“家人们谁懂啊,诺奖得主跟我合影了!但我和我的崽子仍然保持淡定……”
2014年诺贝尔生理学及医学奖得主梅-布里特•莫泽(左一)
哈佛大学教授、器官芯片技术发明研究者唐纳德•E•英格伯(左二)
果壳联合创始人 桔子 右一
中国大熊猫保护研究中心首席科学家李德生(右二)
我和我的崽子(玻璃墙后挺可爱的两个)
最近,腾讯科学WE大会在一个非常特别的场地举办了科学家沙龙。2014年诺贝尔生理学及医学奖得主梅-布里特•莫泽,哈佛大学教授、器官芯片技术发明研究者唐纳德•E•英格伯来到中国大熊猫保护研究中心都江堰基地参观,在中国大熊猫保护研究中心首席科学家李德生的带领下,边逛边聊大熊猫保护。
外国友人见到大熊猫,直接就把讲解和流程丢到脑后,掏出手机拼命合影。当天天气也非常给力,因为大熊猫身上汗腺不发达,如果天气很热,大熊猫就会藏起来——结果早上刚下过雨,天气凉快,大熊猫在空地上大快朵颐,离老远就能听到它们嘎吱嘎吱嚼竹子的声音。
在基地,你可能见到几只大熊猫住在一起,也有的独居生活,难道大熊猫也有自己的朋友圈吗?它们会挑选一同居住的伙伴吗?李德生介绍说,大熊猫宝宝在两岁前需要妈妈的照顾,肯定是和妈妈在一起;三岁前大熊猫处于幼年期,彼此间也乐意互动;但三岁之后就逐渐有了领地意识,甚至会主动标记领地。
大熊猫有肛周腺,走到一个区域,看到有大树或大石头,就会在上面用屁股蹭蹭,留下气味标记,以告诉周边的同类或其他的野生动物:“这儿是我的地盘!”也可能会赶走其他大熊猫、占领新区域。大熊猫其实并不会彼此依赖、形成融洽的关系,可能最多会爬上树,观察一下其他同类在哪里。即便是异性熊猫,也只是在4到6月发情期间才会短暂结为夫妻,怀上孩子就“分道扬镳”了。接下来,熊猫妈妈需要独立抚养小宝宝到两岁左右,如果迫使熊猫爸爸和妻儿在一起,爸爸反而可能攻击小宝宝。
不过我们在基地也看到了四岁了还能住在一起并相安无事的非近亲雌雄熊猫,但这并不代表它们关系有多好,更不代表它们符合优生优育的繁殖条件——在基地里,我们对熊猫繁殖管理得非常细,自由恋爱不那么重要,基因相似性较低的异性熊猫才更适合交配、繁衍出健康的下一代。
实际上拍到大熊猫吃竹子的照片太容易了,它们的确总在吃。这是因为竹子营养密度并不高,粗蛋白含量只有17%,其余大多数都是难消化的纤维素。演化的力量让大熊猫占据了素食为主的生态位,代价就是野生大熊猫一天要吃14个小时左右,才能满足每日所需要的营养。
吃这么多,大熊猫会缺粮吗?在我小时候,流行儿歌《熊猫咪咪》讲了这样一个故事:竹子开花后就枯萎了,大熊猫没有竹子吃了,牵动了很多人的心。而新的研究结果让人松了一口气:野生大熊猫生活范围一般并不大,雄性在3到6平方公里,雌性更小一点,但也足够它们找到充足的食物了。
如果真的遇到竹子开花,大熊猫就会辛苦一点,跋涉到其他区域找寻竹子。但人类活动有时切断了它们的栖息地,大熊猫就没法及时找到新的食物片区了。如果我们更了解大熊猫的觅食规律,是不是也能更好地帮助它们吃饱呢?
