“家人們誰懂啊,諾獎得主跟我合影了!但我和我的崽子仍然保持淡定……”
2014年諾貝爾生理學及醫學獎得主梅-布里特•莫澤(左一)哈佛大學教授、器官晶片技術發明研究者唐納德•E•英格伯(左二)果殼聯合創始人 桔子 右一中國大熊貓保護研究中心首席科學家李德生(右二)我和我的崽子(玻璃牆後挺可愛的兩個)
最近,科學WE大會在一個非常特別的場地舉辦了科學家沙龍。2014年諾貝爾生理學及醫學獎得主梅-布里特•莫澤,哈佛大學教授、器官晶片技術發明研究者唐納德•E•英格伯來到中國大熊貓保護研究中心都江堰基地參觀,在中國大熊貓保護研究中心首席科學家李德生的帶領下,邊逛邊聊大熊貓保護。
外國友人見到大熊貓,直接就把講解和流程丟到腦後,掏出手機拼命合影。當天天氣也非常給力,因為大熊貓身上汗腺不發達,如果天氣很熱,大熊貓就會藏起來——結果早上剛下過雨,天氣涼快,大熊貓在空地上大快朵頤,離老遠就能聽到它們嘎吱嘎吱嚼竹子的聲音。
大熊貓有“朋友圈”嗎?
在基地,你可能見到幾隻大熊貓住在一起,也有的獨居生活,難道大熊貓也有自己的朋友圈嗎?它們會挑選一同居住的夥伴嗎?李德生介紹說,大熊貓寶寶在兩歲前需要媽媽的照顧,肯定是和媽媽在一起;三歲前大熊貓處於幼年期,彼此間也樂意互動;但三歲之後就逐漸有了領地意識,甚至會主動標記領地。
大熊貓有肛周腺,走到一個區域,看到有大樹或大石頭,就會在上面用屁股蹭蹭,留下氣味標記,以告訴周邊的同類或其他的野生動物:“這兒是我的地盤!”也可能會趕走其他大熊貓、佔領新區域。大熊貓其實並不會彼此依賴、形成融洽的關係,可能最多會爬上樹,觀察一下其他同類在哪裡。即便是異性熊貓,也只是在4到6月發情期間才會短暫結為夫妻,懷上孩子就“分道揚鑣”了。接下來,熊貓媽媽需要獨立撫養小寶寶到兩歲左右,如果迫使熊貓爸爸和妻兒在一起,爸爸反而可能攻擊小寶寶。
不過我們在基地也看到了四歲了還能住在一起並相安無事的非近親雌雄熊貓,但這並不代表它們關係有多好,更不代表它們符合優生優育的繁殖條件——在基地裡,我們對熊貓繁殖管理得非常細,自由戀愛不那麼重要,基因相似性較低的異性熊貓才更適合交配、繁衍出健康的下一代。
熊貓也以食為天,它們怎麼找吃的?
咦,照片上的熊貓怎麼都在吃吃吃?
實際上拍到大熊貓吃竹子的照片太容易了,它們的確總在吃。這是因為竹子營養密度並不高,粗蛋白含量只有17%,其餘大多數都是難消化的纖維素。演化的力量讓大熊貓佔據了素食為主的生態位,代價就是野生大熊貓一天要吃14個小時左右,才能滿足每日所需要的營養。
吃這麼多,大熊貓會缺糧嗎?在我小時候,流行兒歌《熊貓咪咪》講了這樣一個故事:竹子開花後就枯萎了,大熊貓沒有竹子吃了,牽動了很多人的心。而新的研究結果讓人鬆了一口氣:野生大熊貓生活範圍一般並不大,雄性在3到6平方公里,雌性更小一點,但也足夠它們找到充足的食物了。
如果真的遇到竹子開花,大熊貓就會辛苦一點,跋涉到其他區域找尋竹子。但人類活動有時切斷了它們的棲息地,大熊貓就沒法及時找到新的食物片區了。如果我們更瞭解大熊貓的覓食規律,是不是也能更好地幫助它們吃飽呢?
