大熊貓為何愛吃竹子，科學家從其牙齒復雜結(jié)構中揭示密碼
圖1. A大熊貓，B始熊貓，C德寧格爾熊，D戴氏祖熊牙齒對比及術語。
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大熊貓為我國的標志性物種，其獨特的外表和特殊的習性吸引了無數(shù)學者的研究興趣。大熊貓最為顯著的習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)構的變化。大熊貓牙齒結(jié)構極其復雜，每個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，中國科學院古脊椎動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，詳細研究對比了大熊貓在晚中新世的直系祖先——祿豐始熊貓和現(xiàn)代熊類的祖先——戴氏祖熊。借助這兩個橋梁，研究人員得以建立起嚴格的大熊貓-熊類牙齒同源體系，并以此為基礎提出了熊類牙齒術語的建議。該研究在最新一期古生物學期刊Acta Palaeontologica Polonica 在線發(fā)表。
通過詳細的同源性研究，研究人員得以重新審視一些特征在熊類演化中的地位，并為將來進一步研究整個熊科的系統(tǒng)發(fā)育打下了基礎。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。大熊貓是一個例外。由于適應植食性，大熊貓的牙齒結(jié)構趨于復雜化，原尖在早期的郊熊貓和始熊貓中再次出現(xiàn)，并在大熊貓中進一步發(fā)展（大熊貓P4因此同時具有原尖和次尖）。過去曾經(jīng)被認為和大熊貓一樣具有雙分原尖的印度熊，其2個齒尖都來自于次尖，因此這一特征不宜再作為印度熊和大熊貓牙齒結(jié)構的共同特征。
在建立起牙齒同源結(jié)構后，研究人員也對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識。例如戴氏祖熊的p4后嵴分裂，下頜具有邊緣突，這兩個特征只在熊族動物中出現(xiàn)，因此戴氏祖熊應該被認為屬于熊族，而其與短面熊族關系較遠。早上新世哈薩克斯坦的“Ursus minimus”和北美的“Ursus” abstrusus下裂齒結(jié)構與晚中新世的祖熊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)構示意圖。
注：本文轉(zhuǎn)載自中國科學院古脊椎動物與古人類研究所。