听到这里,诺奖得主梅-布里特•莫泽教授灵机一动问道:“咱们园区有核磁共振设备,是不是可以扫描熊猫大脑里的海马体看看呢?我推测雄性的海马体比雌性的更大一点。”然而大熊猫是珍贵的野生动物,这方面并没有详尽的研究,不过此前在鸟类和啮齿动物身上,我们的确观察到过类似现象:鸟类需要空间导航系统,所以鸟类大脑中的海马体相对比较大;啮齿动物就更好玩了,有较多伴侣或配偶的雄性个体,相对来说海马体也比较大。因为这个发现,莫泽跟学生开玩笑说,“把你男朋友的海马体也扫描一下”(此处有笑声)。
3到6平方公里的活动区域看似不大,但真要细细密密地走起来也很难记,尤其是对熊猫宝宝来说。那么大熊猫大脑里的的GPS系统,是生下来就自带,还是从妈妈那里“临摹”来的呢?
梅-布里特•莫泽说,这是个有意思的问题。虽然我们大脑中天生就有掌管位置的细胞,相当于脑子里“自带”了GPS系统,但我们的确需要在这个GPS系统中做一些锚点,让脑子里的海马体去记住环境中不同的点在哪里——而这恐怕就是妈妈领路的作用了。
那圈养大熊猫大脑中的GPS系统还重要吗?
梅-布里特•莫泽用一个人类的例子说明了这个问题。她曾经见到一位患者,两边海马体都切除了,哪怕在医院这样一个小小的空间,做完手术之后从房间去到卫生间都非常困难,他去了之后就不知道怎么回来了,也就是说,哪怕空间不大,如果没有了定位的细胞,没有“GPS系统”,就很难判断方向和位置了,接着,动物会开始感到非常慌张害怕,不知道自己在哪儿,压力荷尔蒙也会急剧上升。
不过还有一个问题:大熊猫是挑食的宝宝吗?李德生老师介绍说:大熊猫视力不太好,但是嗅觉非常灵敏。在圈养的大熊猫里可以看到一个好玩的现象:一只熊猫面前摆着40根竹子,它有时候会抓起来闻一下,就能感受到这个是不是它喜欢的,不喜欢就扔到一边去。
作为一家熊猫医院,它有得天独厚的地理优势,离附近大熊猫分布区非常近,能迅速接收转运过来的大熊猫。医院的条件也非常先进,有“无需无菌操作的简易操作台”,有无菌操作空间,还有核磁共振和CT设备,可以全面观察大熊猫的健康情况。
医院先进,工作人员也有“绝活”。在很久以前,想要麻醉大熊猫只能远程进行麻醉枪注射,但这对大熊猫的影响还是很大的。现在为了长期检查圈养大熊猫,工作人员从熊猫很小的时候就让它们接受一些注射的适应性训练,让它们知道注射不可怕,加上圈养大熊猫对饲养员很信任,注射问题迎刃而解。做好了麻醉,可以让大熊猫以更平静的心情接受检查和治疗,对熊猫的健康更好,对工作人员来说也更简单。
医院附近就是实验室。工作人员会在这里检测大熊猫粪便和尿液中的激素含量,从而推断大熊猫的压力水平,发现问题好及时干预。例如在经历长途运输后,大熊猫会感到较大的压力,工作人员就会尽量让大熊猫待在昏暗、开阔、无人打扰的环境中,让它们的压力水平逐渐恢复正常。
在基地科普中心门口,大熊猫新生儿的照片吸引了所有人的目光:大熊猫刚生下来是粉色的,只有一些小绒毛,过阵子皮肤上就会出现黑白的区域,和棕熊或者北极熊的黑皮都不一样,之后又在这些区域长出了黑白的毛。
大家可以猜猜:
一只成年大熊猫的体重有90到130千克,新生儿大熊猫平均有多重呢?
