“双宝”的科学发现和科学认识

2023-04-02

大自然探索 2023年4期

金丝猴模式种插图

2019年，薛康与著名大熊猫摄影师周孟棋的合著的《双宝150：科学发现大熊猫、金丝猴150周年》一书出版，这一年刚好是“双宝”科学发现150周年。2023年4月1日和5月4日，分别是大熊猫和金丝猴科学发现154周年纪念日。

1869年3月11日，四川省宝兴县的一户当地人家中，一张黑白色的动物皮毛引起了博物学家阿尔芒·戴维神父的注意。经询问，戴维得知这皮毛来自一种名叫“花熊”或“白熊”的动物。眼前这张美丽的动物皮毛让戴维兴奋异常，他笃信这个物种将是一个重大的科学发现。接下来的日子里，戴维在宝兴邓池沟的森林中搜寻这种动物。1869年4月1日，执着的戴维找到了一头活体成年大熊猫。这只大熊猫在被戴维运回法国的途中死去，戴维将它制成标本，并送往巴黎自然历史博物馆。不久后，大熊猫这个物种得到了學界的确认。

戴维神父

1880年4月4日的《旅途日记》描述了戴维乘船前往中国途中经历的艰辛

同年5月4日，戴维在同一区域又发现了一种鼻孔朝天、浑身长金毛的猴子，他将这种猴子命名为 “仰鼻猴”，中国人则习惯称其为“金丝猴”。继戴维科学发现第一种金丝猴之后，人类又先后发现了4种金丝猴。5种金丝猴中只有川金丝猴是全身金毛，是名副其实的“金丝猴”。

为了获取这些历史资料，薛康费了不少工夫。2019年他携“双宝”作品前往法国，在参加完“大熊猫走向世界150周年历史文化展”后，三次进入巴黎自然历史博物馆查找相关文献资料。博物馆提供的盖有鲜章的大熊猫和金丝猴“出生证”、戴维手稿复印件，以及从其他渠道搜集到的美国作家海伦·福克斯1949年根据戴维日记节选整理而成的《戴维日记》，详细记载了1869年戴维在四川省宝兴县近9个月的活动经历。

大熊猫的科学认识

继科学发现之后，随之而来的是人们对大熊猫科学认识的迫切愿望。在对云南禄丰和元谋两地出土的始熊猫化石的研究中，科学家认为，大熊猫的祖先出现于距今约800万年前，也差不多是人类祖先和黑猩猩祖先在进化道路上分道扬镳的时期。

大熊猫的鼎盛时期是在距今50万～70万年前的更新世中、晚期，其化石通常发现于海拔500～700米的温带或亚热带森林。研究表明，大熊猫和剑齿象都是当时南方动物群的代表物种，处于食物链的顶端。后来，同时期的动物相继灭绝，大熊猫却通过自我改造孑遗至今，并保持了部分古老特征。

大熊猫属于食肉目，却偏偏爱吃竹子。近年来，科学家揭示了这个神奇转变的基因层面原因。原来，大熊猫改吃素的重要原因，是控制其肉鲜味受体的基因TAS1R1发生了假基因化。假基因化，就是基因积累了过多突变，从而失去了原本的功能。如果这个基因没有丧失功能，也许我们今天就看不到可爱的大熊猫了。

竹食的食性并不会使得大熊猫这个肉食物种走向 “死胡同”。恰恰相反，大熊猫已经全方位地适应了吃竹子。为了更稳地握住竹竿，大熊猫在手掌下方处还长了一根“假拇指”。通过化石证据，中国科学院昆明动物研究所的吉学平等人发现，大熊猫在600万～700万年前就已经有了“假拇指”，可见大熊猫吃竹子的历史由来已久。

虽然竹子的营养不如肉类丰富，但竹子分布广泛、生长速度快、易于获取，因此还算是“性价比”较高的食物，大熊猫迷上吃竹子并不是没有道理。看似没有营养价值的竹子，其实拥有比木本植物的茎更高比例的淀粉，还有一定量的果胶、蛋白质和少量脂肪，大熊猫对这些营养的吸收率高达90%。此外，大熊猫还能消化并吸收竹子约8%的纤维素和27%的半纤维素，这大大提高了大熊猫的生存能力。

大熊猫能消化纤维素都要感谢梭菌。大熊猫的消化道内有两类（约7种）梭菌纲细菌，它们是自然界中为数不多的能分解纤维素的细菌。通过分析粪便中的菌群，科学家发现，在竹笋季，大熊猫消化道内丁酸梭菌的比例大大增加。丁酸梭菌能将纤维素分解为短链脂肪酸，短链脂肪酸能上调影响昼夜节律的Per2基因的表达，从而让大熊猫在竹笋季更容易合成并囤积脂肪。

金丝猴的科学认识

2017年4月的一天，四川省宝兴县森林公安在海拔3000多米的原始森林中巡视时，发现了一个规模达数百只的金丝猴种群。宝兴县蜂桶寨邓池沟是戴维神父发现大熊猫和金丝猴的地方，如今，3.9万公顷的蜂桶寨国家级自然保护区不仅是金丝猴和大熊猫的栖息地之一，还是四川省重要的生物多样性宝库之一。

