大熊貓為何愛吃竹子，科學(xué)家從其牙齒復(fù)雜結(jié)構(gòu)中揭示密碼
圖1. A大熊貓，B始熊貓，C德寧格爾熊，D戴氏祖熊牙齒對(duì)比及術(shù)語。
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大熊貓為我國的標(biāo)志性物種，其獨(dú)特的外表和特殊的習(xí)性吸引了無數(shù)學(xué)者的研究興趣。大熊貓最為顯著的習(xí)性特征是以竹子為主食。竹子屬于禾本科多年生草本植物，全株富含大量纖維，很難消化，即使是能夠富含大量腸道菌的偶蹄目反芻類也沒有以竹子為主食的。
大熊貓的祖先作為一種食肉動(dòng)物，在往以竹子為主食的演化道路上發(fā)生了巨大的形態(tài)改變，其中尤其明顯的是牙齒結(jié)構(gòu)的變化。大熊貓牙齒結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，每個(gè)臼齒都布滿瘤突和小尖，和其他熊類存在巨大的差別。由于這種差異，大熊貓牙齒齒尖和齒嵴和其他熊類的同源性一直晦暗不明。
近日，中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所博士研究生江左其杲借助祖先追索的方法，詳細(xì)研究對(duì)比了大熊貓?jiān)谕碇行率赖闹毕底嫦取撠S始熊貓和現(xiàn)代熊類的祖先——戴氏祖熊。借助這兩個(gè)橋梁，研究人員得以建立起嚴(yán)格的大熊貓-熊類牙齒同源體系，并以此為基礎(chǔ)提出了熊類牙齒術(shù)語的建議。該研究在最新一期古生物學(xué)期刊Acta Palaeontologica Polonica 在線發(fā)表。
通過詳細(xì)的同源性研究，研究人員得以重新審視一些特征在熊類演化中的地位，并為將來進(jìn)一步研究整個(gè)熊科的系統(tǒng)發(fā)育打下了基礎(chǔ)。例如，研究人員發(fā)現(xiàn)熊類的P4內(nèi)葉的齒尖和其他多數(shù)食肉目不同，其主要的尖為次尖而非原尖。原尖早在漸新世的熊類Cephalogale中就已經(jīng)開始退化，在中新世到現(xiàn)代的熊類中，大部分成員都只有次尖。大熊貓是一個(gè)例外。由于適應(yīng)植食性，大熊貓的牙齒結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜化，原尖在早期的郊熊貓和始熊貓中再次出現(xiàn)，并在大熊貓中進(jìn)一步發(fā)展（大熊貓P4因此同時(shí)具有原尖和次尖）。過去曾經(jīng)被認(rèn)為和大熊貓一樣具有雙分原尖的印度熊，其2個(gè)齒尖都來自于次尖，因此這一特征不宜再作為印度熊和大熊貓牙齒結(jié)構(gòu)的共同特征。
在建立起牙齒同源結(jié)構(gòu)后，研究人員也對(duì)一些過去分類地位不明或有爭議的物種的演化位置有了新的認(rèn)識(shí)。例如戴氏祖熊的p4后嵴分裂，下頜具有邊緣突，這兩個(gè)特征只在熊族動(dòng)物中出現(xiàn)，因此戴氏祖熊應(yīng)該被認(rèn)為屬于熊族，而其與短面熊族關(guān)系較遠(yuǎn)。早上新世哈薩克斯坦的“Ursus minimus”和北美的“Ursus” abstrusus下裂齒結(jié)構(gòu)與晚中新世的祖熊Ursavus非常接近，而與Ursus明顯不同，宜歸入祖熊Ursavus，而非Ursus。
圖2. 部分食肉目成員P4齒尖結(jié)構(gòu)示意圖。A狗獾，B浣熊，C德氏泛熊，D元謀始熊貓。
圖3. 大熊貓牙齒齒列同源結(jié)構(gòu)示意圖。
注：本文轉(zhuǎn)載自中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所。
