Гигантские панды необычны тем, что являются чрезвычайно специализированными травоядными животными, которые питаются почти исключительно волокнистым бамбуком, несмотря на то, что принадлежат к кладе (Carnivora) преимущественно плотоядных хищников. Но исследование, опубликованное в Current Biology 2 мая, предполагает, что переход на ограниченную вегетарианскую диету в некоторых отношениях не был таким большим эволюционным скачком, как кажется..
Исследование показало, что содержание белков и углеводов в растительной диете панды удивительно похоже на содержание гиперплотоядных животных, которые получают более 70 процентов своего рациона от других животных, сообщают они. Около 50 процентов потребляемой пандой энергии поступает в виде белка, что ставит их в один ряд с дикими кошками и волками.
«Как мы знаем, гигантская панда - это вид плотоядных, но чрезвычайно специализированный на растительной пище, бамбуке», - сказал Фувен Вэй из Китайской академии наук в Пекине. «Исходя из того, что они едят, они абсолютно принадлежат к травоядным, но, учитывая состав макронутриентов проглоченного и поглощенного рациона, они принадлежат к плотоядным».
У панд есть черты, общие с травоядными, в том числе череп, мускулатура челюстей и зубы, которые приспособлены для волокнистой диеты, а также специальный «псевдо-большой палец», используемый для обработки бамбука. Они также утратили способность ощущать вкус умами, что часто ассоциируется с мясоедением. С другой стороны, у гигантских панд пищеварительный тракт, пищеварительные ферменты и кишечные микробы напоминают плотоядных, а не травоядных.
В новом исследовании Вэй объединился с экологом-диетологом Дэвидом Раубенхаймером из Сиднейского университета и его коллегами, чтобы изучить макронутриентный состав их рациона, в том числе то, что панды проглатывают и что они поглощают. Используя подход, называемый геометрией питания, команда показала, что смесь макроэлементов, которую гигантские панды едят и поглощают, похожа на плотоядных и отличается от травоядных. Состав макронутриентов молока панды также ставит ее в один ряд с другими плотоядными животными.
Исследователи говорят, что результаты могут помочь решить давние вопросы, касающиеся эволюции гигантской панды, включая необычный переход к крайне специализированному травоядному члену плотоядной клады. «На самом деле, - пишут они, - переход, вероятно, был более поверхностным, чем предполагалось, сочетая существенную адаптацию к новым типам пищи с относительно небольшими изменениями в обращении с макронутриентами».
Травоядная диета привела к эволюционным адаптациям их зубов, черепа и псевдобольшого пальца, необходимых для обработки бамбука. Но их кишечник и пищеварительная система мало изменились, что предполагает минимальные эволюционные изменения по сравнению с их наследственным состоянием, чтобы справиться с макропитательными свойствами бамбука. Их короткий кишечник вместе с обилием бамбука позволяет панде потреблять и перерабатывать большое количество бамбука, компенсируя низкую эффективность переваривания такой волокнистой диеты.
«Из этого исследования следует и более широкий вывод, - говорит Раубенхаймер. «Это демонстрирует важность рассмотрения как пищевых продуктов, так и питательных веществ в понимании эволюционной экологии животных. Это то, для чего предназначена пищевая геометрия».
Вэй говорит, что они продолжат изучать эволюцию и адаптацию гигантской панды. Они также применят эту работу к управлению сохранением панды как исчезающего вида.