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大熊貓幼仔為什麼這麼小?新證據駁斥現有理論



大熊貓是一種深受全球人們喜愛的動物。不過,與母親龐大的身軀相比,大熊貓幼仔出生時的體重通常只有100克。這種罕見的體積差異一直困擾著研究人員。除了針鼴和袋鼠,其他哺乳動物的新生兒很少與母親相差這麼大。

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杜克大學生物學教授Kathleen Smith和她以前的學生Peishu Li對熊及其他動物的骨骼進行研究,發現目前的某些理論站不住腳。他們在《Journal of Anatomy》雜誌上發表了這項成果。

大熊貓幼仔的骨骼很難獲得,但研究人員獲得了在美國國家動物園出生的大熊貓幼仔遺骸。國家動物園的第一對大熊貓夫婦玲玲和興興在八十年代生下了五隻足月的幼仔,但它們都沒有存活下來。

研究人員對兩隻幼仔進行了micro-CT掃描,同時對國家自然歷史博物館和北卡羅來納州獸醫學院的新生灰熊、懶熊、北極熊、狗、狐狸及其他動物也進行了micro-CT掃描。他們創建了每個幼仔出生時內部骨骼的3D數字模型。

他們指出,大熊貓也許是一個極端的例子,但所有的熊都有不成比例的小幼仔。北極熊出生時的體重不足母親的四百分之一。對於包括人類的絕大多數哺乳動物而言,幼仔與母親的體重比接近1:26。然而,大熊貓幼仔與母親的體重比為1:900。

多年來,人們對此的看法是:對於某些物種而言,孕期剛好與冬眠重疊。懷孕的動物在這段時間內不進食,也不喝水,主要依靠自己的脂肪儲備來生存,同時還會分解肌肉為胎兒提供蛋白質。因此解決辦法是儘早生下來,讓幼仔依靠母親的乳汁來生存,而不會消耗其肌肉。

這種理論的支持者承認,並非所有的熊科動物都冬眠(比如大熊貓就不冬眠)。不過,他們的想法是將小的出生體重鎖定在熊科的家譜上,防止不冬眠的親戚進化出更大的嬰兒。 “這無疑是一種很有吸引力的假說,”Smith談道。

不過,杜克的研究團隊認為這種理論不大站得住腳。他們並沒有發現冬眠的熊和全年活動的同類之間在骨骼生長上有明顯差異。實際上,大多數熊的骨骼在出生時就和其表親一樣成熟。大熊貓卻是唯一的例外。即使是足月的大熊貓幼仔,其骨頭外觀也像早產幾週的小獵犬。 “這就像28週的胎兒一樣,”Smith說。

研究人員推測,大熊貓幼仔特別小可能與懷孕時的經歷有關。所有的熊都會經歷所謂的胚胎延遲著床(delayed implantation)。在卵子受精後,胚胎會在子宮中漂浮數月,然後著床並恢復發育。其他的熊通常在著床兩個月後分娩,而大熊貓只需一個月左右。

他們還在尋找完整的解釋,說明大熊貓的體重差異如何隨地質年代而演化。 (生物通 薄荷)

原文檢索

Comparative skeletal anatomy of neonatal ursids and the extreme altriciality of the giant panda

https://doi.org/10.1111/joa.13127