金丝猴数量稀少，被认为是我国少数几种孑遗生物之一，和大熊猫一样都被称为动物界的活化石。薛康曾用几年时间跑遍全国大部分金丝猴栖息地，拍摄了数万张金丝猴照片。通过这些照片，我们对金丝猴的社会结构和生活有了更高精度的印象。例如，薛康拍摄的一张三只成年金丝猴拥抱两只小金丝猴的照片，反映出的正是金丝猴社会所具有的“阿姨帮带娃”的行为。

怒江金丝猴

滇金丝猴

川金丝猴

黔金丝猴

越南金丝猴

金丝猴照顾幼崽（摄影：薛康）

金丝猴喜欢生活在高海拔山区，一般是海拔1500～3300米的针阔混交林和针叶林。除了下河喝水，它们几乎一辈子都待在树上，这些细节也被薛康如实地记录在照片中。和大熊猫一样，金丝猴也喜欢“素食”。它们的食物包括果子、植物的嫩芽、嫩叶、树皮、松萝和某些禾本科植物。经过分析，科学家发现川金丝猴消化道内的微生物与人类和大猩猩消化道微生物有许多相似性，但由于金丝猴的食物绝大多数是植物，它们的消化道微生物主要以分解纤维素的梭菌纲细菌为主，而人和大猩猩的食性更加复杂，因此消化道微生物中还存在分解蛋白质和脂肪的微生物。从某种意义上说，金丝猴的消化道微生物构成更接近牛。

基因分析显示，大约在670万年前，金丝猴的祖先就已经生活在今天的青藏高原之上。只不过那时的青藏高原海拔远比今天低。沧海桑田，随着青藏高原不断隆起，并伴随地球进入第四纪冰川期，一些生活在青藏高原的动物没能承受住环境的变化而灭绝，而金丝猴的祖先则顺着横断山脉一直向南迁徙，最终演化成5个物种，并在各自的栖息地安居下来。

旗舰种、生物多样性和人类自身

有人疑惑：只该保护乖萌动物？回答这个问题，就需要说说——

除了摄影，薛康的另一大爱好是集邮。他的集邮作品中就有许多大熊猫和金丝猴在海外深受欢迎的例子。例如，在一张1998年英国发行的圣诞节纪念套票邮票中，大熊猫是其中唯一的野生动物元素；2010年德国发行的一款电子邮票就是大熊猫图案；出了名的喜欢大熊猫的日本人，不断推出各种大熊猫邮票和邮戳；联合国2004年发行了美洲黑熊、林麝、金丝猴和野牦牛四方联；2016年，所罗门群岛发行了金丝猴四方联以纪念农历丙申猴年……这一张张大熊猫和金丝猴主题的邮票来自不同国家和组织，却反映出了人们对这两种野生动物的共同热爱。

“双宝”都是旗舰种。旗舰种是保护生物学中的一个概念，旗舰的本义是舰队中的指挥舰，旗舰种则是保护动物中的明星物种，是指能够吸引公众关注的物种。只有那些具有非凡公众号召力与吸引力的物种才能被选为旗舰种，因此，外形是评选旗舰种的关键因素之一。

大熊猫、金丝猴等外形可爱的野生动物能够获得公众关注，而另一些外形不那么可爱的动物，例如狒狒和秃鹫，难道就不配获得关注吗？保护少数几种野生动物和维护生物多样性矛盾吗？实际上，野生动物保护不仅仅是一句口号，从生态调查、制定并执行野生动物保护相关的法规条例、设立保护区、打击盗猎，一直到国际交流、公众科普、获取各方保护资源……野生动物保护工作是一项需要众多资源的长期工作，在各种资源都有限的前提下，我们很难为每一种野生动物都提供在地保护。

公众往往是被旗舰种所吸引，进而关注它们的野生栖息环境，再顺藤摸瓜了解到旗舰种的共生物种。保护住旗舰种的基础是保护旗舰种的栖息地和它们生存所依赖的生物多样性，实际上，这对于保护旗舰种的共生物种也是莫大的幸事。

食物链把生物和环境穿成一张大网，一个野生动物灭绝了，这张网上就会多一个空洞，空洞周围的物种的存在也更加岌岌可危。例如，如果有一天穿山甲灭绝，那么森林中的白蚁将因失去天敌而猛增，作为生产者和栖息地的高大乔木将一批批死去，这对森林生态系统的打击是致命的。一种野生动物的灭绝远不止是一个物种的灭绝，在我们看不到的背后，可能是一片生态系统的崩塌。

守护大熊猫和它们的栖息地就是守护人类家园（摄影：薛康）

生物多樣性支撑着人类生活的自然系统，我们置身其中，却很少意识到它的重要性。大自然的万千生命有的为大气产生更多氧气，有的在努力净化河流，有的为人类仰赖的重要作物授粉，有的负责维持和提升土壤的健康度。空气、饮水、粮食、环境、医药、经济、科技……人类生活的方方面面都离不开生物多样性的支持，如果有一天生物多样性快速衰替，我们将失去很多自然的解决方案。因此，保护自然界中的生物多样性，就是在保护我们人类自己。