大熊貓已在地球上生存了至少800萬(wàn)年，被譽(yù)為“活化石”和“中國(guó)國(guó)寶”。它們長(zhǎng)著食肉的牙齒卻為什么獨(dú)愛(ài)吃竹子？近日，成都大熊貓繁育研究基地（以下簡(jiǎn)稱“成都大熊貓基地”）研究員張文平一項(xiàng)發(fā)表于知名國(guó)際期刊的研究結(jié)果顯示，大熊貓并不能從纖維素中獲取必須的能量，而是通過(guò)竹子中的淀粉、半纖維素、果膠等獲取能量。

在長(zhǎng)達(dá)近十年的漫長(zhǎng)又復(fù)雜的調(diào)研背后，又有著怎樣的故事？

研究員張文平正在工作。李崗 攝

張文平從2003年起就在成都大熊貓基地做碩士和博士論文，2008年博士畢業(yè)后正式在成都大熊貓基地工作，并開始進(jìn)行大熊貓的腸道菌群研究工作。如何入手開始大熊貓的“食竹”課題研究？張文平介紹說(shuō)：“2008年底，成都大熊貓基地與上海交大趙立平課題組有個(gè)關(guān)于大熊貓腸道菌群的研究項(xiàng)目，我研究的重點(diǎn)放在大熊貓為啥要吃竹子上，并挖掘大熊貓腸道中的纖維素菌群和基因。當(dāng)時(shí)我沒(méi)有接觸過(guò)菌群研究，在趙立平教授的悉心指導(dǎo)下，我掌握了最先進(jìn)的微生態(tài)研究的手段和方法。2015年，成都大熊貓基地和趙立平課題組合作完成了一篇大熊貓腸道菌群文章，發(fā)現(xiàn)大熊貓的菌群結(jié)構(gòu)和熊比較接近，很少含有纖維素菌。”

張文平說(shuō)，華大基因2010年發(fā)表的大熊貓全基因組數(shù)據(jù)顯示大熊貓不含有降解纖維素的基因，同時(shí)，大熊貓的一個(gè)鮮味受體基因Tas1r1失去功能。同年，著名華人學(xué)者張建之對(duì)該基因作了進(jìn)一步分析，確認(rèn)了華大基因的結(jié)果。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，該基因在大熊貓中失去功能的時(shí)間與大熊貓從肉食轉(zhuǎn)變?yōu)橹彩车臅r(shí)間一致。因此，他們認(rèn)為大熊貓之所以不吃肉，是因?yàn)樵诼L(zhǎng)的歷史進(jìn)化中，它們的鮮味受體基因失去了功能，可能感受不到肉的鮮味，所以轉(zhuǎn)換為植食。

從大熊貓全基因組數(shù)據(jù)分析大熊貓為什么從肉食動(dòng)物轉(zhuǎn)變?yōu)橹彩硠?dòng)物。呂佳璐 制圖

記者了解到，張文平的研究從采樣到文章見(jiàn)刊，一共花費(fèi)了7年多時(shí)間。其中樣品采集工作就花費(fèi)了4年多時(shí)間。“大熊貓是珍稀瀕危動(dòng)物，對(duì)其做科研的同時(shí)還不能傷害大熊貓，能用的樣品只能是糞便、尿液等非損傷性樣品或者是傷害很小的血液、毛發(fā)樣品。而糞便是解密大熊貓食竹之謎很好的材料，因?yàn)槠湫迈r糞便中保存有大熊貓腸道的菌群，分析這些菌群的功能可以反映大熊貓腸道微生物是否能降解纖維素，需要跟蹤采集同一只大熊貓從出生一直到2歲左右的糞便樣品。”張文平笑道，“4個(gè)月到1歲大熊貓的糞便樣品很難收集，因?yàn)檫@段時(shí)間大熊貓還是以奶作為主食，它們有時(shí)10多天都不排便，沒(méi)法收集樣品。我們前后共收集了有20多只大熊貓從出生到2歲的樣品，最后經(jīng)過(guò)整理只有12只大熊貓?jiān)诟鲿r(shí)間段都有樣品。也就是共收集了1000余份樣品，最后用于研究的只有332份。”

談到調(diào)研過(guò)程中取樣以外的困難時(shí)，張文平皺了皺眉頭說(shuō)：“常說(shuō)‘一招鮮，吃遍天’，這對(duì)于我們的工作來(lái)說(shuō)根本用不上，終身學(xué)習(xí)是每個(gè)科技工作者的必備技能。在研究過(guò)程中，通過(guò)不斷更新腸道菌群研究的方法和手段，不斷接收和消化新的技術(shù)，我終于完成了該項(xiàng)研究。”他向記者表示，遺憾的是該研究從構(gòu)思到完成經(jīng)歷了太長(zhǎng)時(shí)間。“如果研究結(jié)果能早4－5年發(fā)表，很可能會(huì)發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)雜志上，所以科學(xué)的時(shí)效性也是科研工作的生命線。”

“過(guò)程很長(zhǎng)很復(fù)雜。功夫不負(fù)有心人，我們通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，大熊貓剛出生時(shí)是完全吃奶的，當(dāng)生長(zhǎng)到半歲以后才開始接觸竹子，直到1歲左右它的糞便中才能發(fā)現(xiàn)竹子。如果大熊貓能降解纖維素，那么1歲以后的大熊貓腸道中降解纖維素的基因數(shù)量和菌群數(shù)量應(yīng)該比剛出生時(shí)要高，但我們的結(jié)果顯示這一假設(shè)并不成立，而2歲左右的大熊貓腸道中降解半纖維素和淀粉等基因的數(shù)量卻比剛出生的要多。因此，我們認(rèn)為大熊貓并不能從竹子纖維素和木質(zhì)素中獲得能量，主要是從半纖維素和淀粉等中獲得能量。”說(shuō)到這兒，張文平的眼里閃過(guò)一絲興奮。

張文平和同事正在探討工作。李崗 攝

（原標(biāo)題《大熊貓吃不出肉鮮不鮮？科學(xué)家揭秘“大熊貓食竹之謎”》）