2015年7月31日 星期五

大熊貓如何轉葷為素(一)

圖片來源:wiki

大熊貓(Aliuropoda melanoleuca)吃竹子,但是牠並不是從一開始就是吃素的。

大熊貓的口腔解剖構造(有力的上下顎與牙齒)以及短短的腸道長度,都說明了牠本來是吃肉的;其他的熊也都是吃肉的動物。

那麼,大熊貓是怎麼轉葷為素的?要轉葷為素並不是那麼容易的事,雖然有力的上下顎與牙齒同樣可以用來吃草,但是肉食轉葷食還有一個難關:口味。

看過「歷險小恐龍」(The Land Before Time)續集的朋友,一定記得有個角色「Chomper」,牠是一隻暴龍(T. rex)。每次Chomper吃到草的時候,都會很誇張的吐出來。草真的這麼難吃嗎?

大家吃菜的時候,如果有認真比較過,應該會發現青菜通常少了肉的鮮味(umami)。鮮味來自於食物中解離出的氨基酸,由於肉類食品原本就含有大量的蛋白質,解離出來的氨基酸也較多,因此肉類食品的鮮味也比蔬菜要濃重。這也就是為何味素可以為食物添加鮮味,因為味素本身就是氨基酸(谷氨酸)。

除了氨基酸以外,核苷酸也是鮮味的來源。因為我們可以感受鮮味,所以轉葷為素的一開始總是百般不習慣,尤其是吃慣了大魚大肉的人,有些甚至完全不肯茹素。

那麼,大熊貓是如何轉葷為素的?當然不是發願(XD),究竟什麼原因(打擊?)讓牠不再吃肉已不可考,但化石證據發現,大熊貓大約在七百萬年前開始嘗試吃竹子,在200-240萬年前牠開始了99%的食物都是竹子的生涯。

吃過竹筍一定知道竹筍比蔬菜還清淡,為什麼大熊貓可以開始啃竹子,在2010年的「分子生物學演化期刊」(Mol. Biol. Evol.)找到了解答。

原來大熊貓在演化的過程中,牠感應鮮味的接受器基因之一Tas1r1發生了突變,造成這個基因完全無法產生有功能的蛋白質,於是大熊貓就不再能品嚐鮮味了。這個突變正好發生在牠轉換主食的過程中(大約420萬年前),加上多巴胺合成也出了問題,造成食慾獎勵機制也無法正確回饋,於是大熊貓就不再在乎有沒有鮮味了,反正吃起來都一樣。

參考文獻:

Jianzhi Zhang et. al. 2010. Pseudogenization of the Umami Taste Receptor Gene Tas1r1 in the Giant Panda Coincided with its Dietary Switch to Bamboo. Mol. Biol. Evol. 27(12):2669-2673. doi:10.1093/molbev/msq153.

Jin K, Xue C, Wu X, Qian J, Zhu Y, et al. (2011) Why Does the Giant Panda Eat Bamboo? A Comparative Analysis of Appetite-Reward-Related Genes among Mammals. PLoS ONE 6(7): e22602. doi:10.1371/journal.pone.0022602

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