在今年的北京冬奧會上，大熊貓又露了一次臉，讓全世界人民為之驚喜，也導緻了“一墩難求”，不知道各位大小朋友是否已經實作了“冰墩墩自由”？
在研究大熊貓的十多年裡，我發現盡管大家都很喜愛大熊貓，但是對大熊貓的一些生物學知識和保護管理問題還不太清楚，甚至存在一定的誤解。
像上世紀七八十年代開始出現的一種論調，認為受到種群數量持續下降、遺傳多樣性低、繁殖能力低下以及專吃竹子等生物學特征的限制，大熊貓必将走向滅絕，它們将走向演化的盡頭，或者說演化的死胡同。時至近年，這一論調還不斷地被提起。在2009年，BBC媒體人Chris Packham就曾撰文表示：我們應該讓大熊貓滅亡，進而把更多資源投入到其他的動物上。
那實際情況是不是這樣呢？今天我将跟大家探讨一下四個問題：大熊貓的種群數量是否在下降？它的遺傳多樣性、繁殖能力是不是低？大熊貓對竹子到底适不适應？
大熊貓的數量，到底怎麼數？
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首先我們來了解一下大熊貓的種群數量。說起種群數量，實際問題就是大熊貓有多少隻，這也是很多人問我的。
▲ 大家以為……
那我們怎樣調查大熊貓的種群數量呢？這并不是我們去野外随便看一看、數一數就行的。大熊貓生活在崇山峻嶺之中，也被稱為“竹林隐士”，實際上很難在野外見到。怎麼辦呢？其實這主要靠大熊貓的一種特殊分泌物：便便。
▲ 實際工作……
上圖顯示的就是大熊貓的一團新鮮的竹筍糞。我們能看到，大熊貓的糞便裡有一節節咀嚼消化後的殘餘，我們稱之為“咬節”。咬節的長短跟年齡相關：咬節長的年齡大，咬節短的年齡小。再結合糞便之間的距離，就可以來識别個體。
比如當野外兩團糞便的距離大于1.5公裡，直接判定為兩隻個體；如果它們的距離小于1.5公裡，但是咬節的長度差異大于2毫米，也可以判定為兩隻個體。這都是經由大量資料統計後得出的結論。
基于這一原理，大陸目前已經開展了4次全國大熊貓調查，每10年一次。可能世界上沒有任何一個物種受到過這麼多的關注，投入過這麼多調查的人力、财力和物力。
最早的一次調查在上世紀70年代，發現了2459隻熊貓；第二次大熊貓調查在80年代，有1114隻。我們發現，大熊貓數量急劇下降了接近一半，也正是從那時開始，出現種群衰退的論斷。大家對大熊貓的命運是非常悲觀的，原因是當時發生了大規模的森林采伐。
▲ 第四次全國大熊貓調查結果，共1864隻(2015)
但是我們看到，第三次大熊貓調查和第四次大熊貓調查的結果分别是1596隻和1864隻。1864是最新的調查結果，可以發現它的種群數量是在持續增長的。這又是怎麼回事呢？
1998年長江大洪水之後，全國開始實行禁止天然林采伐工程。我們國家西南森林生态系統得到了很好的保護，大熊貓的栖息地逐漸恢複，是以種群數量也就自然開始增長了。
大家還可能會想：那些距離小于1.5公裡，咬節長度也小于2毫米的便便，就一定是一隻大熊貓了嗎？确實存在這個問題，這說明大陸大熊貓種群數量調查得到的結果還是一個很保守的估計。
為了更準确地調查種群數量，我們團隊進一步開發了分子糞便學方法——還是通過大熊貓的便便。
▲ 分子糞便學調查方法
新鮮的大熊貓便便外面有一層白色的黏液，這是大熊貓腸道粘液分泌後留下的，這個黏液裡有豐富的腸道脫落細胞。我們就可以從這些細胞裡提取到大熊貓的DNA，進而鑒定個體。這就類似于法醫在犯罪現場搜尋嫌疑人的血液或者毛發實作個體鑒定一樣。
▲ 左：王朗保護區大熊貓數量
右：Zhan XJ…Wei FW. Curr. Biol. 2006.
