大熊貓吃竹子“絕技”從何而來？最新研究揭秘600萬年前起源

為什么屬于食肉目的大熊貓只吃竹子它巧抓竹子的絕技是如何起源和演變的這些問題不僅為學術界所關注，也為公眾所好奇

中國科學院古脊椎動物與古人類研究所客座研究員，美國洛杉機自然歷史博物館研究員，中國科學院脊椎動物研究所研究員，中國科學院昆明動物研究所研究員季最近幾天完成了對云南昭通水塘壩遺址采集的關鍵化石——假拇指和臼齒化石的研究，發現了第一個膨大的放射狀籽骨。

但中新世晚期以來，熊貓的拇指并沒有進一步變大，因為它在抓竹的同時，必須兼顧以足底方式行走的承重功能，決不能偏廢任何一面這種對重量分擔的限制可能是熊貓的假拇指從未進化成完整手指的主要原因，但這種粗糙的拇指表明，熊貓專門吃竹子的習慣至少起源于600萬年前

這篇古生物研究的重要成果論文于北京時間6月30日夜在線發表在國際學術期刊《科學報告》上為早于晚更新世的第一只熊貓——大熊貓的譜系進化提供了重要的化石證據，也為回答第一只熊貓是否已經開始吃竹子，假拇指是否能幫助熊貓抓竹竿提供了關鍵證據

大熊貓假拇指的絕技是最著名也是最神秘的。

論文合著者鄧濤在論文發表當天接受中新社記者專訪時表示，屬于食肉目的大熊貓是熊科高度特化的成員，它已經進化成了一種專注的食草動物大熊貓不同于它的兄弟，因為它有許多絕技，使它能夠適應只吃竹子的生活

在這些絕技中，大熊貓多出來的拇指是最著名的，但也是最神秘的大熊貓除了大部分哺乳動物前肢上正常的五個手指外，還有一個強烈增大的腕骨，即橈骨籽骨，它充當第六個手指，形成一個拇指，可以彼此相對握住，以抓住竹子

大熊貓的假拇指很早就引起了博物學家的注意近幾十年來，由于著名的進化生物學家斯蒂芬·古爾德的介紹，大熊貓的拇指狀結構和相反的握法成為進化適應的著名例子這種獨特的解剖結構和同樣獨特的竹子飲食習慣之間的獨特聯系引起了人們的關注

鄧濤指出，雖然大熊貓的假拇指非常有名，但化石是了解假拇指起源和發展的最重要證據此前最早的記錄僅在貴州雙河洞晚更新世沉積物中發現，距今約10.2萬—4.9萬年如果抓竹是這個特征的主要功能，因為哺乳動物的籽骨在發育過程中容易拉伸，那么大熊貓為什么沒有進化出更長的放射狀籽骨，一種更像真正的可對生拇指的籽骨，以便更有效地抓竹呢這個問題之前一直沒有答案，因為早于晚更新世的伊紅潘達—大熊貓譜系缺乏化石證據

大熊貓抓取與人類抓取有本質區別。

鄧濤說，這項研究是基于2015年在云南昭通盆地水塘壩新發現的第一只大熊貓的假拇指和臼齒化石根據已知最早的第一只熊貓的膨大放射狀籽骨，其假拇指呈中間形狀，首次記錄了熊貓向竹子進化的可能時間和步驟

在食肉動物中，熊科的臼齒是最復雜的，因為它們必須咀嚼大量的非肉類食物在熊科的動物中，熊貓的牙齒圖案是最精致的，許多明顯的齒尖折疊借助強壯的下頜骨和顳下頜關節，熊貓可以咀嚼堅硬的竹子原始熊貓的牙齒形狀已經達到了現代熊貓的復雜程度，更甚始熊貓開始吃竹子了嗎能幫助抓住竹竿的假拇指是另一個關鍵證據

