گوشتخواران گیاه‌خوار؛ چرا پانداها فقط بامبو می‌خورند؟

در کنار خز سیاه‌وسفید، رفتار تنبل‌گونه و ظاهر بغل‌کردنی، بامبو یکی از ویژگی‌های شاخص پانداهای غول‌پیکر در خطر انقراض (Ailuropoda melanoleuca) است. یک پاندا می‌تواند روزانه بین ۱۲ تا ۳۸ کیلوگرم از این گیاه پرفیبر و جویدنی را بخورد و ممکن است تا ۱۶ ساعت در روز را صرف خوردن پیاپی بامبو کند.

الگوی مصرف بامبو درمیان پانداها آن‌قدر شدید است که فِنگ لی، پژوهشگر دانشگاه عادی غرب چین، خرس‌های سیاه و سفید را «خردکننده‌ی سیار بامبو» توصیف می‌کند. اما آیا خرس‌های پاندا رژیم غذایی‌شان را فراتر می‌برند و غیر از این گیاه سریع‌الرشد چیز دیگری هم می‌خورند؟ به طور معمول، پاسخ منفی است.

گرچه برخی استثناهای نادر وجود دارد. لی در ایمیلی به لایوساینس گفت:  «مواردی دیده شده که پانداهای غول‌پیکر وحشی گاهی حیوانات کوچک را می‌خورند.» لی به نمونه‌های نادری در منطقه کوهستانی چین‌لینگ در چین اشاره کرد که در آن پانداهای غول‌پیکر در حال جویدن استخوان‌های یک تاکین (Budorcas taxicolor)، نوعی سم‌دار وحشی شبیه بز مشاهده شده‌اند. همچنین بر اساس برخی گزارش‌ها آن‌ها گاهی به موش‌های بامبوی چینی (Rhizomys sinensis) نیز حمله کرده‌اند.

فارغ از لغزش‌های نادر به سمت گوشت‌خواری، پانداها به‌طور کامل به بامبو پایبند هستند. بااین‌حال، نکته‌ای جالب در این داستان وجود دارد: شواهد فراوان نشان می‌دهد که پانداها در واقع باید رژیم غذایی بسیار متنوع‌تری داشته باشند. در واقع، آن‌ها برای خوردن بامبو چندان مناسب نیستند.

بر اساس پژوهش‌ها، ساختار دستگاه گوارش پانداها مانند دیگر خرس‌ها به گوشتخواران شبیه است و معده‌شان فاقد ساختار چند‌حفره‌ای است که سایر گیاه‌خواران برای هضم مقادیر زیاد گیاه استفاده می‌کنند. علاوه بر این، میکروب‌هایی که در روده آن‌ها زندگی می‌کنند، بیشتر شبیه میکروب‌های گوشت‌خواران هستند و توانایی هضم و استخراج پروتئین را دارند؛ اما برای تجزیه‌ی گیاهان مناسب نیستند. مدفوع پاندا نیز این موضوع را نشان می‌دهد: پژوهشگران دریافتند که در آن تکه‌های هضم‌نشده‌ی بامبو وجود دارد.

به نظر می‌رسد مشخصات ناسازگار پانداها، یادگارهای تکاملی اجداد غول‌پیکرشان است. سرنخ‌هایی از فسیل‌ها نشان می‌دهد که نیاکان پانداهای امروزی نه تنها گوشت، بلکه گیاه نیز مصرف می‌کردند. شواهد فسیلی هفت میلیون ساله نشان می‌دهد که یکی از اجداد خاص پاندا به نام گربه‌خرس (Ailurarctos) شروع به امتحان‌کردن مقدار کمی بامبو کرد. به گفته‌ی «لی»، این نقطه «آغاز گذار از همه‌چیزخواری به گیاه‌خواری» بود که احتمالاً به دلیل تغییر در دسترسی به غذا شتاب گرفته است. او می‌گوید:

دیدگاه رایج امروزی این است که تغییرات محیطی در دوران باستان باعث کاهش شدید منابع غذایی شد. اجداد پانداهای غول‌پیکر با دیگر گوشت‌خواران رقابت شدیدی داشتند.

فرآیند تکاملی پانداهای غول‌پیکر از همه‌چیزخواری به تغذیه‌ی صرفاً بامبو، نمونه‌ای کلاسیک از بقای متناسب‌ترین و نه لزوما بهترین، در زیست تکاملی است.