運用這種方法，我們在四川王朗自然保護區做了一項調查試點。通過對245份新鮮糞便進行分析，我們鑒定出了66隻大熊貓個體，這一數量遠高于第三次大熊貓調查的27隻，說明傳統調查方法大大低估了野生大熊貓的數量。是以估計野生大熊貓應該有2000多隻，這也證明了目前的大熊貓種群數量是持續增長的。
我們人類禁止直系血親和三代以内的旁系血親近親繁殖，因為近交繁殖會導緻遺傳多樣性下降：有害的基因有更高的機率純合，然後開始發揮作用。是以，遺傳多樣性低對一個群體的發展是不利的，遺傳多樣性高代表更高的演化潛力。
那麼，大熊貓數量相對較少，是不是意味着遺傳多樣性也低呢？
為了探讨大熊貓遺傳多樣性，我們團隊通過長期的樣品累積，對159隻野生大熊貓的遺傳資訊進行分析，發現跟其他熊類相比（如北極熊、眼鏡熊），大熊貓的遺傳多樣性是比較高的。這也說明大熊貓仍有較高的演化潛力。
大熊貓是“性冷淡”嗎？
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“演化盡頭論”還認為：大熊貓的繁殖能力很低。那是不是這樣呢？
大熊貓繁殖能力低的論斷主要來源于上世紀八九十年代在圈養大熊貓繁育中出現的“三難問題”，即發情難、配種受孕難以及幼崽存活難。那現在的情況變得怎麼樣了呢？
目前，大陸大熊貓圈養繁殖已經取得了巨大的成功，克服了繁育三難的問題。以幼崽存活難為例，早前野外大熊貓是很難撫育雙胞胎的，因為它不冬眠，在平常移動、覓食的時候隻能帶走一隻幼崽，另外一隻不得不舍棄。在動物園裡，它也是不能撫育兩隻幼崽的。
但是繁育人員發明了雙胞胎輪換喂養的方法：每天讓母熊貓喂養一隻幼崽，另外一隻由人工撫養，再輪換接受母乳喂養的方式，顯著提高了圈養大熊貓幼崽存活率。
▲ 成都大熊貓繁育研究基地繁育的大熊貓幼仔
目前圈養大熊貓繁育已經從重數量向重品質轉變。截止2021年10月，大陸圈養大熊貓已經有673隻，目前的繁育目标主要是盡量維持圈養大熊貓的遺傳多樣性，避免它們近親繁殖。
▲ 跟蹤佩戴GPS頸圈的野生大熊貓
大家可能會好奇：圈養大熊貓繁育很成功，那麼野生大熊貓怎麼樣呢？我們團隊為陝西秦嶺佛坪保護區的野生大熊貓佩戴上GPS頸圈，長期跟蹤觀察它們的求偶、交配、産崽、育幼等行為。
通過這十多年的研究，我們發現野外大熊貓的繁殖、育幼行為都是很正常的。在繁殖季節，一隻發情的雌性大熊貓會招來多隻雄性大熊貓進行聚集，那麼雄性大熊貓怎樣來決出它們的交配優先權呢？主要靠争鬥。
▲ 左上為勝利者，其餘均為失敗者
以上圖檔顯示這個繁殖場聚集了四隻雄性大熊貓，它們要通過打鬥決定交配優先權。這裡面有一隻獲勝，另外三隻失敗，其中有兩隻臉上還帶了傷痕，可見是經過了激烈的争鬥。我們也發現，在野外環境中，通常是體形大的、強壯的獲得優勝權。像大熊貓臉上這樣的傷痕，實際上也成為紅外相機方法識别大熊貓個體的一個依據。
▲ 大熊貓的求偶和交配
在10多年的野外研究中，我們觀察了幾十起大熊貓繁殖，它們的求偶、交配行為都是很正常的。
▲ 大熊貓産仔和育幼
我們也利用紅外錄影機對大熊貓的産崽和育幼行為進行了觀察研究，發現大熊貓能正常地在野外産崽、育幼。
每年的三四月份是大熊貓的發情期，母熊貓通常會懷孕五個月，在八九月份開始産崽。剛才提到，大熊貓通常隻撫育一個幼崽，因為它不冬眠。不像北極熊和棕熊，冬眠期過後，它們的幼崽其實已經長大了，可以出來自行行走。但大熊貓主要還是靠母熊貓的撫育。
▲ 野生大熊貓幼仔
一般等到幼崽長到一歲半或兩歲半的時候，母熊貓就會将幼崽趕出家門自立門戶。是以我們偶爾能在野外看到獨自生活的大熊貓幼崽，它們都很健康、正常地生活着。
無論是求偶、交配還是産崽、育幼，野生大熊貓的繁殖都是很正常的，是以它的繁殖能力并不低。
隻吃竹子的大熊貓活得好嗎？
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那麼我們再來看“演化盡頭論”的最後一個論點，認為大熊貓不能适應竹子。
▲ 大熊貓能适應低營養的竹子嗎？
大熊貓的“萌點”之一就在于它吃竹子，不像老虎、豹子吃肉那樣兇狠。但竹子是一種高纖維低營養的食物，大熊貓如何汲取足夠的營養來維持它的生長發育呢？