A.10千克左右 B.1千克左右
C.500克左右 D.100克左右
我们有请李德生老师给出正确答案:大熊猫初生幼崽平均体重在130克左右。最轻纪录只有50来克,是多胞胎中的一个,但体重这么轻一般很难成活;也有异乎寻常大的新生儿,他碰到过最大的熊猫宝宝有270克,熊猫妈妈很辛苦,生产过程持续了20多个小时。正常情况下,圈养的大熊猫有严格的饲养管理标准,也是为了避免宝宝太大、熊猫妈妈辛苦,所以正常来说大熊猫宝宝体重是在100到150克左右,平均在130克。
中国大熊猫保护研究中心首席科学家李德生给大家讲解大熊猫知识
还有一张非常有意思的照片,是工作人员穿着“大熊猫衣服”在做野外放归工作。你可能会问,他们看起来像大熊猫,但是闻起来不像啊!实际上我们能想到的,保护人员早就做到了:他们会在身上涂一些去除“人味儿”的物质,让大熊猫不要对人类产生没有必要的情感。
李德生老师作为一个做了几十年大熊猫保护的科学家,特别关心先进的器官芯片(Organ-on-a-chip)或者其他生物技术在大熊猫保护上的应用。
插播个小科普。这里说的器官芯片,可不是镶满电子元件的“芯片”。它是一个组装细胞的小装置,能在体外复制出对应组织或器官的结构和功能。
唐纳德•E•英格伯是器官芯片领域的巨擘。科学家们用这些极为简化也极为精确的“器官模拟系统”,进行药物测试、检测生理指标。我们甚至可以畅想,未来针对癌症的新药都能在这样的系统中进行测试,给病人争取大量的时间。
回到大熊猫保护的故事,我们是不是可以畅想,如果科学家能拿到熊猫的一些细胞(完全不会伤害到大熊猫),就可以做出熊猫的器官芯片?这样一来,科学家可以通过这个体外系统来了解大熊猫的生理特质。
我们还可以把目光聚焦到大熊猫的肠道。大熊猫消化道比较短,还是典型的肉食动物,消化竹子中的纤维素主要靠肠道菌群。如果我们可以做出模拟大熊猫肠道的器官芯片,是不是也可以助力改善它们吸收竹子营养的效率?或许到了那一天,它们就不用每天花14个小时吃竹子了。
李德生老师赶紧补充说,大熊猫肠道系统相对来说是比较容易生病的,比如寄生虫问题。恰好英格伯教授今年在《自然(Nature)》上发了一篇论文,做的正是消化系统的器官芯片。他提议可以收集大熊猫消化道和血流中的细胞,做成可以识别这个物种相关疾病的生物标记物,这样就可以在无创的情况下去检测熊猫的健康状况了。
对熊猫中心来说,除了做科研,做科普也是重要的工作。为了让更多人可以不受时间空间的限制了解大熊猫,在国家林业和草原局的指导下,腾讯与中国大熊猫保护研究中心联合研发了全球首只“全真大熊猫”。基于游戏科技,他们超高清数字还原了大熊猫皮肤肌体及200多万根毛发,并以卧龙保护区为原型,给全真大熊猫打造了25000平方米、包含79种植物的数字栖息地。大众通过全真大熊猫不仅能了解大熊猫本身,也能关注到它们生存的环境。你能猜出几号是全真大熊猫吗?请在评论区留下答案,果壳将抽取5位答对的粉丝,送出大熊猫玩偶一个。(按抽取时评论点赞数前5名)
在中国大熊猫保护研究中心,各项研究的目标一定是让保护工作回归山野,让野生大熊猫在它们原本的栖息地更好地生存。
我国的大熊猫保护工作从上世纪五六十年代就开始了。在中国通过几代人的努力,大熊猫的野外栖息地得到了良好的保护,大熊猫野生种群从最低时候的1100只左右,到现在已经达到了1900只,圈养大熊猫也从早期的6只发展到现在的超700只。取得这样的成绩,中国政府和科研人员做出了很多努力,同时也有国际保护组织和友好人士的支持。
大熊猫是旗舰物种,它不仅是中国的,也是世界的,它让我们关注到更多野生动物以及它们生存的环境。做好我们力所能及的事,让野生动物都能淡定地生活在它们原本的家园里。
作者:桔子
封面图来源:腾讯
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