中新網北京7月1日電 (記者 孫自法)屬於(yu) 食肉目的大熊貓為(wei) 什麽(me) 隻吃竹子？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(jin) 學界關(guan) 注，大眾(zhong) 也頗為(wei) 好奇。

　　大熊貓食竹曆史可追溯到600萬(wan) 年前

　　中國科學院古脊椎動物與(yu) 古人類研究所(中科院古脊椎所)客座研究員、美國洛杉磯自然曆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(yu) 科研同行合作，最新完成對采自雲(yun) 南昭通水塘壩晚中新世(距今約700萬(wan) 年-600萬(wan) 年)遺址始熊貓的關(guan) 鍵化石——偽(wei) 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(ce) 籽骨，已經形成對握的“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(wei) 其在抓握竹子的同時還必須兼顧蹠行式(前後腳掌接觸地麵)走路的承重功能，不可偏廢任何一方。這一分擔體(ti) 重的限製可能是熊貓的偽(wei) 拇指從(cong) 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(zhuan) 門吃竹子的習(xi) 性至少在距今600萬(wan) 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(wei) 早於(yu) 晚更新世的始熊貓-大熊貓譜係演化提出重要化石證據，也為(wei) 回答始熊貓是否已經開始吃竹子、偽(wei) 拇指能否幫助熊貓抓握竹竿等提供關(guan) 鍵證據。

　　大熊貓偽(wei) 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(zhuan) 訪時科普介紹說，屬於(yu) 食肉目的大熊貓是熊科中一個(ge) 高度特化的成員，它已演變成一種專(zhuan) 注的植食性動物。大熊貓與(yu) 其“同門兄弟”不同，因為(wei) 它有許多“絕技”，使其能夠適應於(yu) 專(zhuan) 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(ge) 手指外，大熊貓還有一個(ge) 強烈增大的手腕部骨骼即橈側(ce) 籽骨，充當第六個(ge) 手指，形成可以對握的“拇指”來抓住竹子。

　　大熊貓的偽(wei) 拇指很早就吸引博物學家的注意，近幾十年來，得益於(yu) 著名進化生物學家斯蒂芬·古爾德(Steven J. Gould)推介，大熊貓獲得對握的拇指狀結構已成為(wei) 一個(ge) 著名的進化適應例證，這種獨特的解剖結構與(yu) 同樣獨特的吃竹子習(xi) 性之間的獨特聯係引發關(guan) 注。

　　鄧濤指出，盡管大熊貓的偽(wei) 拇指非常有名，但要搞清楚偽(wei) 拇指的來龍去脈，化石是最重要的證據，之前的最早記錄僅(jin) 發現於(yu) 貴州雙河洞約10.2萬(wan) -4.9萬(wan) 年前的晚更新世沉積物中。如果抓握竹子是這一特征的主要功能，由於(yu) 哺乳動物的籽骨在發育中很容易伸長，那為(wei) 什麽(me) 大熊貓沒有演化出一個(ge) 更細長的橈側(ce) 籽骨，一種更像真正的對握型拇指的籽骨，以便更有效地抓握竹子？之前這個(ge) 問題沒有得到解答，因為(wei) 在早於(yu) 晚更新世的始熊貓-大熊貓譜係中缺乏相關(guan) 的化石證據。

　　大熊貓抓握與(yu) 人類抓握有根本不同

　　鄧濤說，本項研究基於(yu) 2015年研究團隊在雲(yun) 南昭通盆地晚中新世水塘壩地點始熊貓偽(wei) 拇指和臼齒化石的新發現，依據始熊貓已知最早的增大的橈側(ce) 籽骨，其偽(wei) 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。

　　在食肉動物中，熊科動物的臼齒最為(wei) 複雜，因為(wei) 它們(men) 還要咀嚼大量非肉類食物。而在熊科動物中，熊貓的牙齒模式最為(wei) 精細，褶皺出許多非常明顯的齒尖，在強健的下頜骨和顳下頜關(guan) 節協助下，有利於(yu) 嚼碎堅硬的竹子。始熊貓的牙齒形態已達到現代大熊貓的複雜程度，甚至更複雜。“始熊貓是否已經開始吃竹子？能幫助抓握竹竿的偽(wei) 拇指是另一個(ge) 關(guan) 鍵證據”。

　　鄧濤指出，人類及其靈長類近親(qin) 最重要的特征之一，就是演化出能與(yu) 其他手指對握的拇指來進行精確的抓握，這不僅(jin) 需要關(guan) 節的靈活性，還需要屈肌和伸肌的複雜相互作用。

