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熊貓舌頭含苦味受體基因 避免食用有毒植物

2018/1/31 — 9:58

angela n. / flickr

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竹與不少植物一樣可能含有毒素,稍有不慎就會引致身體不適。中國動物生態與保護生物學重點實驗室研究人員發現,熊貓可能演化嚐到苦味的舌頭,減少食物中毒風險。研究已刊於《Integrative Zoology》。

大熊貓和小熊貓的祖先與其他熊類動物一樣,均以肉食為主食。然而,牠們的祖先在約 700 萬年前,在未知原因下,突然選擇植物為牠們的主要食糧。科學家推斷牠們飲食有所改變的其中一個原因,是因為牠們身處竹林豐富的南中國地域。

不少植物仍帶有不同毒素,例如山埃、尼古丁和蓖麻毒蛋白 (ricin) 等,所以素食動物會演化出品嚐苦味能力,由此避開有機會致病的植物毒素。研究人員懷疑熊貓祖先亦可能在舌頭演化出類似苦味受體,從而嚐出竹葉苦味。

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為找出熊貓舌頭演化的秘密,研究人員從小熊貓和大熊貓中,抽取樣本測試基因家族 TAS2R 。這個基因家族與苦味受體發展有關,包括 TAS2R1 、 TAS2R2 和其他幾種基因。除此以外,研究人員亦抽取熊貓近親肉食動物,例如北極熊、狼、老虎和豹等的基因圖譜作比較。

研究人員在檢測後發現,兩種熊貓均擁有 16 種苦味受體基因,比肉食動物近親的 10–14 個基因多。不僅數量比肉食近親多,熊貓的苦味受體基因不但沒有變得無用,還發展出有用的異變。其中,熊貓的 TAS2R42 基因似乎因為天擇機制而累積大量基因變異,相信令熊貓演化出更強的苦味受體。相反,肉食近親的苦味基因大多已因基因變異而變得無用。

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未有參與研究的演化基因學家 Stephen Wooding 接受《科學》訪問時表示,相比起其他素食動物,現代熊貓擁有的苦味受體基因仍比較少。這有機會源於熊貓祖先是以肉類為主食,無需苦味受體基因,所以與其他肉食動物,會在演化過程中一樣慢慢失去苦味受體基因。然而,當牠們的飲食習慣突然改變為素食,這類基因反需得以保留和演化。

研究人員將會繼續測試熊貓苦味受體細胞,以找出它們接觸竹葉毒素後,會產生甚麼反應,希望由此更深入了解熊貓苦味受體基因的演化機制。 

註:
曾有研究發現熊貓逐漸失去品嚐鮮味 (Umami) 的受體基因,此種受體基因常見於肉食動物。

原文:
Science, Panda tongues evolved to protect them from toxins, study suggests, 29 January 2018

報告:
Shan, L., Wu, Q., Wang, L., Zhang, L., Wei, F. (2018). Lineage-specific evolution of bitter taste receptor genes in the giant and red pandas. Integrative Zoology, Published Online. DOI: 10.1111/1749-4877.12291

文/Edward Ho、審核/Alan Chiu

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