滚滚科普 | 几百万年来，为何大熊猫的菜单上只有一种食物
竹子是高度木质化的禾草，竹干和枝中含有大量的纤维和不能被动物消化的物质——木质素。大熊猫会不会存在着营养匮乏的问题呢？
每年的第一场春雨过后，成千上万株小竹笋在我国西南部横断山脉的崇山峻岭中悄悄破土而出，它们将在短时间内长大，成为我们所看到的竹子。这种生命顽强的禾本科植物在中国有着广泛的分布。竹笋是人类喜爱的美味佳肴，竹菇是一味中药。竹子以它的温文尔雅、坚忍不拔、不畏狂风暴雨和冰雪严寒的精神受到人们的喜爱。
但是，人们通常种植和观赏的是那些高大挺拔竹子，如毛竹、桂竹、水竹、佛肚竹等即所谓的大型竹。而在中国西南和西北交汇处生长的是一些瘦小的竹子，如冷箭竹、巴山木竹、玉山竹、秦岭箭竹等，即所谓的小型竹，它们似乎并不起眼，但却弥足珍贵。事实上，300万年来，正是这些瘦小的竹子延续了中国珍稀动物——大熊猫的生命。
300万年来，在大熊猫的菜单上，只有竹子这么一道菜，它们默默地享用着这一单调而在外人看来乏味的食谱，在它们的一生中，极少吃其他的动物或植物。
大熊猫吃什么竹？
大熊猫所食用的竹子一般较矮小，直径一般不超过3厘米，高度不超过3米。竹笋是大熊猫最为喜爱的食物，每年春天时，大熊猫穿梭于竹林中，当找到一片竹笋时，它便坐在地毯般的草地上，用一只手掰下一棵竹笋，用另一只手轻轻地一扭，将笋外的壳（被植物学家称为“箨”）去掉，然后大快朵颐。竹枝，竹干的上部以及竹叶，则是大熊猫一年四季的主要粮食。
大熊猫只分布于四川的邛崃山、大相岭、小相岭和凉山，四川和甘肃交界的岷山，陕西的秦岭。据全国第三次大熊猫调查的结果，在大熊猫栖息地中，生长着箭竹属、巴山木竹属、玉山竹属、刚竹属、寒竹属、筇竹属和箬竹属等7个属的34种竹子，但作为大熊猫的主要食物（称为大熊猫主食竹），只有4个属的16种竹子。这16种竹子并不是均匀地生长在整个大熊猫分布区内，而是在不同的地区有着不同的种类。
在四川，大熊猫食用竹共有4个属的13种竹子，他们是箭竹属的糙花箭竹、团竹、缺苞箭竹、青川箭竹、华西箭竹、拐棍竹，玉山竹属的短锥玉山竹、斑壳玉山竹、白背玉山竹、石棉玉山竹和熊竹，巴山木竹属的冷箭竹和寒竹属的八月竹；在陕西省的秦岭只有2个属的4种竹子，它们是巴山木竹属的巴山木竹和箭竹属的秦岭箭竹、龙头竹和华西箭竹；在甘肃省境内的岷山部分，只有1个属的4种竹子，即箭竹属的缺苞箭竹、青川箭竹、华西箭竹和龙头竹。
即使在四川省境内，在不同的山系，所生长的竹子也不一样，如在岷山山系，只生长着箭竹属的竹子，如糙花箭竹、团竹、缺苞箭竹、青川箭竹和华西箭竹；在邛崃山系，则生长着箭竹属的拐棍竹、玉山竹属的短锥玉山竹和巴山木竹属的冷箭竹；在大相岭则生长着寒竹属的八月竹、玉山竹属的短锥玉山竹和巴山木竹属的冷箭竹；在小相岭和凉山山系，只生长着玉山竹属的4种竹子。因此从大熊猫的主要食用竹种来看，不同地区间存在着不均匀的现象，以四川省的竹种较多，而陕西省和甘肃省的大熊猫主食竹的种类相对单调。
竹子不仅在不同地区间存在着种类上的区别，在同一地区内的不同海拔高度上也存在着种类上的区别。以秦岭山系为例，在海拔约2000米以下的低海拔地区，常生长着巴山木竹，只有个别地区生长有龙头竹和华西箭竹，秦岭地区的大熊猫常在秋季时从高海拔地区转移到低海拔地区，食用巴山木竹，直至第二年春天时又转移至高海拔地区，因此巴山木竹是秦岭地区大熊猫秋、冬、春3个季节的主要食物；而在秦岭山系海拔2000米以上的地区，只生长着秦岭箭竹一种竹子，该竹子便成为这一区域内大熊猫春末至秋初的主要食物。因此在秦岭地区存在着某一个海拔范围内大熊猫可以食用的竹子种类单一的问题，同样的问题在四川省和甘肃省的局部地区也不同程度地存在。
竹子能提供足够营养吗？
竹子是高度木质化的禾草，即禾本科植物，与小麦、玉米、水稻等植物属于同一个大的家族，因此竹子的大多数特征与其他禾本科植物相似。它们的干和枝中含有大量的纤维。除纤维外，在竹子的器官中还有各种各样的薄壁组织、厚壁组织和导管等。纤维、薄壁组织、厚壁组织和导管均由一个个的单独的细胞构成。每一个细胞都是由外方的细胞壁和由细胞壁包裹着的原生质（即细胞中进行生命活动的物质）所构成。这些细胞随着生长，它们的细胞壁都会不同程度地进行木质化，用通俗的话来说，就是植物给这些细胞的细胞壁上添加了一些被称为木质素的化学物质，这种物质被添加到细胞壁上，会增加竹子的强度，但木质素却是公认的不能被动物消化的物质。同时在生长过程中，有一些细胞内的原生质消失，变成了死细胞，导管就是一种死细胞。
