为什么大熊猫天生那么小?骨头的新线索与旧理论背道而驰

时间:2019-12-14 10:36 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

  

为什么大熊猫天生那么小?骨头的新线索与旧理论背道而驰

 

  对新生的大熊猫头骨进行的微型CT扫描使人们怀疑熊为什么出生得如此小。

  杜克大学的学生Peishu Li '19记得他第一次在生物学教授凯瑟琳·史密斯(Kathleen Smith)教授的课堂视频中看到一只熊猫宝宝出生。李说:“这就像在自动售货机上冒出来的软糖一样。”

  天生的粉红色,盲目的和无助的大熊猫出生时通常重约100克-相当于一根黄油。他们的母亲的体重是后者的900倍。

  这种不寻常的尺寸差异多年来一直困扰着研究人员。除了针和袋鼠这样的动物,除了少数例外,没有其他哺乳动物的新生儿相对于母亲如此之小。没有人知道为什么,但是一项对10种熊和其他动物的骨骼的新研究发现,目前的某些理论没有成立。

  李和史密斯本月在解剖学杂志上发表了他们的发现。

  小熊猫的骨骼很难找到,但是研究人员能够研究在华盛顿特区史密森尼国家动物园出生的小熊猫的残骸。

  

为什么大熊猫天生那么小?骨头的新线索与旧理论背道而驰

 

  熊猫妈妈比婴儿大900到1。杜克大学的研究人员分析了新生熊和其他动物的骨骼发育,试图了解大熊猫为何会生出如此小的婴儿。

  国家动物园的第一对大熊猫夫妇“玲玲”和“兴兴”在1980年代有5只足月幼崽,但它们都没有在出生后存活下来。

  研究人员对史密森尼国家自然历史博物馆和北卡罗来纳州兽医学院的两只幼崽以及新生的灰熊,懒惰的熊,北极熊,狗,狐狸和其他密切相关的动物进行了微CT扫描。医学。

  他们使用扫描功能为每个婴儿的出生时的骨骼内部创建了3D数字模型。

  随着小动物在子宫内的生长和发育,它的骨头和牙齿也一样。研究人员检查了骨化的程度或骨骼在出生时已经形成了多少。他们研究了牙齿是否开始钙化或爆发,以及组成头骨的骨板之间的融合程度。

  李说,熊猫也许是一个极端的例子,但所有的熊都有不成比例的小婴儿。新生北极熊的出生体重(占妈妈的比例)小于1:400,或者不到其体重的百分之一的一半。对于包括人类在内的绝大多数婴儿哺乳动物而言,平均值接近于1:26。

  数十年前的想法将低出生体重的熊与以下事实联系在一起:对于某些物种,怀孕与冬季冬眠重叠。怀孕的女性在这段时间不进食或饮水,主要依靠自己的脂肪储备来生存,而且还会分解肌肉来为胎儿提供蛋白质。

  这种想法是,在这种组织破裂威胁到其健康之前,女性在精力上只能承受这么长时间的营养。通过缩短怀孕期并生出一个小的,未成熟的婴儿,熊会将其更多的生长转移到子宫外,在那里婴儿可以依靠母亲富含脂肪的牛奶生活,而不会消耗其肌肉。

  该理论的支持者承认,并非所有的熊(包括熊猫)在冬天都冬眠。但是这个想法是,将小体重儿“锁定”在熊的家谱上,从而防止未冬眠的亲戚进化出更大的婴儿。

  史密斯说:“这无疑是一个吸引人的假设。”

  但是杜克大学的研究表明这种情况不太可能发生。研究人员没有发现冬眠的熊和全年保持活动并且在怀孕期间不禁食的熊之间的骨骼生长没有显着差异。

  实际上,尽管小,但研究人员发现大多数熊的骨骼在出生时就和它们的近亲表亲一样成熟。

  结果显示,熊猫是这一规则的一个例外。即使在足月小熊猫中,骨头的外观也很像早产几周的小猎犬小狗的骨头。

  史密斯说:“这就像在妊娠中期的28周胎儿一样”。

  李说,随着时间的流逝,其他因素可能使熊猫宝宝的体型变小了(一些研究人员指责他们只吃竹子的饮食),但数据很少。研究人员说,熊猫熊的胚胎外观可能与熊猫怀孕的怪癖有关。

  所有的熊都会经历所谓的“延迟植入”。卵子受精后,未来的胎儿进入悬浮状态​​,在子宫中漂浮数月,然后植入子宫壁以恢复其发育并为分娩做好准备。

  但是,尽管其他熊在植入后会产卵两个月,但大熊猫会在一个月内完成。

  “他们基本上还没煮熟,”现在是博士学位的李说。芝加哥大学学生。

  研究人员说,他们在这项研究中只研究骨骼,可能是大脑等其他器官讲的故事不同。但是这项新的研究表明,小熊猫与其他哺乳动物亲属遵循相同的轨迹-它们的骨骼以相同的顺序和相似的速率成熟-但时间表被截断了。

  “发展只是短暂的,”史密斯说。

  科学家们仍在寻找有关熊猫独特的尺寸差异为何随地质时间演变以及如何变化的完整解释。

  史密斯说:“我们确实需要有关它们的生态学和在野外繁殖的更多信息,”鉴于它们的灭绝风险,我们可能没有太多时间。但是这项研究使他们离答案更近了一步。

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