聽到這裡,諾獎得主梅-布里特•莫澤教授靈機一動問道:“咱們園區有核磁共振裝置,是不是可以掃描熊貓大腦裡的海馬體看看呢?我推測雄性的海馬體比雌性的更大一點。”然而大熊貓是珍貴的野生動物,這方面並沒有詳盡的研究,不過此前在鳥類和齧齒動物身上,我們的確觀察到過類似現象:鳥類需要空間導航系統,所以鳥類大腦中的海馬體相對比較大;齧齒動物就更好玩了,有較多伴侶或配偶的雄性個體,相對來說海馬體也比較大。因為這個發現,莫澤跟學生開玩笑說,“把你男朋友的海馬體也掃描一下”(此處有笑聲)。
3到6平方公里的活動區域看似不大,但真要細細密密地走起來也很難記,尤其是對熊貓寶寶來說。那麼大熊貓大腦裡的的GPS系統,是生下來就自帶,還是從媽媽那裡“臨摹”來的呢?
梅-布里特•莫澤說,這是個有意思的問題。雖然我們大腦中天生就有掌管位置的細胞,相當於腦子裡“自帶”了GPS系統,但我們的確需要在這個GPS系統中做一些錨點,讓腦子裡的海馬體去記住環境中不同的點在哪裡——而這恐怕就是媽媽領路的作用了。
那圈養大熊貓大腦中的GPS系統還重要嗎?
梅-布里特•莫澤用一個人類的例子說明了這個問題。她曾經見到一位患者,兩邊海馬體都切除了,哪怕在醫院這樣一個小小的空間,做完手術之後從房間去到衛生間都非常困難,他去了之後就不知道怎麼回來了,也就是說,哪怕空間不大,如果沒有了定位的細胞,沒有“GPS系統”,就很難判斷方向和位置了,接著,動物會開始感到非常慌張害怕,不知道自己在哪兒,壓力荷爾蒙也會急劇上升。
不過還有一個問題:大熊貓是挑食的寶寶嗎?李德生老師介紹說:大熊貓視力不太好,但是嗅覺非常靈敏。在圈養的大熊貓裡可以看到一個好玩的現象:一隻熊貓面前擺著40根竹子,它有時候會抓起來聞一下,就能感受到這個是不是它喜歡的,不喜歡就扔到一邊去。
探秘熊貓醫院
在基地裡有一家“大熊貓醫院”。
作為一家熊貓醫院,它有得天獨厚的地理優勢,離附近大熊貓分佈區非常近,能迅速接收轉運過來的大熊貓。醫院的條件也非常先進,有“無需無菌操作的簡易操作檯”,有無菌操作空間,還有核磁共振和CT裝置,可以全面觀察大熊貓的健康情況。
醫院先進,工作人員也有“絕活”。在很久以前,想要麻醉大熊貓只能遠端進行麻醉槍注射,但這對大熊貓的影響還是很大的。現在為了長期檢查圈養大熊貓,工作人員從熊貓很小的時候就讓它們接受一些注射的適應性訓練,讓它們知道注射不可怕,加上圈養大熊貓對飼養員很信任,注射問題迎刃而解。做好了麻醉,可以讓大熊貓以更平靜的心情接受檢查和治療,對熊貓的健康更好,對工作人員來說也更簡單。
醫院附近就是實驗室。工作人員會在這裡檢測大熊貓糞便和尿液中的激素含量,從而推斷大熊貓的壓力水平,發現問題好及時干預。例如在經歷長途運輸後,大熊貓會感到較大的壓力,工作人員就會盡量讓大熊貓待在昏暗、開闊、無人打擾的環境中,讓它們的壓力水平逐漸恢復正常。
大熊貓寶寶的皮膚是什麼顏色?
在基地科普中心門口,大熊貓新生兒的照片吸引了所有人的目光:大熊貓剛生下來是粉色的,只有一些小絨毛,過陣子皮膚上就會出現黑白的區域,和棕熊或者北極熊的黑皮都不一樣,之後又在這些區域長出了黑白的毛。
大家可以猜猜:
一隻成年大熊貓的體重有90到130千克,新生兒大熊貓平均有多重呢?