那么大熊猫仅仅以竹子为食，会不会存在着营养匮乏的问题呢？
据专家研究，大熊猫在食用竹子子时，所利用的养分主要来自于细胞的原生质和细胞壁。竹子细胞原生质中含有蛋白质、糖分、脂肪、维生素和矿物质，这些物质能够为大熊猫提供丰富的营养。竹子的营养成分会随着生长而减少，也就是说，在新长出的枝、干、叶等器官中的营养成分要高于老的器官，同时比较细嫩的器官，特别是竹笋和当年成长的竹干中含有大量的水分，尤为大熊猫所喜爱。因此大熊猫一般喜欢选择竹笋以及细嫩的竹干、枝条和叶子作为主要食物。竹子细胞的细胞壁中含有果胶、半纤维素、纤维素和木质素，在这些化合物中，木质素是不能被任何动物消化的，当竹子成长过程中，果胶的含量也随之减少，因此这两种物质并不构成大熊猫的营养成分。据研究，竹子细胞壁中大约有20%~50%的半纤维素可以被大熊猫所消化。过去认为大熊猫不能利用竹子细胞壁中的纤维素，但据北京大学的专家的研究结果，大熊猫存在着能够消化部分纤维素的可能。
从另一方面来看，大熊猫以竹子为食，已经历了千百万年的历史，至今大熊猫仍然能够生存和繁衍，也表明大熊猫能够从竹子中摄取到至少足以维持自身生活和繁衍后代所需要的营养物质。
竹子开花与大熊猫的生存
开花结实，是所有被子植物的天性，这些植物通过开花结实来产生后代，使得这些植物的种族得以延续，这是一种非常自然的现象，竹子也不例外。但竹子属于禾草类植物，很多禾草类植物一旦开花结籽，便告死亡，竹子也是如此。据研究，在大熊猫生活的区域内，竹子在开花后能够正常结籽（即竹子的果实，俗称为竹米），果实能够正常萌发长成新的竹子。但问题是，竹子的幼苗需要成长若干年后才能供大熊猫食用，即竹子开花死亡后的复壮需要一个过程，在这个过程中，会导致大熊猫的食物匮乏。
△竹子开花（图片来源于网络）
那么有人会问，大熊猫吃竹子已经经历了几百万年的历史，开花又是竹子繁衍后代的一个自然现象，在大熊猫以竹子为食的漫长的历史过程中，竹子肯定无数次的开花、结实、死亡，而大熊猫仍然能够存活到今天，说明竹子开花对大熊猫的生存并没有影响。相反，由于食物匮乏而饿死的大熊猫首先应该是那些老、弱、病、残的个体，保留下来的应该是那些强壮的个体，符合生物界的优胜劣汰的法则。
但这只是问题的一方面，现在我们所面临的情况和历史上有着极大的区别。首先，在历史上大熊猫占据着更广泛的地域，据研究大熊猫的化石在我国的发现点北至北京的周口店，南至广西的大新，东达福建的永安和龙岩一线，西达云南的富民。而现在大熊猫仅分布于四川、陕西和甘肃的六大山系中。大熊猫的现代分布区域和化石发现的范围相比，已经小得不能再小了。其次，现在的大熊猫栖息地支离破碎，大熊猫被孤立于秦岭、岷山、邛崃山、大相岭、小相岭和凉山六大山系中。在秦岭地区，大熊猫只分布于该山系的中部，但也被割裂为5~6个小的孤立群体。再加上森林采伐、修筑公路、开垦农田、高密度地种植外来树种，使得山区的许多地方的竹子同时也被破坏，或至少不再适合竹子的生长，同时也把秦岭大熊猫的栖息地进一步割裂成更小的斑块。因此在历史上，如果一个地区的竹子开花，大熊猫可以通过转移来寻找尚未开花的竹子，解决食物问题。但在现在，由于其栖息地被严重地割裂，大熊猫不可能通过转移来逃避由于竹子开花所造成的食物危机。因此竹子开花对大熊猫所造成的影响是不容忽视的。
竹子是大熊猫赖以生存的必需条件。对大熊猫与竹子的相互关系，人类了解不是很多，为什么小型竹会成为大熊猫食物的最终选择？期间它们又如何适应？故事的内容又经历了哪些漫长的过程？关注作为大熊猫主食竹的小型竹，更多去了解它们，或许这是目前人类能为保护大熊猫所做的一件最有意义的事情。
号外~号外~
《看熊猫》杂志新鲜出炉啦~
《看熊猫》是一本以大熊猫命名的杂志。里面有萌萌的大熊猫，也有关于熊猫的科普知识，是一本图文并茂、生动活泼，集知识性、趣味性于一体的杂志。
订阅方式：长按识别上图中的二维码或者点击页面底部“阅读原文”选择购买。
来源：《森林与人类》
作者：任毅