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科学松鼠会

让我们剥开科学的坚果

 
 
 

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什么是科学松鼠会? 我们认为,对于部分人来说,科学就像一枚枚难以开启的坚果,虽味美却不易入口。 我们希望自己能够像松鼠一样,打开科学的坚硬外壳,将有营养的果仁剥出来,让人们能够领略到科学的美妙。 我们试图让科学传播并且流行起来。

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为什么树懒要大费周章爬下树排便?   

2014-06-24 15:06:11|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文作者:PanSci

媽咪為什麼我們要爬下樹便便1

原始图片来源:Zooborns

作者:曾文宣

PanSci 菜鸟新血|就读台湾师范大学生科系生态演化组,从小便以成为动物学家为志向,特爱鳄鱼,因此踏入两爬研究领域。热爱保育相关议题,常为野生动物打抱不平,希冀保育的观念能向下扎根、深植人心。平常喜爱浸溺于脸书专页间,搜索最酷炫的生态演化新知,又很鸡婆想与全世界分享,常常开心写科普文到废寝忘食。陋室铭:「大自然可以满足我们的需求,却无法满足我们的贪婪」

本文题目是来自哥斯达黎加树懒救援中心的三趾树懒宝宝的提问

目前全世界总共只有六种树懒,分成两个科,二趾树懒科(Megalonychidae)和三趾树懒科(Bradypodidae),前者有两种、后者有四种,皆属于哺乳动物中贫齿总目的成员,都住在南美洲的雨林中。如同名字一样,你可以很快地从它们前爪的数目判别物种,三趾树懒前爪有三爪、二趾树懒只有两爪。外观上,三趾树懒的脸看起来憨憨贼贼的,眼睛周围有深色的毛发延伸至脸侧,口鼻部较钝,看起来就像麦当劳的汉堡神偷一般。二趾树懒的吻端较长、额头较低、脸部和口鼻部的毛色较接近,鼻孔看起来仿佛猪鼻般相当明显

可能不少人看过节目知道树懒会每隔一段时间爬下树排便,不会一股脑儿地直接从树冠层“空投”下来。这个现象确有其事,不过只有三趾树懒会很严格地,像拥有特殊的生理时钟,每隔数周就会缓……慢……地爬下树排便,完事后再铺盖上一层叶子,才又缓……慢……地爬回同一棵树上。而在二趾树懒身上,则少有这样的行为,不是直接空投,就是在换另一棵树栖息的过程中在地上排便,比起三趾树懒,它们的排便位置和频率较容易改变。

这样的差异可以从两种树懒的生态习性来解释,首先大家必须知道,这类的树栖型植食者在哺乳动物中相当罕见,大概只有10种左右(不到哺乳类所有物种的0.2% ),因为植食获取的能量相对较少、需要特殊的消化系统供消化,并且栖居在枝头上总是要够轻盈(通常不会超过14公斤)。具备上述成为树栖型植食者的条件后,我们的二趾树懒在食性上能够摄食叶子、果实和些许动物性蛋白,因此活动范围较广;回头看看我们的三趾树懒,只吃特定几种树种的叶子,获得能量较有限,因此活动范围常常不会脱离那一两棵树,当然厕所也就不会时常更换了。

解决了换不换厕所的差异,我们回到小树懒的问题,为什么三趾树懒要爬下树便便呢?

这种“缓慢移动、代谢率极慢”的动物来说,干嘛特地费九牛二虎之力爬到地上大便呢?除了地上充满了危险的掠食者外(事实上,成年树懒有超过50%的死亡率是来自于地面掠食者的捕猎),光是爬下树就耗去一大把能量。过去有人认为爬下树排便的行为有助于树懒与其他树懒接触,是一个社会化的行为,但这样的解释实在有点牵强。有些人觉得爬下树便便可以当作一种回馈,拿充满营养的排泄物帮自己钟爱的树木好好施肥一番。

今年年初刊登于英国皇家学会的研究,Pauli等人为这个问题提供了一个很棒的解答,用很简单的三个字来囊括研究的成果就是「带便当」!那三趾树懒爬下树便便,跟带便当之间有什么关联呢?难不成是回收自己的便便、响应环保救地球,带回粪气四溢的黄金便当吗?我们继续看下去~

科学家分析了14只霍氏二趾树懒(C. hoffmanni)和19只褐喉三趾树懒(B. variegatus)的皮毛样本、胃内容物和生活在它们毛皮当中的树懒蛾(sloth moths )数量等数据后,有了这样的故事:

主角除了我们的树懒,还有生活在树懒毛皮当中的树懒蛾( Cryptoses spp. )和一种绿藻( Trichophilus spp. )。在此研究发表之前,科学家普遍认为这种栖居在树懒毛皮中的生物与树懒是一种“偏利”的共生关系,意思是只有一方得到好处,但另一方没有得到好处、也没有坏处。新的研究发现了其实树懒和这些小生物们是呈现一个高度连结的共生关系,双方(或是多方)都受惠。

為什麼樹懶爬下樹便便-560x401

【树懒便便和皮毛内小生物的共生关系示意图。本篇论文Fig.3】

三趾树懒会固定一段时间爬下树便便,到了地面后,那些躲在毛皮里的树懒蛾就伺机在新鲜的屎粪中产下它们的卵(图-a)。卵孵化后幼虫就以专食树懒便便为生,头好壮壮地长大,等到下几次树懒再度爬下树排便时,这些小虫子会长大成蛾(时间match地相当好),便跳上了专属于它们的乐园,也就是那只正在上厕所的树懒的毛皮中(图-b)。

看起来树懒蛾占尽了好处,对树懒而言呢?实验结果发现树懒(比较二趾和三趾树懒)身上的蛾密度越高,毛皮当中的「无机氮浓度」和「绿藻的量」就越高(图-c),成正向的关系(蛾死掉后会被分解者[例如真菌]分解,进行氨化作用增加无机氮源,此举可以刺激Trichophilus 绿藻的生长,因此成就了“树懒菜园”)。

科学家也发现到这些三趾树懒会去食用它们毛皮上的这些绿藻,最酷的是,这些绿藻对树懒来说是非常容易消化而且提供的“脂质养分”较高(图-d)。回想一下,这些无机氮的来源正是那些树懒蛾的贡献,使得绿藻得以大量生长,为树懒提供了相当方便且营养的随身便当!特别在三趾树懒这样获取能量较受限的生活型式物种,大费周章爬下树排便的可能原因,除了为树懒带来相当珍贵的营养来源外,也大幅巩固了如此精细、经历长时间演化的共生关系,保全了最独特巧妙的树懒皮毛生态系~

最后感谢来自哥斯大黎加三趾树懒宝宝的提问:)

小树懒表示因为获得新知十分开心,找来了它在哥斯大黎加树懒救援中心的好友们,希望我们能够听听“树懒怎么叫呢(What does the sloth say)?”(警告,以下影片萌度破表,会让人无法抽离!)

参考文献

Pauli et al . (2014)  A syndrome of mutualism reinforces the lifestyle of a sloth. Proc. R. Soc. B 281 :2013300
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