳴和中科院古脊椎所研究員鄧濤、中科院昆明動物所研究員吉學平與科研同行合作,最新完成對采自雲南昭通水塘壩晚中新世(距今約700萬年-600萬年)遺址始熊貓的關鍵化石——偽拇指(也稱第六指)和臼齒化石的研究發現,始熊貓具有最早的增大的橈側籽骨,已形成對握的“拇指”功能。
    不過,自中新世晚期以來,熊貓的“拇指”沒有進一步增大,因為其在抓握竹子的同時還必須兼顧蹠行式(前後腳掌接觸地面)走路的承重功能,不可偏廢任何一方。這一分擔體重的限制可能是熊貓的偽拇指從未演化成完整手指的主要原因,但這種簡陋的“拇指”表明,大熊貓專門吃竹子的習性至少在距今600萬年前就已經起源。
    這項古生物研究重要成果論文,北京時間6月30日夜間在國際學術期刊《科學報告》上線發表,為早于晚更新世的始熊貓-大熊貓譜系演化提出重要化石證據,也為回答始熊貓是否已開始吃竹子、偽拇指能否幫助抓握竹竿等提供關鍵證據。
    大熊貓偽拇指“絕技”最著名最神秘
    論文共同作者鄧濤研究員在論文發表當天接受中新社記者專訪時科普介紹說,屬於食肉目的大熊貓是熊科中一個高度特化的成員,它已演變成一種專注的植食性動物。大熊貓與其“同門兄弟”不同,因為它有許多“絕技”,使其能夠適應於專門吃竹子的生活。
    在這些“絕技”中,大熊貓額外的“拇指”可以說是最著名但也最神秘。除了大多數哺乳動物前肢上正常的五個手指外,大熊貓還有一個強烈增大的手腕部骨骼即橈側籽骨,充當第六個手指,形成可以對握的“拇指”來抓住竹子。
    鄧濤指出,儘管大熊貓的偽拇指非常有名,但要搞清楚偽拇指的來龍去脈,化石是最重要的證據,之前的最早記錄僅發現於貴州雙河洞約10.2萬-4.9萬年前的晚更新世沉積物中,大熊貓橈側籽骨如何演化因缺乏相關化石證據沒有得到解答。
    大熊貓抓握與人類抓握有根本不同
    鄧濤說,本項研究基於2015年研究團隊在雲南昭通盆地新發現始熊貓偽拇指和臼齒化石,依據始熊貓已知最早的增大的橈側籽骨,其偽拇指顯示出中間形態,首次記錄了熊貓向取食竹子演化的可能時間和步驟。
    他指出,大熊貓的抓握與人類的抓握有根本不同,其橈側籽骨不能像人類拇指那樣獨立於其他手指運動,這種被動的抓握系統遠不如人類的主動抓握系統有效,但足夠為大熊貓提供吃竹子所需的抓握能力。從進化角度看,即使橈側籽骨最初僅略微增大,也能形成簡單但有用的抓握功能,適度防止竹子從手指滑落。
    與人類拇指末端一節可彎曲以便於抓握相對比,現生大熊貓的橈側籽骨在靠近末端處有一個急劇內彎的鉤,其功能是靠單一骨骼形成的抓鉗。
    偽拇指演化兼顧抓握竹竿和承擔體重
    鄧濤表示,始熊貓的橈側籽骨缺乏末端的彎鉤,表明其進化過程分為兩步:偽拇指最初簡單伸長,後來出現更精細的末端彎鉤,同時伴隨末端輕微縮短。無論是絕對還是相對長度,始熊貓的偽拇指都超過其現生後代,只是缺乏大熊貓的末端彎鉤。
     為什麼熊貓的偽拇指沒有進一步拉長呢?研究團隊認為,是偽拇指兼顧抓握竹竿和承擔體重之間的功能調和。與奔跑型食肉動物的趾行式(前後腳趾著地)不同,肥胖的熊科動物都是蹠行式。強烈伸長的橈側籽骨更有利於抓握竹子,但不可避免地與長距離行走產生衝突,從而損害偽拇指內表面用於抓取和外表面用於承重的雙重功能。
    因此,現生大熊貓通過偽拇指末端向內急劇彎曲成鉤狀和外側變平來均衡功能間的相互衝突。在現生熊科動物中,只有大熊貓有一個大的肉質墊來緩衝橈側籽骨,表明這種骨骼的承重功能很重要,所以演化上對偽拇指長度沒有太強要求。
    偽拇指是有效採集竹子的關鍵適應
    鄧濤認為,熊貓簡陋的偽拇指很難用於採集熊科通常的雜食原料,這表明增大的橈側籽骨的唯一取食目標就是竹子,偽拇指是熊貓譜系中有效採集竹子的關鍵適應。在竹林深處,大熊貓安靜地吃竹子,遠離其食肉類“親戚”們在食物鏈中的主導地位。
    熊貓從廣泛的雜食性菜譜過渡到一心一意吃竹子,按理說需要在解剖學、生理學以及遺傳學基礎上進行多重改變。然而,即使經過至少600萬年專注於吃竹子的歷史,這些轉變仍然有限,主要集中在取食技能上,而其消化系統仍然是食肉動物的配置。
    中新世晚期以後,熊貓家族的偽拇指沒有進一步伸長的事實表明,它們已獲得足夠的抓握力來對付竹子。“這也就是說,足夠抓緊一根竹竿或一把竹子,同時還能撐著肥胖的身體行走,大熊貓演化出的偽拇指不長不短正合適。”鄧濤總結表示。
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