大熊貓人見(jiàn)人愛(ài)，是我國(guó)的標(biāo)志性物種，它最顯著的習(xí)性是以竹子為主食。然而竹子全株上下富含堅(jiān)韌的纖維，很難消化，即使是擁有大量腸道菌的偶蹄目反芻類(lèi)動(dòng)物，也沒(méi)有以竹子為主食的。要知道，大熊貓的祖先是一種食肉動(dòng)物，在通往以竹子為主食的演化道路上，發(fā)生的改變可不是一點(diǎn)半點(diǎn)，其中最顯著的就是牙齒結(jié)構(gòu)的變化。常人很少去細(xì)究“國(guó)寶”大熊貓的牙齒什么樣，其實(shí)它的結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，每個(gè)臼齒都布滿(mǎn)瘤突和小尖，和其他熊類(lèi)存在巨大的差別。由于這種差異，大熊貓牙齒齒尖與齒嵴和其他熊類(lèi)的同源性一直讓人疑惑不已。

近日，中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所博士研究生江左其杲借助祖先追索的方法，詳細(xì)研究對(duì)比了大熊貓?jiān)谕碇行率赖闹毕底嫦?mdash;—祿豐始熊貓和現(xiàn)代熊類(lèi)的祖先——戴氏祖熊。借助這兩個(gè)橋梁，研究人員得以建立起嚴(yán)格的大熊貓—熊類(lèi)牙齒同源體系，并以此為基礎(chǔ)提出了熊類(lèi)牙齒術(shù)語(yǔ)的建議。

通過(guò)對(duì)云南祿豐晚中新世古猿地層中發(fā)現(xiàn)的大熊貓化石進(jìn)行研究分析，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，早在800萬(wàn)年前的晚中新世，中國(guó)云南祿豐等地的熱帶潮濕森林的邊緣，就生活著大熊貓的祖先——始熊貓，這是一種由擬熊類(lèi)演變而成的以食肉為主的最早的熊貓，個(gè)體猶如一只較肥胖的狐貍。如果“始熊貓”被認(rèn)為是中國(guó)土地上的第一只大熊貓，則大熊貓比中國(guó)土地上人類(lèi)出現(xiàn)得還要早。

而戴氏祖熊是一種大型的祖熊，在體型、比例上介于絕滅的小鼬熊和現(xiàn)生的黑熊之間。它的吻部短而寬，矢狀嵴向后變得非常高，并延伸至枕面之后，與面部相比，腦顱部顯得相當(dāng)窄，聽(tīng)泡在形態(tài)上為三角形，具有短的管狀外耳道，下頜骨粗壯，前臼齒退化成紐扣狀，頰齒上的釉質(zhì)褶皺很微弱。

在我國(guó)古代，大熊貓的名稱(chēng)有貘、白豹、虞等。在200多萬(wàn)年前的更生世早期到100萬(wàn)年前的更生世中晚期，大熊貓已經(jīng)廣布于我國(guó)南半部，組成了大熊貓—劍齒象動(dòng)物群;今天這個(gè)動(dòng)物群的許多物種已經(jīng)絕滅，而大熊貓卻一直活下來(lái)，這與大熊貓的演化機(jī)制密不可分。在動(dòng)物進(jìn)化史上，大熊貓是佼佼者;在生存競(jìng)爭(zhēng)中，大熊貓是成功者。因此大熊貓才被稱(chēng)作“活化石”。

通過(guò)詳細(xì)的同源性研究，江左其杲重新審視一些特征在熊類(lèi)演化中的地位，并為將來(lái)研究整個(gè)熊科的系統(tǒng)發(fā)育打下了基礎(chǔ)。他發(fā)現(xiàn)，熊類(lèi)的P4內(nèi)葉的齒尖和其他多數(shù)食肉目不同，其主要的尖為次尖而非原尖。原尖早在漸新世的一種熊類(lèi)中就已經(jīng)開(kāi)始退化，在中新世到現(xiàn)代的熊類(lèi)中，大部分成員都只有次尖，而大熊貓卻是例外。由于適應(yīng)植食性，大熊貓的牙齒結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜化，原尖在早期的郊熊貓和祿豐始熊貓中再次出現(xiàn)，并在大熊貓中進(jìn)一步發(fā)展，因此其牙齒同時(shí)具有原尖和次尖。

過(guò)去曾經(jīng)被認(rèn)為和大熊貓一樣具有雙分原尖的印度熊，它的2個(gè)齒尖都來(lái)自于次尖，因此這一特征不宜再作為印度熊和大熊貓牙齒結(jié)構(gòu)的共同特征。在建立起牙齒同源結(jié)構(gòu)后，研究人員也對(duì)一些過(guò)去分類(lèi)地位不明或有爭(zhēng)議的物種的演化位置有了新的認(rèn)識(shí)。最新一期國(guó)際期刊《古生物學(xué)學(xué)報(bào)》在線發(fā)表了這一令人關(guān)注的研究成果。

值得一提的是，今年2月，中國(guó)科學(xué)院金屬研究所材料疲勞與斷裂實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)，還首次發(fā)現(xiàn)了大熊貓牙齒能夠?qū)崿F(xiàn)自修復(fù)。據(jù)該實(shí)驗(yàn)室劉增乾博士介紹，大熊貓牙齒的礦物質(zhì)像樹(shù)木一樣垂直緊密地排列，從而形成牙釉質(zhì)的“堅(jiān)固森林”，而有機(jī)質(zhì)則填充在“礦物質(zhì)樹(shù)”之間微小的縫隙中，牙釉質(zhì)的變形、損傷與自動(dòng)回復(fù)，微觀上都是通過(guò)這種微小的縫隙實(shí)現(xiàn)。這種天然有機(jī)質(zhì)在水合條件下會(huì)發(fā)生溶脹，進(jìn)而發(fā)生高分子鏈柔性提高、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降低等轉(zhuǎn)變現(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)牙釉質(zhì)的自修復(fù)，而熊貓唾液中的水分子能夠?qū)ψ孕迯?fù)效應(yīng)起到顯著的促進(jìn)作用。這一研究，為早期大熊貓擁有超強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力提供了佐證，也為新型仿生材料研發(fā)提供了新思路，并在人牙匹配型仿生復(fù)合義齒材料、高強(qiáng)高導(dǎo)電接觸材料等方面研究取得新進(jìn)展。(本報(bào)記者 趙漢斌)

關(guān)鍵詞： 熊貓