A.10千克左右 B.1千克左右
C.500克左右 D.100克左右
我們有請李德生老師給出正確答案:大熊貓初生幼崽平均體重在130克左右。最輕紀錄只有50來克,是多胞胎中的一個,但體重這麼輕一般很難成活;也有異乎尋常大的新生兒,他碰到過最大的熊貓寶寶有270克,熊貓媽媽很辛苦,生產過程持續了20多個小時。正常情況下,圈養的大熊貓有嚴格的飼養管理標準,也是為了避免寶寶太大、熊貓媽媽辛苦,所以正常來說大熊貓寶寶體重是在100到150克左右,平均在130克。
還有一張非常有意思的照片,是工作人員穿著“大熊貓衣服”在做野外放歸工作。你可能會問,他們看起來像大熊貓,但是聞起來不像啊!實際上我們能想到的,保護人員早就做到了:他們會在身上塗一些去除“人味兒”的物質,讓大熊貓不要對人類產生沒有必要的情感。
如何用新技術幫助大熊貓?
李德生老師作為一個做了幾十年大熊貓保護的科學家,特別關心先進的器官晶片(Organ-on-a-chip)或者其他生物技術在大熊貓保護上的應用。
插播個小科普。這裡說的器官晶片,可不是鑲滿電子元件的“晶片”。它是一個組裝細胞的小裝置,能在體外複製出對應組織或器官的結構和功能。
唐納德•E•英格伯是器官晶片領域的巨擘。科學家們用這些極為簡化也極為精確的“器官模擬系統”,進行藥物測試、檢測生理指標。我們甚至可以暢想,未來針對癌症的新藥都能在這樣的系統中進行測試,給病人爭取大量的時間。
回到大熊貓保護的故事,我們是不是可以暢想,如果科學家能拿到熊貓的一些細胞(完全不會傷害到大熊貓),就可以做出熊貓的器官晶片?這樣一來,科學家可以透過這個體外系統來了解大熊貓的生理特質。
我們還可以把目光聚焦到大熊貓的腸道。大熊貓消化道比較短,還是典型的肉食動物,消化竹子中的纖維素主要靠腸道菌群。如果我們可以做出模擬大熊貓腸道的器官晶片,是不是也可以助力改善它們吸收竹子營養的效率?或許到了那一天,它們就不用每天花14個小時吃竹子了。
李德生老師趕緊補充說,大熊貓腸道系統相對來說是比較容易生病的,比如寄生蟲問題。恰好英格伯教授今年在《自然(Nature)》上發了一篇論文,做的正是消化系統的器官晶片。他提議可以收集大熊貓消化道和血流中的細胞,做成可以識別這個物種相關疾病的生物標記物,這樣就可以在無創的情況下去檢測熊貓的健康狀況了。
對熊貓中心來說,除了做科研,做科普也是重要的工作。為了讓更多人可以不受時間空間的限制瞭解大熊貓,在國家林業和草原局的指導下,騰訊與中國大熊貓保護研究中心聯合研發了全球首隻“全真大熊貓”。基於遊戲科技,他們超高畫質數字還原了大熊貓皮膚肌體及200多萬根毛髮,並以臥龍保護區為原型,給全真大熊貓打造了25000平方米、包含79種植物的數字棲息地。大眾透過全真大熊貓不僅能瞭解大熊貓本身,也能關注到它們生存的環境。你能猜出幾號是全真大熊貓嗎?
在中國大熊貓保護研究中心,各項研究的目標一定是讓保護工作迴歸山野,讓野生大熊貓在它們原本的棲息地更好地生存。
我國的大熊貓保護工作從上世紀五六十年代就開始了。在中國通過幾代人的努力,大熊貓的野外棲息地得到了良好的保護,大熊貓野生種群從最低時候的1100只左右,到現在已經達到了1900只,圈養大熊貓也從早期的6只發展到現在的超700只。取得這樣的成績,中國政府和科研人員做出了很多努力,同時也有國際保護組織和友好人士的支援。
大熊貓是旗艦物種,它不僅是中國的,也是世界的,它讓我們關注到更多野生動物以及它們生存的環境。做好我們力所能及的事,讓野生動物都能淡定地生活在它們原本的家園裡。