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为什么大熊猫只吃竹子,仍然胖乎乎的?

Sue Xiao

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大熊猫完全以纤维状的竹子为食,但它们仍然能够保持健康——而且还胖乎乎的。在1月18日发表在《细胞报告》上的一项研究中,研究人员揭示,大熊猫肠道微生物群的变化有助于草食性大熊猫增加体重和储存更多的脂肪,这能弥补只吃竹叶带来的营养缺乏。

中国科学院动物研究所的研究员说:“这是我们第一次在大熊猫的肠道微生物群和它的外形之间建立起因果关系。”

由于食物供应的变化,许多动物会经历肠道细菌的季节性转变。例如,某些种类的猴子在夏季有不同的肠道微生物群,因为它们可以吃到新鲜的树叶和水果,而在冬季它们以树皮为食。在生活在坦桑尼亚的现代狩猎采集者哈德扎人身上也观察到了类似的转变,因为一年中可获得的食物类型也发生了变化。

动物学研究所的研究小组几十年来一直在研究生活在中国中部秦岭地区的野生大熊猫。在一年的大部分时间里,这些动物以纤维状的竹叶为食。但在春末夏初,它们可以享用新发的竹笋,这些竹笋富含蛋白质。

研究员表示,与吃叶子的季节相比,这些野生大熊猫在吃竹笋的季节中,其肠道中一种叫做丁酸梭菌的细菌含量明显增加。为了研究肠道微生物群的变化是否会影响熊猫的新陈代谢,研究小组将在野外收集的熊猫粪便移植到无菌小鼠身上。然后,他们用竹子喂养小鼠,为期3周。 

研究人员发现,尽管消耗的食物量相同,移植了吃笋熊猫粪便的小鼠比移植了吃竹叶熊猫粪便的小鼠体重明显增加,脂肪也更多。进一步的分析显示,丁酸梭菌的代谢产物丁酸盐可以上调一种叫做Per2的昼夜节律基因的表达,这种基因可以增加脂质的合成和储存。大熊猫肠道微生物群的季节性变化使宿主外周的昼夜节律同步,以调节脂质代谢。

接下来,该团队计划找出熊猫肠道中更多的微生物,并找出它们在影响动物健康方面的作用。研究员说:“对野生动物的外形和肠道微生物群的因果研究才刚刚开始。确定哪些细菌对动物有益是非常重要的,因为有一天我们可能会用益生菌治疗一些疾病。”

该研究论文题为"Seasonal shift of the gut microbiome synchronizes host peripheral circadian rhythm for physiological adaptation to a low-fat diet in the giant panda",已发表在《细胞报告》期刊上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文:https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(21)01707-1?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS2211124721017071%3Fshowall%3Dtrue


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