大熊猫吃竹子“绝技”从何而来？最新研究揭秘600万年前起源

为什么属于食肉目的大熊猫只吃竹子它巧抓竹子的绝技是如何起源和演变的这些问题不仅为学术界所关注，也为公众所好奇

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所客座研究员，美国洛杉机自然历史博物馆研究员，中国科学院脊椎动物研究所研究员，中国科学院昆明动物研究所研究员季最近几天完成了对云南昭通水塘坝遗址采集的关键化石——假拇指和臼齿化石的研究，发现了第一个膨大的放射状籽骨。

但中新世晚期以来，熊猫的拇指并没有进一步变大，因为它在抓竹的同时，必须兼顾以足底方式行走的承重功能，决不能偏废任何一面这种对重量分担的限制可能是熊猫的假拇指从未进化成完整手指的主要原因，但这种粗糙的拇指表明，熊猫专门吃竹子的习惯至少起源于600万年前

这篇古生物研究的重要成果论文于北京时间6月30日夜在线发表在国际学术期刊《科学报告》上为早于晚更新世的第一只熊猫——大熊猫的谱系进化提供了重要的化石证据，也为回答第一只熊猫是否已经开始吃竹子，假拇指是否能帮助熊猫抓竹竿提供了关键证据

大熊猫假拇指的绝技是最著名也是最神秘的。

论文合著者邓涛在论文发表当天接受中新社记者专访时表示，属于食肉目的大熊猫是熊科高度特化的成员，它已经进化成了一种专注的食草动物大熊猫不同于它的兄弟，因为它有许多绝技，使它能够适应只吃竹子的生活

在这些绝技中，大熊猫多出来的拇指是最著名的，但也是最神秘的大熊猫除了大部分哺乳动物前肢上正常的五个手指外，还有一个强烈增大的腕骨，即桡骨籽骨，它充当第六个手指，形成一个拇指，可以彼此相对握住，以抓住竹子

大熊猫的假拇指很早就引起了博物学家的注意近几十年来，由于著名的进化生物学家斯蒂芬·古尔德的介绍，大熊猫的拇指状结构和相反的握法成为进化适应的著名例子这种独特的解剖结构和同样独特的竹子饮食习惯之间的独特联系引起了人们的关注

邓涛指出，虽然大熊猫的假拇指非常有名，但化石是了解假拇指起源和发展的最重要证据此前最早的记录仅在贵州双河洞晚更新世沉积物中发现，距今约10.2万—4.9万年如果抓竹是这个特征的主要功能，因为哺乳动物的籽骨在发育过程中容易拉伸，那么大熊猫为什么没有进化出更长的放射状籽骨，一种更像真正的可对生拇指的籽骨，以便更有效地抓竹呢这个问题之前一直没有答案，因为早于晚更新世的伊红潘达—大熊猫谱系缺乏化石证据

大熊猫抓取与人类抓取有本质区别。

邓涛说，这项研究是基于2015年在云南昭通盆地水塘坝新发现的第一只大熊猫的假拇指和臼齿化石根据已知最早的第一只熊猫的膨大放射状籽骨，其假拇指呈中间形状，首次记录了熊猫向竹子进化的可能时间和步骤

在食肉动物中，熊科的臼齿是最复杂的，因为它们必须咀嚼大量的非肉类食物在熊科的动物中，熊猫的牙齿图案是最精致的，许多明显的齿尖折叠借助强壮的下颌骨和颞下颌关节，熊猫可以咀嚼坚硬的竹子原始熊猫的牙齿形状已经达到了现代熊猫的复杂程度，更甚始熊猫开始吃竹子了吗能帮助抓住竹竿的假拇指是另一个关键证据

