前沿 生物

换一次牙胖一次,大象一辈子要胖五次

vicko238 发表于  2019-03-22 15:38

人在成年以后的很长时间里,体重基本趋于稳定。除非你的生活方式有了巨大调整或出现某些健康状况,你的体重可能长期保持在一个差不多的数字,或者缓慢上升(发福)。

体重,反映出一个个体的生活方式。体重改变反映出个体生活方式的改变。那么,动物园里生活日日没啥变化的动物,体重应该是很稳定吧?

并没有。

瑞士苏黎世大学动物诊所的克里斯丁·舒福曼(Christian Schiffmann)几乎看遍了全欧洲动物园里的大象,他观察到了一个奇怪的现象。

西班牙巴塞罗那动物园中的非洲象。图片来源:Michelangelo-36/Wikimedia Commons

这些大象成年后的体重不是持续上升的,而是反反复复呈周期性地上下波动。一头人工饲养象的一生大概要胖出五个体重高峰。虽然随着年龄增长,大象体重有明显的上升趋势,但为什么有时候会特别重呢?

这项对大象体重周期的研究发表在《哺乳类生物学》期刊。为了搞清楚动物园大象体重为什么会出现周期性波动,舒福曼和同事把目光投向瑞士两所动物园的非洲象和亚洲象。他们发现,这种波动与季节变化无关,与母象生育也无关(未生育的母象体重也出现了类似的周期性变化),造成体重波动的原因竟然是:换牙。

独特的牙齿更替过程让大象在换牙时更容易长体重。

大多数哺乳动物只有乳牙和恒牙两幅牙齿,比如人类,或者猫、狗。乳牙是出生后不久萌出的牙齿,在个体性成熟前(对人类来说是青春期前)会全部脱落,换上更大的恒牙与快速发育的身体配套。并且,这种更替通常是垂直进行,即恒牙“顶掉”上面的乳牙。

一只肯尼亚未成年象的牙齿,两颗下牙后方能看到刚刚萌出的一对新牙。图片来源:CT Cooper/Wikimedia Commons

然而,大象换牙不管在次数上还是形式上都与人类的体验很不同。除了暴露在体外的两根尖象牙(门齿)只在乳牙恒牙交替时更换一次外,大象口腔里的槽牙(臼齿)一生会换五次,也就是说前前后后一共要换六副牙。每副牙齿各有四颗,在口腔上下两侧的四个方位各一颗。换牙时,新牙从后方推挤旧牙,直到把旧牙向前推出口腔,完成更替。

大象嘴里的臼齿(molar,简称M)一辈子更换六次,第一副牙叫M1,最后一副牙叫M6,右下图里的三角形代表牙齿从萌发到脱落的时间点。图片来源:参考文献1

研究人员发现,当大象旧牙未掉而新牙已萌出时,大象的体重好像会更重。如果对不同年龄的母象统计体重,会看到明显的波浪线状分布,而年龄与换牙周期密切相关。研究显示,当新牙和旧牙都能用于咀嚼时,大象的体重比旧牙完全掉落后更高。

虽然大象的六幅牙齿一幅比一幅大,但增加的体重并非源于嘴里的牙更沉。而是因为新旧两幅牙齿同时存在影响了食物消化过程。

更大的牙齿咀嚼面提高了咀嚼效率,这可能让大象吃下更多食物,或者把食物嚼得更加精细。这两种情况都能让大象摄入更多营养。对于后一种情况,咀嚼降低了纤维类食物的微粒大小,这有助于食草类动物吸收其中的养分。

论文作者之一、苏黎世大学比较消化生理学教授马卡斯·克劳斯(Marcus Clauss)表示,现在欧洲动物园很多动物都偏离了理想体重,向肥胖发展,大象也不例外。

在食物稳定的环境里,配合换牙加成,大象不长胖也难。

亚洲象(左)和非洲象(右)体重随年龄变化波动。图片来源:参考文献1

而这项研究的意义,在于促进动物园里的大象健康,在“细嚼慢咽”的换牙期,可能就要控制大象食物里的热量。过了换牙期,则不妨多喂一点。

之所以能发现这种体重的细微变化,也是源于动物园里提供的食物热量比较一致。在野外,由于大象的摄入和消耗波动很大,就难以发现换牙这个影响因素。野外观察固然能研究动物的许多“自然状态”,但动物园里的圈养动物,也同样能告诉我们许多大自然的秘密。(编辑:游识猷)

参考文献

  1. Schiffmann C, Hatt J-M, Hoby S, Codron D, Clauss M. Elephant body mass cyclicity suggests effect of molar progression on chewing efficiency. Mammalian Biology (2019). Doi: 10.1016/j.mambio.2018.12.004. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1616504718302866
  2. Elephant Weight Cycles with New Teeth. https://www.scientificamerican.com/podcast/episode/elephant-weight-cycles-with-new-teeth/

题图来源:Mister-E/ Wikimedia Commons

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全部评论(12)
  • 1楼
    2019-03-22 16:00 科学二百五木头

    看来现代化的生活不仅让人长胖,连动物园里的动物也得上了“富贵病”

    [1] 评论
  • 2楼
    2019-03-22 16:56 天降龙虾

    看来大象的牙通常是处在不够用的状态的。。。。。。

    [1] 评论
  • 3楼
    2019-03-22 17:28 在雨夜

    大象的六副牙齿,也是生来俱有的吗?

    [0] 评论
  • 4楼
    2019-03-22 18:59 cloudlone

    主要是大象的槽牙磨损快,你看纪录片里大象是吃树叶和草,果子,其实在野生环境下,缺乏食物时,大象还需要吃枯木枝,或者自动推倒树木吃树皮维生,导致牙齿磨损非常严重,于是在自然选择压力下就点出了换牙的技能点



    [1] 评论
  • 5楼
    2019-03-22 23:03 地球上的裸猿

    各种生物的演化路线,各有不同。。。
    ————
    没法,南方电信用户,回复一次会显示两次内容,不知道为啥?

    [1] 评论
  • 6楼
    2019-03-22 23:04 地球上的裸猿

    各种生物的演化路线,各有不同。。。
    ————
    没法,南方电信用户,回复一次会显示两次内容,不知道为啥?

    [0] 评论
  • 7楼
    2019-03-24 11:42 q68257962

    大象的牙齿模块设计寿命有50年,而人类的牙齿模块设计寿命只有30年。

    [0] 评论
  • 8楼
    2019-03-25 18:03 汉尼拔wang
    引用文章内容:前前后后一共要换六副牙

    去捡牙就行了,不用杀大象嘛~

    [0] 评论
  • 9楼
    2019-03-25 20:29 三重影
    引用@在雨夜 的话:大象的六副牙齿,也是生来俱有的吗?

    对,都是原装货

    [0] 评论
  • 10楼
    2019-03-26 10:35 在雨夜
    引用@q68257962 的话:大象的牙齿模块设计寿命有50年,而人类的牙齿模块设计寿命只有30年。

    都远超手机

    [0] 评论
  • 11楼
    2019-03-27 13:51 潜行影遁消失

    人类成年后长的智齿算不算第二次长牙

    [0] 评论
  • 12楼
    2019-04-02 14:40 hk_qma100

    类成年后长的智齿算不算第二次长牙

    [0] 评论

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