我們團隊長期研究發現，其實大熊貓已經在多個方面産生了很好的适應。
在形态上，上圖中紅色箭頭所示的就是大熊貓一個很特殊的結構，被稱為僞拇指或者第六指。它由大拇指側的一塊小骨頭膨大形成，進而跟大拇指進行對握，能夠靈活地抓握竹子，輔助覓食。在食肉目這樣一個很大的類群裡，隻有大熊貓和小熊貓擁有僞拇指，其他食肉動物都沒有這樣靈巧的抓握能力。
大熊貓頭腦圓圓滾滾的很可愛，是因為附着了發達的咬肌，便于咀嚼竹子。另外，大熊貓的臼齒是非常大而且平的，便于碾磨竹子。是以從形态上看，大熊貓已經對吃竹子有很好的适應。
竹子的營養并不高，是以大熊貓吃竹子是很挑剔的。在野外，它會選擇最有營養的竹子種類和部分。但當有竹筍的時候，它會優先吃竹筍；沒有竹筍的時候，它會吃竹葉和竹竿。竹葉和竹竿也是挑選一年生、剛長出來那種，是很新鮮、很嫩、很有營養的。那種多年生的，大熊貓基本上不會去吃。通過這種方式，大熊貓就能夠在有限的采食時間裡盡量多地獲得充足的營養。
此外，大熊貓在節約能量上也是有一系列政策的。我們團隊的研究發現，野生和圈養大熊貓的每日能量消耗率是非常低的，隻有它體型預測值的37%。這個數值與樹懶相似，比考拉還低。而我們知道樹懶和考拉是兩種移動很緩慢的動物。
▲ Nie YG…Wei FW. Science, 2015.
另外大熊貓不冬眠，它如何在寒冷的冬季維持恒定的體溫呢？通過紅外錄影機對大熊貓的體表進行測溫，我們發現大熊貓體表厚厚的毛皮可以維持恒定的溫度，跟沒有厚毛皮的狗和牛比，它的體表溫度是很低的。
在活動方式上，大熊貓也有不一樣的政策。通過在野外搜尋大熊貓糞便和采食痕迹，我們發現它們主要分布在一些廣闊的生境和平緩的山坡上；而在陡坡上、稠密的竹林和灌木中很難發現相關蹤迹。這實際上也是大熊貓節約能量的一種方式。
此外，大熊貓的另一個可愛之處在于“懶”。大家應該都知道，它行動遲緩，在野外也确實如此。通過野外GPS頸圈跟蹤就會發現，大熊貓的移動距離很短，平均每天移動的距離少于500米，而且50%的時間用來休息，另外50%的時間就用于采食，通過這種政策，就可以盡量減少它的能量消耗。
▲ Zhu LF…Wei FW. PNAS, 2011.
Huang GP…Wei FW. Cell Reports, 2022.
纖維素、半纖維素是竹子的主要成分，但人和其他哺乳動物是沒有能力消化纖維素、半纖維素的，因為我們哺乳動物不能合成纖維素酶，這主要就要靠腸道微生物來幫忙。研究顯示，在大熊貓的腸道微生物中，有一類梭菌可以分泌纖維素酶，進而很好地消化纖維素和半纖維素，以此提供營養；另外還有類丁酸梭菌，可以分泌丁酸鹽，進而增強磷脂類的合成代謝，用于機體發育、生長的需要。是以微生物在大熊貓的營養利用上發揮了很重要的作用。
以上這些研究顯示，其實大熊貓對竹子适應是很好的。
大家可能接下來會問：大熊貓專吃竹子，如果一旦沒有竹子了，那它們會不會餓死在野外？會不會出現這種情況？這種情況是可能存在的。因為竹子會開花，野外偶爾會發生大規模的竹子開花枯死。
▲ 開花的竹林
竹子是一種什麼植物呢？其實它是一種禾大學的植物。說起禾大學植物，大家會想到小麥和水稻，對吧？一年一個周期，會開花、結實，最後整個植株枯死。竹子也是如此，但幸運的是，竹子的開花周期是40-60年，是以在野外其實很難看到大規模竹子開花。即使在冬天，竹子也是綠油油的，也可以供大熊貓食用。
▲ 近期大規模竹子開花
1974-1977：岷山，138隻大熊貓死亡
1983-1988：邛崃，141隻大熊貓死亡
但在上世紀的70年代和80年代，還真發生了兩次大規模的竹子開花。一次是在四川的岷山山系，一次在邛崃山系。當時正值森林采伐高峰，栖息地破碎化特别嚴重，可能大熊貓的遷移擴散受到了影響，導緻在野外發現了一百多隻大熊貓的屍體。
▲ 喬治·夏勒：《最後的熊貓》（1993年）
全世界人民對大熊貓命運的關注從那個時候興起，著名的熊貓專家喬治·夏勒（George Schaller）博士在《最後的熊貓》一書中寫道，因為大規模竹子開花、人類盜獵以及栖息地破碎化的影響，對大熊貓的命運抱有比較悲觀的态度。也正是那時，全世界開始對大熊貓投入大量的保護資金。