بااین‌حال، هرچند ترکیب تکاملی بدن پانداهای غول‌پیکر ممکن است با رژیم غذایی بامبو‌محورشان ناسازگار به نظر برسد، این موجودات در عین حال چندین سازگاری نیز برای هماهنگی با شرایط خود پیدا کرده‌اند. برای مثال، به گفته‌ی لی، ژنی که باید به آن‌ها امکان چشیدن طعم خاص و «خوشمزگی» گوشت را بدهد، در DNA آن‌ها غیرفعال شده است؛ به این معنی که به‌احتمال زیاد، تمایلی طبیعی به گوشت تازه ندارند. پانداها همچنین سوخت‌وساز بسیار کندی دارند که به آن‌ها کمک می‌کند با رژیم غذایی کم‌انرژی بامبو زنده بمانند. در واقع، پانداها فقط ۳۸ درصد از انرژی روزانه‌ای را مصرف می‌کنند که سایر پستانداران خشکی با اندازه‌ی مشابه مصرف می‌کنند.

اسپیکمن در پژوهشی مشارکت داشت که ریشه‌ی احتمالی سرعت پایین سوخت‌وساز پانداها را کشف کرد: علت اصلی یک جهش ژنی مختص پانداها است که هورمون‌های تیروئید را کنترل می‌کند؛ این هورمون‌ها نقش کلیدی در تنظیم متابولیسم دارند. اسپیکمن به لایو ساینس گفت:

تقریباً همه انتظار داشتیم که نرخ متابولیک  پانداها پایین باشد، چون در غیر این صورت نمی‌توانستند غذا به اندازه کافی بخورند تا با مصرف انرژیشان هماهنگ شود. دیدگاه بزرگ، یافتن ژن‌هایی بود که عامل این رفتار بودند. از آن زمان ما موش‌هایی با همین جهش ساختیم و تأیید کردیم که آن‌ها نیز نرخ متابولیک پایینی دارند.

از سوی دیگر، لی رهبری پژوهشی را برعهده داشت که نقش بامبو در کمک به پانداها برای سازگاری با رژیم غذایی غیرمعمولشان را بررسی می‌کرد.  وقتی لی نمونه‌های خون پانداها را بررسی کرد، مولکول‌هایی به نام میکروRNA یا miRNA را در جریان خون آن‌ها شناسایی کرد. میکروRNAها مولکول‌هایی هستند که در حیوانات و گیاهان وجود دارند و سلول‌ها از آن‌ها برای کنترل بیان ژن استفاده می‌کنند. این مولکول‌ها همچنین در بامبو وجود دارند که از طریق رژیم غذایی وارد بدن پاندا می‌شوند و به مرور زمان می‌توانند در بافت آن‌ها تجمع کنند.

وقتی لی و همکارانش چندین میکروRNA را که در خون پانداها وجود داشت، بررسی کردند، دریافتند که این مولکول‌ها ژن‌های خاصی را هدف قرار می‌دهند که به طور مختلف در افزایش اشتها، تنظیم حس بویایی و سرکوب طعم‌های تلخ دخالت دارند. بنابراین، ممکن است این مولکول‌های مشتق‌شده از بامبو به افزایش و تنظیم اشتهای پانداها برای این گیاه کمک کرده باشند. این فرآیند می‌تواند برای بقایشان ضروری باشد؛ زیرا اطمینان حاصل می‌شود که بامبو هر روز به میزان کافی مصرف می‌شود و به این ترتیب نیازهای انرژی را تأمین می‌کند.

پانداها همچنین با یک «انگشت شصت کاذب» تکامل یافته‌اند که به آن‌ها امکان می‌دهد ساقه‌های بامبو را محکم بچسبند. همچنین با وجود دندان‌های آسیاب پهن‌تر از دیگر خرس‌ها و فک‌های قدرتمند می‌توانند ساقه‌های بامبو را به خوبی خرد کنند. اسپیکن توضیح می‌دهد: «صورت‌های گرد بزرگ آن‌ها به این دلیل است که ماهیچه‌های فک عظیمی دارند که به آن‌ها نیروی گاز گرفتن بیشتر نسبت به خرس قطبی را می‌دهد.

پانداها مورد تحسین قرار دارند، اما به همان اندازه به عنوان موجوداتی با سازگاری ضعیف و بن‌بست‌های تکاملی مورد تمسخر قرار می‌گیرند. اما هرچند ممکن است به نظر برسد که آن‌ها تمام روز فقط لم می‌دهند و بامبو می‌خورند، همان‌طور که لی می‌گوید، «تنبلی پانداها حکمت بقای آن‌ها است.»