鄧濤指出，人類及其靈長類親屬最重要的特征之一是拇指進化到可以用其他手指抓握來準確抓握，這不僅需要關節的靈活性，還需要屈肌和伸肌之間復雜的相互作用。

大熊貓的握力和人類有著本質的不同其橈骨籽骨通過固定關節與第一掌骨和舟骨形成功能復合體，與其他掌骨相連，但不能像人的拇指一樣獨立于其他手指運動這種被動抓取系統遠不如人類的主動抓取系統有效，但足以為大熊貓提供吃竹子所需的抓取能力此外，從進化的角度來看，即使橈側籽骨一開始只是略微增大，也能形成簡單但有用的抓握功能，適度防止竹子從手指上滑落

目前出生大熊貓的橈骨籽骨有一個彎鉤，在靠近末端處向內急劇彎曲，其作用是一個由單根骨頭形成的抓手與具有兩個指關節的人的拇指相比，人的拇指的遠端部分可以彎曲以便于抓握

偽拇指進化兼顧抓竹竿和承重。

根據鄧濤的說法，原始熊貓的橈骨籽骨缺少末端的鉤子，這表明它的進化過程分為兩步:假拇指起初只是簡單地拉長，然后末端出現更精細的鉤子，并伴有末端的輕微縮短無論是絕對長度還是相對長度，原熊貓的假拇指都超過其現在的后代，但缺少大熊貓的尾鉤

這就提出了一個問題手指長一點肯定會增強抓竹竿的能力，那熊貓的假拇指為什么不進一步加長

研究小組認為，橈骨籽骨沒有進一步延伸，這是抓住竹竿和承受人造拇指重量之間的功能和解與狗，貓，鬣狗和其他奔跑的食肉動物不同，肥胖的熊科動物都用腳尖走路強烈拉長的橈骨籽骨更有利于抓竹，但不可避免地與長距離行走發生沖突，從而破壞了人造拇指內表面用于抓握和外表面用于承重的雙重功能橈骨籽骨的任何進一步增大都會導致手掌表面更加突出，從而影響行走通俗地說，就是會舔腳

因此，活著的大熊貓通過將假拇指的末端向內急劇彎曲成鉤狀，并使外部變平來平衡功能之間的沖突在熊科現存的動物中，只有大熊貓有一個巨大的肉質墊來緩沖橈骨籽骨，這表明這塊骨頭的承重功能非常重要

由于棲息地盛產竹子，大熊貓不需要每天長途跋涉尋找食物，所以吃得多，吃得快更重要當熊貓用牙齒撕扯竹竿時，緊緊抓住竹竿可能是人造拇指最有用的功能竹竿很硬，尤其是冬天完全變成木頭，需要熊貓的手有相當的握力才能扭拉，才能用下巴用力撕咬因為抓竹竿對熊貓來說比一下子抓更多的竹子更重要，所以進化中對偽拇指的長度沒有很強的要求

拇指是有效采集竹子的關鍵適應。

鄧濤認為，熊貓粗糙的假拇指很難收集到熊科常見的雜食性原料，如種子，堅果，漿果，甚至矮草等這表明擴大的橈側籽骨的唯一取食目標是竹子，假拇指是大熊貓系譜中有效采集竹子的關鍵適應雖然其消化系統似乎效率低下，但大熊貓海吃的策略使其成功傳播到華南和東南亞的大部分地區，成為更新世大熊貓—劍齒象動物群的重要成員

在中國的竹林深處，大熊貓安靜地吃著它的竹子，過著孤獨的生活，遠離了它的食肉親戚在食物鏈中的主導地位。

按理說，熊貓需要在解剖學，生理學和遺傳學的基礎上進行多重改變，才能從大范圍的雜食食譜變成全心全意吃竹子可是，即使在專注于吃竹子至少600萬年后，這些變化仍然有限，主要集中在喂食技巧上，而大熊貓的消化系統仍然是食肉動物的配置

中新世晚期之后，熊貓家族的假拇指沒有進一步伸出的事實表明，它們已經獲得了足夠的抓力來對付竹子也就是說，抓一根竹竿或一把竹子就夠了，同時還能支撐一個肥胖的身體行走大熊貓進化出來的人造拇指不長不短，剛剛好鄧濤總結道