PNAS：我国科学家终于搞清楚了为什么大熊猫沉迷马粪不能自拔

来源：中国生物技术网

大熊猫或许是世界上最可爱的动物（之一）了，深受全世界人民的喜爱。你印象中的大熊猫是不是非常干净可爱，萌萌哒。

但实际上野外的大熊猫总是脏兮兮的，不仅如此，野外观察发现，大熊猫非常喜欢马粪，沉迷其中无法自拔，在马粪中打滚，直到全身涂满马粪方才收手。这种奇怪的癖好着实让人难以理解。

在自然界中，粪便就像是动物的身份证，动物会嗅出自己同类的粪便，了解性别和交配状况，而嗅出其他动物的粪便也可以发现是否有捕食者在附近。因此，野生动物通常对区域内其他动物的粪便表现出回避行为。

国宝的怪癖

然而，长期从事濒危动物保护生物学研究的魏辅文院士研究团队经过长达十年的野外观察总结发现，马粪对秦岭野生大熊猫具有强烈的吸引力，这一行为在其他动物中极其罕见。魏辅文院士团队在陕西佛坪国家级自然保护区拍到视频显示，一只野生大熊猫在遇到新鲜马粪后，先是嗅闻，然后在马粪上打滚，用脸颊在马粪上磨蹭、并将马粪涂抹在全身。

滚马粪结束后的大熊猫

2020年12月7日，中国科学院动物研究所魏辅文院士研究组与中国科学院昆明动物研究所赖仞研究组合作，在《美国国家科学院院刊》（PNAS）发表了题为：Why Wild Giant Pandas Frequently Roll in Horse Manure 的研究论文。

该研究首次科学报道了大熊猫滚马粪行为，大熊猫不仅经常在新鲜的马粪中嗅闻和沉迷，而且还积极地在整个身体摩擦马粪。但该行为通常只在低于15℃的低温天气中发生。

研究团队进一步分析发现，新鲜马粪中富含的两种物质BCP/BCPO能够靶向抑制冷觉感受器TRPM8，因此，大熊猫的这种不寻常的滚马粪行为是为了在低温环境下御寒保暖。

为了深入研究大熊猫的这一奇怪行为，研究团队利用红外相机技术在陕西佛坪国家级自然保护区的核心区三官庙保护站对大熊猫进行了监测，在2016年6月至2017年7月期间，红外相机捕获并记录了38个滚马粪行为。研究团队将这一行为命名为“HMR（horse manure rolling）行为”。

新鲜马粪中的两种特殊物质

研究发现“HMR行为”与马粪的新鲜程度相关，两周以内的马粪都对大熊猫有吸引力，通过GC-MS化学分析比较发现新鲜马粪里的BCP（β-石竹烯）和BCPO（石竹烯氧化物）等物质含量要显著高于自然挥发两周后的陈旧马粪，可能是诱导大熊猫“HMR行为”的关键化合物。

研究人员进一步将这些化合物在北京动物园进行验证，通过在干草垛上喷洒这两种物质的标准品的稀释溶液，北京动物园大熊猫也产生这一类似行为，进一步证实了这两种关键物质的重要性。

大熊猫滚马粪是为了保暖？

同时，研究人员还发现几乎所有的“HMR行为”事件都是在-5 ℃到15 ℃的环境温度下记录的，结合当地气象数据研究，发现这一行为的发生概率与冬季环境温度降低呈正相关，这些结果表明，大熊猫的滚马粪行为是一个温度诱导事件。

由于大熊猫是中国的国宝，对大熊猫的研究有着严格限制，因此研究团队使用模式动物小鼠进行进一步研究。

研究团队将BCP或BCPO溶液涂在小鼠皮肤表面，发现能够增强小鼠的耐寒能力，在寒冷条件下也无需聚集取暖。

TRPM8是动物皮肤表面的重要冷觉感受器，TRPM8被抑制，在一定时间内会钝化动物对外界寒冷的感应，而TRPM8被激活，则会导致小鼠出现颤抖、跳跃等行为。同时注射TRPM8激动剂Icilin+BCPO，能够抑制小鼠因TRPM8被激活而出现的颤抖和跳跃行为。

研究团队进一步在大熊猫细胞中进行实验，发现BCP和BCPO能够抑制大熊猫“gpTRPM8”受体的冷激活和薄荷醇激活。这些实验结果证实了大熊猫在寒冷天气中的滚马粪行为有辅助御寒和保暖的效果。

作为熊科动物，大熊猫和他的那些近亲不一样，大熊猫并不冬眠，而且，大熊猫的食物竹子热量低，难以储存多余的脂肪来保暖，因此，冬季保暖对大熊猫来说是一个很大的挑战。

研究团队指出，中国的丝绸之路穿过秦岭地区，几千年的贸易往来，导致大熊猫长期接触并熟悉了马粪，进而发展出利用马粪保暖的特殊行为。

据悉，该项研究由中国科学院动物研究所、中国科学院昆明动物研究所和北京动物园等单位合作完成。中国科学院动物研究所博士后周文良、中国科学院昆明动物所杨仕隆研究员、李博文副研究员和中国科学院动物研究所聂永刚研究员为本文的共同第一作者。中国科学院动物研究所魏辅文院士和中国科学院昆明动物研究所赖仞研究员为论文的共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金委创新群体项目、中国科学院B类先导专项和前沿重点项目及云南省科技厅等项目资助。