大熊猫消化系统的秘密
——对大熊猫消化系统的生理学探究
课程：身心健康的生理学基础
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班级：会计11-1班
【前言】
作为一个不折不扣的文科生，在“身心健康的生理学基础”这门课程里，我可谓很好的重温了当年高一的生物课程。
以人体的八大系统即消化系统、呼吸系统、泌尿系统、生殖系统、内分泌系统、免疫系统、神经系统共和循环系统为线索，许多我从未接触过的科学知识逐渐在我的头脑中占据了一席之地。
我开始认识到科学的奥妙，也学会了一些科学知识，让我能够以科学的方式把生活变得更加健康和美好。
在消化系统这一节中，老师由人体的消化系统联系到熊猫的消化系统，又讲述了自己在野外考察熊猫的故事令我产生了强烈的兴趣，我决定自己查找资料，更加深入的了解熊猫独特的消化系统。
【内容摘要】
大熊猫虽然是食草动物，却具有独特的肉食动物的消化系统，它们消化竹子的秘密是什么？它们有怎样特殊的生理活动？它们的粪便有什么特殊吗？
在本篇文章中，我将以大熊猫的消化系统构成、大熊猫如何消化竹子和大熊猫消化系统的特点三个部分为主要内容，引用老师课堂所讲内容以及多方资料，对大熊猫独特的消化系统做出详细论述。
【关键词】
肉食动物纤毛虫基因序列排黏粪便疾病
大熊猫消化系统的秘密
——对大熊猫消化系统的生理学探究（一）大熊猫：肉食动物的消化系统
（1）肉食动物的消化系统
大熊猫作为以植物为主食的动物，它却有肉食动物的消化系统。
大熊猫的消化系统包括口腔、舌、食管、胃、十二指肠、空肠、回肠和直肠组成的消化道，以及肝脏、脾脏、胰脏等消化腺，具有典型食肉动物的消化道，单室胃，没有盲肠。
据专家解释，在科学分类中，大熊猫属于哺乳动物纲、食肉动物目，而它的祖先有尖锐发达的犬齿、较短的肠道，以及肉食动物的消化生理特点。
从解剖学上讲，熊猫的牙就是肉食动物的牙，尖而长，适合刺杀撕咬。
肠胃也是肉食动物的肠胃，肠道短，一个胃。
标准草食动物的牙几乎都为粗而短的磨牙，肠道也很长，有些甚至有多个胃。
这是因为植物纤维被消化需要的时间比较长，所以草食动物消化系统也就进化得很长，以扩大食物在体内存留的时间，好让它被完全消化。
熊猫那套消化系统其实更适合消化肉类。
从它的生理结构上看，它并不像其他同重量的草食动物那样，有纤细的体型，修长的四肢，善于长时间奔跑。
也不如大象一样，拥有巨大的吨位来使自己没有天敌。
熊猫体型浑圆，腿短，肉多，并不善于长时间奔跑，也没有巨大的吨位。
任何掠食动物都能吃它。
因此它如果是草食动物，早就不该存在了。
唯一的解释就是，它和熊一样，本身就是掠食动物，拥有强大的爆发力和攻击性，是天生杀手，因此才能存活。
（2）历史的演变
但是，现在我们看见的这个无论从解剖学上，还是生理结构上都是肉食动物的熊猫却在吃植物。
有科学家猜测这是因为熊猫历史上经历过一段环境恶化的时期，远古人类人口增多，迫使大熊猫迁往高海拔地带。
很多动物灭绝了，熊猫没有足够的动物可以捕杀，于是改为吃植物，一直持续到现在。
华盛顿史密森尼国家动物园的熊猫饲养员尼科尔•麦克科尔认为，
到达“新家”后大熊猫主要吃竹子，这样就不用和其它肉食动物比如亚洲黑熊竞争了。
尼科尔还说，如果给大熊猫肉，它们也会吃的，只是从不主动猎食而已。
（二）独特的消化系统：消化竹子的秘密
然而，作为在生理上具有典型食肉动物特征的大熊猫是怎样消化竹子的呢？科学家对此展开了研究。
（1）纤毛虫：消化竹子的秘密武器
近期，费立松、杨光友两位大熊猫专家的研究结果表明是大熊猫体内一种叫做“纤毛虫”的微生物起到了重要作用。
草食动物之所以能很好的消化植物，因为它们的肠道比肉食动物更长，消化系统中还有能帮助消化植物纤维素的微生物。
在其内有一种有纤毛虫，它的生物总量占整个消化道微生物总量的50%左右，在植物性食物的消化与利用方面发挥着重要作用。
专家们通过直接镜检和碘液染色镜检法对大熊猫进行原虫检测，在大熊猫胃内发现两类纤毛虫———前毛属和内毛属。
目前，“种”的鉴定工作正在进行中，已知5只大熊猫胃内纤毛虫的密度低于牛羊等复胃食草动物，据估计，大致是两个新种。
费立松在接受记者采访时表示：“在食肉目单胃动物大熊猫的胃内发现纤毛虫，尚属首次。
这为探讨大熊猫对竹类植物性食物的消化与利用机理打下了坚实基础，将对大熊猫消化生理学理论产生深远的影响，价值巨大。
”
“通过对比分析，肉食动物大熊猫之所以能够以竹子为主食，就是因为体内含有纤毛虫的缘故。
