對(duì)人類(lèi)來(lái)說(shuō)，“高纖低脂”的飲食結(jié)構(gòu)是減肥秘訣。但有一種動(dòng)物，每天都吃這樣的“減肥餐”，卻依舊長(zhǎng)得胖乎乎、圓滾滾，這是誰(shuí)呢?

北京時(shí)間1月19日，中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所魏輔文院士團(tuán)隊(duì)在《細(xì)胞報(bào)告》發(fā)表進(jìn)展，從保護(hù)宏基因組學(xué)視角揭示了野生動(dòng)物食性與腸道微生物的互作機(jī)制，揭開(kāi)了大熊貓吃素也能胖嘟嘟的奧秘。

大熊貓：我可不是生來(lái)就吃素

在分類(lèi)學(xué)中，大熊貓被劃入食肉目、熊科。然而經(jīng)過(guò)幾百萬(wàn)年嚴(yán)酷的生存競(jìng)爭(zhēng)和自然選擇，大熊貓變得越來(lái)越挑食。

如今它們的食譜里，99%都是竹子。

但與此同時(shí)，它們的牙齒和消化道還保留著食肉動(dòng)物的特征。

腸道微生物的季節(jié)性動(dòng)態(tài)，幫助大熊貓達(dá)到營(yíng)養(yǎng)利用最大化

大熊貓是如何用吃肉的腸胃來(lái)消化竹子的呢?早在2011年，魏輔文團(tuán)隊(duì)就開(kāi)創(chuàng)性地將宏基因組測(cè)序技術(shù)應(yīng)用到野生動(dòng)物腸道微生物組研究中，證明大熊貓之所以能消化竹子中的纖維素與半纖維素，關(guān)鍵在于梭菌類(lèi)的腸道微生物。

2017年，該團(tuán)隊(duì)又發(fā)現(xiàn)秦嶺大熊貓“春末夏初吃竹筍，其他季節(jié)吃竹葉”的習(xí)性，可以誘導(dǎo)腸道微生物的季節(jié)性動(dòng)態(tài)。

2021年，他們進(jìn)一步應(yīng)用多組學(xué)方法揭示了大熊貓腸道微生物與竹子中次生代謝產(chǎn)物的互作機(jī)制。

“食物影響著動(dòng)物腸道微生物的組成和功能，反過(guò)來(lái)，腸道微生物又對(duì)動(dòng)物的食性適應(yīng)及營(yíng)養(yǎng)代謝等方面發(fā)揮至關(guān)重要的作用。”論文共同通訊作者之一、中國(guó)科學(xué)院院士魏輔文說(shuō)，“而大熊貓的特殊習(xí)性，決定了它是研究宿主食性與腸道微生物共演化的理想模型。”

啃竹筍照樣能囤肉

對(duì)動(dòng)物來(lái)說(shuō)，脂質(zhì)其實(shí)是機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育、繁殖等生命活動(dòng)必不可少的重要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。因此，高纖維、低脂肪的竹子并不是大多數(shù)野生動(dòng)物的理想食物。

那么大熊貓是如何依靠頓頓吃竹子維持生長(zhǎng)活動(dòng)所需的能量和營(yíng)養(yǎng)的?又是怎么長(zhǎng)成最重可達(dá)180千克的“圓滾滾”的?

首先是強(qiáng)大的咀嚼力。大熊貓?jiān)诜诸?lèi)上屬于食肉目動(dòng)物，在漫長(zhǎng)發(fā)育中，它的裂齒雖然已經(jīng)喪失了食肉類(lèi)動(dòng)物的撕裂肌肉和切割筋腱的能力，但變得與后面的臼齒一樣寬大，因此它的齒根更加堅(jiān)硬和穩(wěn)固。強(qiáng)壯的牙齒配合強(qiáng)大的咀嚼肌不僅賦予了滾滾圓圓胖胖的臉頰，還適于在進(jìn)食中壓榨與研磨竹子。

圖片來(lái)源：圖蟲(chóng)創(chuàng)意

其次，雖然大熊貓的腸道較短，可能導(dǎo)致其不好消化，但是口腔黏膜、舌固有膜、食道中分布有黏液腺，上面除了有豐富腸腺外還有許多杯狀細(xì)胞，這些腺體的分泌物一方面可以保護(hù)消化道黏面不受粗糙的竹子損傷，另一方面有利于這些粗糙的竹子順利地通過(guò)，起到潤(rùn)滑劑的作用。

此外，大熊貓的小腸肌肉層比較厚，可以強(qiáng)有力地進(jìn)行蠕動(dòng)，這樣能提供高效消化、吸收和運(yùn)送食物的能力。宏基因組學(xué)研究還發(fā)現(xiàn)，大熊貓腸道菌群富含能消化植物纖維素的梭菌、β-葡萄糖苷酶等物質(zhì)，它們也可以協(xié)助消化竹子中的纖維素。

研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)人民解放軍陸軍軍醫(yī)大學(xué)教授魏泓首次利用糞菌移植方法和無(wú)菌小鼠，分別構(gòu)建了大熊貓食葉季腸菌和食筍季腸菌定植的小鼠模型，結(jié)合宏基因組、宏蛋白組、代謝組和轉(zhuǎn)錄組等多組學(xué)方法，研究人員終于鎖定了一種關(guān)鍵的腸道細(xì)菌——丁酸梭菌。

“我們發(fā)現(xiàn)，在大熊貓以竹筍為主要食物的季節(jié)，腸道中的丁酸梭菌會(huì)更加富集。這讓大熊貓對(duì)竹筍中的粗纖維降解消化更加充分，產(chǎn)生了更多的丁酸鹽。”論文共同第一作者、中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所助理研究員黃廣平說(shuō)，“這跟大熊貓?jiān)谑彻S期體重顯著增加的現(xiàn)象相匹配，證明食筍期是大熊貓補(bǔ)充能量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的關(guān)鍵時(shí)期。”

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