PNAS:大熊貓如何以竹子為食茁壯成長

2020-12-08 生物谷

科研人員發現了幫助大熊貓以竹子為食茁壯成長的消化道微生物。

擁有類似於食肉動物的胃腸道的大熊貓的飲食習慣長久以來讓科研人員感到困惑。

大熊貓是一種雜食性的熊，每天消耗至多12公斤竹子，它缺乏幫助草食動物消化纖維素和半纖維素（它們是纖維性植物飲食的主要成分）的酶。

Fuwen Wei及其同事使用了基因測序技術來發現生活在大熊貓消化道中的微生物，希望發現消化纖維素的共生體——而此前的嘗試沒能發現它們。

這組作者分析了5000多個核糖體RNA序列，以此作為見於野生和捕獲的大熊貓的糞樣本中發現的微生物的遺傳條碼，然後與那些見於食草動物的序列進行了比較。

這組作者報告說，7種在分類學上與梭菌有密切關係的細菌是熊貓糞獨有的—梭菌已知能消化纖維素。

此外，這組作者還發現了消化纖維素和半纖維素的酶的推定的基因序列。

這組作者這說，再加上諸如偽拇指、強壯的牙齒、咀嚼肌和豐富的消化道黏液等其他適應，消化纖維素的腸道細菌可能有助於維持熊貓的在肉食動物中不尋常的飲食習慣。

 

Evidence of cellulose metabolism by the giant panda gut microbiome

Lifeng Zhu, Qi Wu, Jiayin Dai, Shanning Zhang, and Fuwen Wei

The giant panda genome codes for all necessary enzymes associated with a carnivorous digestive system but lacks genes for enzymes needed to digest cellulose, the principal component of their bamboo diet. It has been posited that this iconic species must therefore possess microbial symbionts capable of metabolizing cellulose, but these symbionts have remained undetected. Here we examined 5,522 prokaryotic ribosomal RNA gene sequences in wild and captive giant panda fecal samples. We found lower species richness of the panda microbiome than of mammalian microbiomes for herbivores and nonherbivorous carnivores. We detected 13 operational taxonomic units closely related to Clostridium groups I and XIVa, both of which contain taxa known to digest cellulose. Seven of these 13 operational taxonomic units were unique to pandas compared with other mammals. Metagenomic analysis using ∼37-Mbp contig sequences from gut microbes recovered putative genes coding two cellulose-digesting enzymes and one hemicellulose-digesting enzyme, cellulase, β-glucosidase, and xylan 1,4-β-xylosidase, in Clostridium group I. Comparing glycoside hydrolase profiles of pandas with those of herbivores and omnivores, we found a moderate abundance of oligosaccharide-degrading enzymes for pandas (36%), close to that for humans (37%), and the lowest abundance of cellulases and endohemicellulases (2%), which may reflect low digestibility of cellulose and hemicellulose in the panda's unique bamboo diet. The presence of putative cellulose-digesting microbes, in combination with adaptations related to feeding, physiology, and morphology, show that giant pandas have evolved a number of traits to overcome the anatomical and physiological challenge of digesting a diet high in fibrous matter.

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  • 丟食肉動物的臉,明明是食肉的大熊貓,怎麼成了吃竹子的鐵憨憨?
    ，從外表上看，始熊貓就像是一個較大的狐狸，在當時以雜食為生，並且花色並不是現如今的黑白分明，而是全身灰不溜秋，看起來沒有如今大熊貓這麼憨態可掬。 由於許多動物遷徙到了這裡，使得這裡的生態競爭更加惡劣，食草動物們搶奪最有利的位置吃鮮嫩多汁的植物；食肉動物則佔據各個生態位捕獵，大熊貓為了不與其他生物發生食物競爭，選擇了以竹子為食。當然，在這一時期它們品嘗鮮味的基因也丟失，也就是嘗不出肉類的味道，使它們能夠更加專注地以竹子為食。
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  • 大熊貓為什麼喜歡吃竹子,你知道嗎?
    每每看到大熊貓胖乎乎的身軀，邁著內八字慢吞吞地行走，一副憨態可掬的樣子，就讓人忍俊不禁。大熊貓除了有一副可愛的外表外，還有很多美好的稱呼啦，比如 "活化石"、"中國國寶"，是國家一級保護動物呢！「這麼個可愛的寶貝，怎麼不給它吃好點，怎麼僅給點竹子就打發了呢？」，小明百思不得其解。
  • 吃竹子使得基因改變,明明是食肉動物的大熊貓,到底為了啥?
    就這樣，隨著對竹林生活的日漸適應，竹子在大熊貓祖先飲食中所佔的比例逐漸增加，到了100萬年前後，氣候轉暖，由小種大熊貓演化出的巴氏大熊貓已經廣泛分布在了我國的大部分地區，竹子也佔據了其飲食的90%以上。
  • 大熊貓愛吃的竹子實際上是什麼
    18183首頁 支付寶 大熊貓愛吃的竹子實際上是什麼 大熊貓愛吃的竹子實際上是什麼 來源：網絡
  • 大熊貓愛吃的不是竹子,而是人類常吃的食物,真香!
    海南熱帶野生動植物園精心為這兄弟兩打造了屬於它們的溫馨家園，每隻一間超大的單身套房，還有專業的飼養員精心照顧。照片上的是弟弟舜舜。 那哥哥貢貢在哪裡呢？這邊這麼多長槍短炮是在拍貢貢嗎？沒錯，作為中國最惹人喜愛的大熊貓，貢貢可是海南熱帶野生動植物園明星，每天有眾多遊客和媒體慕名而來，為的就是一睹它的真容。
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    「本文章已通過區塊鏈技術進行版權認證，禁止任何形式的改編抄襲，違者追究法律責任」說到大熊貓，我們就會在腦海裡浮現出一隻黑白相間，圓滾滾的身子，抱著竹子在吃的憨憨的樣子。熊貓是中國的國寶，活化石，因為它可愛的外表深受人們的喜愛，但是沒想到大熊貓在以前可是一種連鐵塊都能咬碎的動物，那麼從兇猛「食鐵獸」到賣萌為生的國寶，大熊貓到底經歷了什麼呢？下面我們一起來看看。大熊貓其實屬於食肉動物，毛髮為黑白兩種顏色，體型龐大，體重能達到一百八十公斤左右，所以大熊貓看起來總是圓滾滾的。