”杨光友对记者说，“我们虽然还不知道它是怎样发挥作用，促使熊猫消化掉那么坚硬的竹子，但我们会通过进一步的研究揭开全部的秘密。
”
（2）特殊的基因序列
大熊猫不仅没有草食动物典型的消化系统，而且基因很独特。
2009年，科学家完成了大熊猫基因组的测序。
研究发现，大熊猫缺乏可以表达出任何已知的可消化纤维素的酶的基因。
科学家推断，既然没有必要的酶消化广泛存在于植物中的纤维素，大熊猫的消化系统中一定有可分解纤维素的细菌帮助消化，但是先前的研究没能找到这样的细菌。
新的研究中，科学家着重研究粪便中的基因序列。
研究带头人魏辅文来自中科院动物研究所。
他说，这些粪便样本来自于7只野生大熊猫和8只捕获的大熊猫，比以往的粪便样本大得多。
魏辅文和同事发现，大熊猫的消化道内确实有类似草食动物的细菌。
他们发现了13种同科的细菌，这类细菌都能分解纤维素；其中7种则是大熊猫独有的。
“我们认为，这可能是大熊猫不同的食谱以及独特的分类地位造成了它们独特的肠道内部环境，”魏辅文说，“因为和大多数草食动物不同，大熊猫在一个不同的分支上。
”
（三）大熊猫的消化系统特点
（1）排粘
排粘是大熊猫一种特殊的生理现象。
黏液分泌是熊猫适应吃竹子所特有的正常生理现象，为消化道（食道、胃幽门部、小肠）发达黏液腺和空肠部分的杯状细胞所分泌。
这种黏液包裹於粪便之外，对加固粪团球形，减少粗纤维对肠壁机械刺激有保护作用。
在野外，由於大熊猫食竹量大，排便也多，黏液随包裹着粪便都排出去了。
在人工饲养的条件下，当青粗饲料不足，精饲料特别是动物性饲料过多，可使肠道分泌的黏液累积於肠壁，天长月久，越积越多，形成了成块或成滩的黏液，并通过肠管急剧运动才排出。
形成了所谓的排黏现象。
大熊猫每次排黏5━200克不等，不定期，一年四季均有。
刚排出的黏液呈粉白色或乳白色，透明度好，较稀软，遇空气不久，透明度降低，色变暗，并变得富有弹性。
常在黏液中见到精料颗粒或寄生虫。
大熊猫排黏时腹疼痛，精神不隹，不爱活动，食欲减退或拒食。
排完黏液後便恢重活动，精神和食欲很快恢复到正常。
（2）疾病
在自然界生活的大熊猫因受到气候环境条件、采食方式和营养状况的影响，容易患很多疾病，其中寄生虫感染列第一位，消化道疾病列第二位，呼吸道疾病第三。
此外还有外科病、脏器疾病等等。
比如长期咀嚼质地坚硬的竹子导致臼齿就残缺不全、体况下降，蛔虫病、肠套叠等疾病也时有发生。
大熊猫生存的高山峡谷地带每年二三月气候寒冷、觅食困难，年老体弱大熊猫发病率增高，因此二三月是大熊猫生病死亡率最高的季节。
（3）特殊的粪便
大熊猫以竹子为生，除了能够消化，吸收竹子细胞内含物质外，由于缺乏微生物的消化能力，只能利用一部分半纤维素，排出竹节外形几乎没有什么变化的分辨。
老师在课上就极其生动的向我们描述了野生大熊猫的粪便：由于以竹子为食，它们的分辨不仅不臭，反有一种竹子的清香。
然而圈养的大熊猫粪便则比较臭。
那是由于为保证圈养的大熊猫的营养，饲养员会有意给大熊猫添加一些高营养的水果或肉类等食物。
据另一位在秦岭平河梁保护区见到熊猫的粪便科学工作者描述，他是在林场领导的办公室的墙角见到了大熊猫的粪便。
“三个塑料袋里分别装着一块大熊猫粪便，透过塑料袋就可以清楚地看到粪便由竹叶和竹枝块组成，由于大熊猫的消化系统不好，竹叶和竹枝块基本上什么样吃下去，又什么样排泄出来。
当然，在这个过程中大熊猫也吸取一定的养分。
”
（4）吃得多，排泄快，不冬眠，少运动
竹子是低营养食物，为了维持正常的生长发育和养殖，大熊猫具备了吃得多，排泄快，选食优竹，不冬眠以及少运动、少消耗等特征。
大熊猫以高纤维竹类为主食，即使有了肠道菌群的帮助，仍不能从竹子中得到多少营养，因而食量很大，每天必须采食大量鲜竹才能满足其营养需要。
现有研究结果表明，大熊猫只能消化吸收所食食物细胞内的浸出物及部分半纤维素，食物在大熊猫消化道内仅滞留8±3 h左右。
一只大熊猫一天要吃20到30磅干粮，合9到14千克，但是只能吸收17 %的食物养分。
这也解释了为什么熊猫进化出了迟缓省力的生活方式。
为适应竹子这种“低营养价值”的食物资源，野外大熊猫就根据季节变化及相应竹子各部位的营养成分含量的变化，形成了一系列最优觅食规律。
人工繁殖大熊猫目前依然是个艰难的任务。
存活率很低。
（四）结论
大熊猫虽然是食草动物，却具有独特的肉食动物的消化系统，而且能够很好地消化竹子。
这归功于它们消化道内的纤毛虫等微生物和细菌。
大熊猫具有排黏等特殊生理反应，这与它们的消化系统也密切相关。
由于特殊的消化系统，熊猫的生存依然比较艰难，需要我们的珍爱和保护。