邓涛指出，人类及其灵长类亲属最重要的特征之一是拇指进化到可以用其他手指抓握来准确抓握，这不仅需要关节的灵活性，还需要屈肌和伸肌之间复杂的相互作用。

大熊猫的握力和人类有着本质的不同其桡骨籽骨通过固定关节与第一掌骨和舟骨形成功能复合体，与其他掌骨相连，但不能像人的拇指一样独立于其他手指运动这种被动抓取系统远不如人类的主动抓取系统有效，但足以为大熊猫提供吃竹子所需的抓取能力此外，从进化的角度来看，即使桡侧籽骨一开始只是略微增大，也能形成简单但有用的抓握功能，适度防止竹子从手指上滑落

目前出生大熊猫的桡骨籽骨有一个弯钩，在靠近末端处向内急剧弯曲，其作用是一个由单根骨头形成的抓手与具有两个指关节的人的拇指相比，人的拇指的远端部分可以弯曲以便于抓握

伪拇指进化兼顾抓竹竿和承重。

根据邓涛的说法，原始熊猫的桡骨籽骨缺少末端的钩子，这表明它的进化过程分为两步:假拇指起初只是简单地拉长，然后末端出现更精细的钩子，并伴有末端的轻微缩短无论是绝对长度还是相对长度，原熊猫的假拇指都超过其现在的后代，但缺少大熊猫的尾钩

这就提出了一个问题手指长一点肯定会增强抓竹竿的能力，那熊猫的假拇指为什么不进一步加长

研究小组认为，桡骨籽骨没有进一步延伸，这是抓住竹竿和承受人造拇指重量之间的功能和解与狗，猫，鬣狗和其他奔跑的食肉动物不同，肥胖的熊科动物都用脚尖走路强烈拉长的桡骨籽骨更有利于抓竹，但不可避免地与长距离行走发生冲突，从而破坏了人造拇指内表面用于抓握和外表面用于承重的双重功能桡骨籽骨的任何进一步增大都会导致手掌表面更加突出，从而影响行走通俗地说，就是会舔脚

因此，活着的大熊猫通过将假拇指的末端向内急剧弯曲成钩状，并使外部变平来平衡功能之间的冲突在熊科现存的动物中，只有大熊猫有一个巨大的肉质垫来缓冲桡骨籽骨，这表明这块骨头的承重功能非常重要

由于栖息地盛产竹子，大熊猫不需要每天长途跋涉寻找食物，所以吃得多，吃得快更重要当熊猫用牙齿撕扯竹竿时，紧紧抓住竹竿可能是人造拇指最有用的功能竹竿很硬，尤其是冬天完全变成木头，需要熊猫的手有相当的握力才能扭拉，才能用下巴用力撕咬因为抓竹竿对熊猫来说比一下子抓更多的竹子更重要，所以进化中对伪拇指的长度没有很强的要求

拇指是有效采集竹子的关键适应。

邓涛认为，熊猫粗糙的假拇指很难收集到熊科常见的杂食性原料，如种子，坚果，浆果，甚至矮草等这表明扩大的桡侧籽骨的唯一取食目标是竹子，假拇指是大熊猫系谱中有效采集竹子的关键适应虽然其消化系统似乎效率低下，但大熊猫海吃的策略使其成功传播到华南和东南亚的大部分地区，成为更新世大熊猫—剑齿象动物群的重要成员

在中国的竹林深处，大熊猫安静地吃着它的竹子，过着孤独的生活，远离了它的食肉亲戚在食物链中的主导地位。

按理说，熊猫需要在解剖学，生理学和遗传学的基础上进行多重改变，才能从大范围的杂食食谱变成全心全意吃竹子可是，即使在专注于吃竹子至少600万年后，这些变化仍然有限，主要集中在喂食技巧上，而大熊猫的消化系统仍然是食肉动物的配置

中新世晚期之后，熊猫家族的假拇指没有进一步伸出的事实表明，它们已经获得了足够的抓力来对付竹子也就是说，抓一根竹竿或一把竹子就够了，同时还能支撑一个肥胖的身体行走大熊猫进化出来的人造拇指不长不短，刚刚好邓涛总结道