為什麼熊貓寶寶生下來那麼小?也許是骨骼發育的原因

為什麼熊貓寶寶生下來那麼小?也許是骨骼發育的原因

通常我們見到的大熊貓樣子憨態可掬、體積龐大、笨笨的樣子,而你們有沒有見過剛生下來的大熊貓寶寶呢?

大部分的體積龐大的哺乳動物幼崽生下來就會走,會發出聲音等,如牛、馬、羊等,而大熊貓的幼崽生下來卻特別特別小,小到顛覆你的想象力,重量只有約100克,只相當於一根黃油,而熊貓媽媽的體重是其900倍!

那麼為什麼那麼大隻熊貓,生下來的幼崽卻這麼小呢? 這種不尋常的尺寸差異多年來一直困擾著研究人員。近期科學家們通過對熊貓骨骼的研究,發現了新的線索。

除了針和袋鼠這樣的動物,除了少數例外,沒有其他哺乳動物的新生兒如此之小。沒有人知道為什麼,但是杜克大學對十種熊和其他動物的骨骼進行的研究或許提供了新的發現。 杜克大學Kathleen Smith教授和她的學生Peishu Li 把他們的這一發現發表在Journal of Anatomy上。

熊貓幼崽的骨骼特別難獲得,但是研究人員通過申請研究,獲得了華盛頓Smithsonian國家動物園出生的熊貓幼崽的殘骸。國家動物園的第一對大熊貓夫婦“玲玲”和“興興”在1980年代有五隻足月幼崽,但它們出生後,都沒有存活下來。研究人員對來自Smithsonian國家自然歷史博物館的幼崽 骨骼和來自北卡羅來納州獸醫學院的新生灰熊,印度懶熊,北極熊,狗,狐狸和其他密切相關的動物進行了微CT掃描。他們利用掃描功能創建了每個幼崽出生時的3D骨骼內部構造。

當小動物在子宮內生長和發育時,它的們骨頭和牙齒也一樣在發育。研究人員檢測了幼崽的骨化程度,以及骨骼在它們在出生時發育的程度。他們研究了牙齒是否開始鈣化或萌出,以及組成頭骨的骨塊之間的融合程度。 Li 說,熊貓也許是一個極端的例子,但所有的熊類生出的幼崽都都是與其母親不成比例的小。新生北極熊的出生體重與其媽媽體重的比值少於1:400。大部分哺乳動物,包括人類,這個比值平均接近於1:26。

大家一直認為熊類以低體重出生,並且這種想法已經持續數十年,並不是沒有現實依據的:因為一些動物,懷孕加上冬眠,可能導致這一現象。懷孕的雌性動物在這段時間不進食或飲水,只是依靠自己的脂肪儲備來生存,而且還會分解肌肉來為胎兒提供蛋白質。

在這種情況下,一種理論認為,雌性動物盡最大努力地,維持幼崽的生存,這幾乎耗盡了他們的身體內的所有營養,並且威脅到了它們的健康。但是,通過縮短懷孕時間並生出一個小的,未成熟的幼崽,熊會將其更多的生長轉移到子宮外,在體外,幼崽可以依靠母親富含脂肪的牛奶為生,而不用消耗其肌肉。該理論的支持者承認,並非所有的熊(包括熊貓)都在冬天冬眠。

但是,這個理論並不能解釋所有熊類的低體重出生的現象,比如,熊貓,它們並不冬眠。

研究人員對冬眠的熊進行了研究,發現,它們懷孕期間骨骼的發育並沒有加快。

實際上,儘管小,但研究人員發現大多數熊的骨骼在出生時就和它們的近親表親一樣成熟。結果顯示,熊貓是這一規則的一個例外。即使在足月小熊貓中,骨頭的外觀也很像早產幾周的小獵犬小狗的骨頭。Smith教授說:“它們就像在妊娠中期的28周胎兒一樣”。但是,對其他因素的研究,可能會解釋熊貓寶寶這麼小的原因,一些研究人員指出他們只吃竹子的飲食可能是一個因素-但支持這種理論的數據很少。研究人員說,熊貓的胚胎外觀可能與熊貓懷孕的怪癖有關。

所有熊類懷孕時都會經歷所謂的“延遲植入”。卵子受精後,未成形的胎兒進入懸浮狀態,在子宮中漂浮數月,然後才植入子宮壁以恢復其發育併為分娩做好準備。其他熊類在兩個月內完成這個工作,但大熊貓在一個月就完成了。Li博士說:“這樣,它們就相當於半成熟狀態。”

研究人員說,他們在這項研究中只研究了骨骼,但是大腦等其他器官可能會告訴我們一個不同的故事。

而這項最新的研究表明,熊貓寶寶的骨骼發育軌跡與其他近親哺乳動物遵循相同的軌跡,即它們的骨骼以相同的順序和相似的速率成熟-但熊貓寶寶的發育時間表是中斷的。Smith教授說:“它們的發育被截斷了。”

目前,科學家們仍在尋找有關為什麼熊貓寶寶以這種特別的尺寸出生的完整答案。

參考文獻

:

  1. Peishu Li, Kathleen K. Smith. Comparative skeletal anatomy of neonatal ursids and the extreme altriciality of the giant panda. Journal of Anatomy, 2019; DOI: 1111/joa.13127

原標題:Why are giant pandas born so tiny?

New clues from bones put an old theory to the test

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