　　大熊貓的抓握與(yu) 人類的抓握有根本不同，其橈側(ce) 籽骨通過固定關(guan) 節與(yu) 第一掌骨和舟月骨形成一個(ge) 功能複合體(ti) ，與(yu) 其他掌骨聯動，而不能夠像人類拇指那樣獨立於(yu) 其他手指運動。這種被動的抓握係統遠不如人類的主動抓握係統有效，但它足夠為(wei) 大熊貓提供吃竹子所需的抓握能力。此外，從(cong) 進化的角度來看，即使橈側(ce) 籽骨最初僅(jin) 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(cong) 手指上滑落。

　　現生大熊貓的橈側(ce) 籽骨在靠近末端處有一個(ge) 急劇內(nei) 彎的鉤，其功能是靠單一骨骼形成的抓鉗。與(yu) 人類具有兩(liang) 個(ge) 指節的拇指形成對比的是，人類拇指的末端一節可以彎曲以便於(yu) 抓握。

　　偽(wei) 拇指演化兼顧抓握竹竿和承擔體(ti) 重

　　鄧濤表示，始熊貓的橈側(ce) 籽骨缺乏末端的彎鉤，表明其進化過程分為(wei) 兩(liang) 步：偽(wei) 拇指最初簡單伸長，後來出現更精細的末端彎鉤，同時伴隨著末端的輕微縮短。無論是絕對長度還是相對長度，始熊貓的偽(wei) 拇指都超過其現生後代，隻是缺乏大熊貓的末端彎鉤。

　　“這就提出了一個(ge) 問題，更長的手指肯定會(hui) 增強抓握竹竿的能力，那為(wei) 什麽(me) 熊貓的偽(wei) 拇指沒有進一步拉長呢”？

　　研究團隊認為(wei) ，橈側(ce) 籽骨沒有進一步延伸，是偽(wei) 拇指兼顧抓握竹竿和承擔體(ti) 重之間的功能調和。與(yu) 犬科、貓科和鬣狗等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(ce) 籽骨更有利於(yu) 抓握竹子，但不可避免地與(yu) 長距離行走產(chan) 生衝(chong) 突，從(cong) 而損害偽(wei) 拇指內(nei) 表麵用於(yu) 抓取和外表麵用於(yu) 承重的雙重功能。任何橈側(ce) 籽骨的進一步增大都會(hui) 導致更顯著地突出於(yu) 掌麵，從(cong) 而對行走產(chan) 生幹擾，“通俗地說，就是會(hui) 硌腳”。

　　因此，現生大熊貓通過偽(wei) 拇指末端向內(nei) 急劇彎曲成鉤狀和外側(ce) 變平來均衡功能間的相互衝(chong) 突。在現生熊科動物中，隻有大熊貓有一個(ge) 大的肉質墊來緩衝(chong) 橈側(ce) 籽骨，表明這種骨骼的承重功能很重要。

　　由於(yu) 棲息地竹子非常豐(feng) 富，大熊貓不需要每天長途跋涉去尋找食物，因而吃得多、吃得快是更重要的事。熊貓用牙齒撕裂竹竿時，緊緊抓住竹竿可能是偽(wei) 拇指最有用的功能。竹竿非常堅硬，尤其是冬季完全變為(wei) 木質時，需要熊貓的雙手有相當大的握力來扭轉和拉拽，以便與(yu) 下巴配合進行有力的啃咬和撕裂。因為(wei) 抓緊竹竿比一把抓住更多的竹子對熊貓來說更重要，所以演化上對偽(wei) 拇指長度沒有太強要求。

　　偽(wei) 拇指是有效采集竹子的關(guan) 鍵適應

　　鄧濤認為(wei) ，熊貓簡陋的偽(wei) 拇指很難用於(yu) 采集熊科通常的雜食原料，如種子、堅果、漿果，甚至矮草等，這表明增大的橈側(ce) 籽骨的唯一取食目標就是竹子，偽(wei) 拇指是熊貓譜係中有效采集竹子的關(guan) 鍵適應。盡管其消化係統似乎效率低下，但大熊貓“大吃海吃”的策略使其能夠成功擴展到華南和東(dong) 南亞(ya) 的大部分地區，並成為(wei) 更新世大熊貓-劍齒象動物群中的重要成員。

　　在中國的竹林深處，大熊貓安靜地吃它的竹子，過著與(yu) 世隔絕、獨來獨往的生活，遠離其食肉類“親(qin) 戚”們(men) 在食物鏈中的主導地位。

　　熊貓從(cong) 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(chuan) 學基礎上進行多重改變。然而，即使經過至少600萬(wan) 年專(zhuan) 注於(yu) 吃竹子的曆史，這些轉變仍然有限，主要集中在取食技能上，而大熊貓的消化係統仍然是食肉動物的配置。

　　中新世晚期以後，熊貓家族的偽(wei) 拇指沒有進一步伸長的事實表明，它們(men) 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(ti) 行走，大熊貓演化出的偽(wei) 拇指不長不短正合適。”鄧濤總結表示。(完)