野外大熊貓到底能不能應對大規模的竹子開花？其實是可以的。當時的野外研究發現，大熊貓有兩種方式應對大規模的竹子開花：一種是遷移擴散到其他地區，但如果栖息地破碎化很嚴重，确實可能會影響到大熊貓的遷移擴散；還有一種是覓食其他竹種。大規模的竹子開花通常是某一種竹子開花，而在大熊貓分布的六大山系裡，每個山系至少都有7種以上的竹子分布，是以還有其他竹種可以供大熊貓覓食。從這兩點出發，如果沒有栖息地破碎化嚴重的問題，大熊貓是能夠應對大規模的竹子開花枯死現象的。
那大熊貓為什麼會瀕危？
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以上四個方面表明，從生物學特征上看，大熊貓沒有任何問題。大家可能會問：那麼大熊貓為什麼會瀕危呢？
▲ 圖檔來自網絡
大熊貓有着800萬年的演化曆史，最古老的化石是在雲南發現的，距今有800萬年。在這800萬年的演化過程中，曾與大熊貓同時分布的劍齒象等動物已經滅絕了，而大熊貓幸存至今。這中間經曆了什麼？又是什麼因素導緻它瀕危的？
之前我們很難重構800萬年這麼長尺度的物種演化曆史，而且這些化石點都很分散，很難重構大熊貓的種群數量變化。
▲ Zhao SC...Wei FW. Nat. Genet. 2013.
現在随着技術的發展，通過對基因組水準變異的分析能夠重構一個物種過去幾百萬年的演化曆史。我們團隊通過測序大熊貓基因組，重構了大熊貓800萬年來的演化曆史。
大家能在上圖中看到兩個凹槽，這說明大熊貓在曆史上經過了兩次劇烈的種群數量下降。這是什麼原因造成的呢？主要是更新世倒數第二個冰期和末次冰期導緻的，也就是說，是古氣侯變化導緻的。而在1萬年以來，随着人類活動的劇烈增加，大熊貓種群被割裂為幾個孤立的地理種群。
是以我們說，是古氣侯變化和人類活動導緻了大熊貓瀕危，而不是它自身的生物學上有什麼問題。
是以，無論是從種群數量、遺傳多樣性、繁殖能力、對竹子的适應性，還是從驅動大熊貓瀕危的因素上看，大熊貓目前都生活得很好，它并沒有走到演化的盡頭。
今天還需要繼續保護大熊貓嗎？
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2016年有一個可喜的消息，世界自然保護聯盟根據大陸在大熊貓保護上取得的成效，将大熊貓受威脅等級從“瀕危”降到了“易危”，這也反映了大陸在保護大熊貓方面取得的顯著成效。
但另外一種聲音出現了，有人認為大熊貓已經不是瀕危物種，我們不再需要保護大熊貓了，是不是這樣呢？肯定不是這樣，對吧？我們很不容易取得了保護成效，還需要持續地保護，努力維持它們的生存狀況。
大熊貓目前還面臨着諸多威脅，首屈一指的就是栖息地喪失與破碎化。目前1864隻野生大熊貓生活在33個割離的地理種群中，其中有22個種群的個體數量小于30隻，有18個種群的個體數量小于10隻。也就是說，盡管野外有幾個很大的種群，但還有很多小的種群，這些種群的命運非常值得我們關注。
其次，犬瘟熱、寄生蟲等疾病導緻的大熊貓死亡案例時有發生。犬瘟熱是一種病毒病，會傳染。2014年底，陝西樓觀台圈養大熊貓繁育中心就發生了犬瘟熱，最終導緻了5隻大熊貓的死亡。這裡本來就隻有20多隻熊貓，是以對他們的熊貓種群形成了重創。目前科學家也正在加緊研究大熊貓的犬瘟熱疫苗。
此外，環境污染、全球氣侯變化等新型因素也在不斷地影響着野生大熊貓種群和栖息地。
大陸在2021年聯合國《生物多樣性公約》第十五次締約方大會上正式宣布設立大熊貓國家公園。大熊貓國家公園可以對之前很分散的大熊貓保護區進行整體保護，将之前不是保護區的區域納入進來，進而較好地解決栖息地破碎化的問題。
大熊貓國家公園的建立不僅保護了大熊貓，也保護了與大熊貓同域分布的8000多種野生動植物，保護了西南森林生态系統，這也是長江上遊的一個生态屏障。是以大熊貓國家公園的設立意義是非常大的，它不僅使大熊貓發揮了旗艦物種或者說明星物種的作用，也發揮了傘護物種的作用，給其他物種撐起了一把安全保護傘。
最後分享一個大家很關心的問題：保護大熊貓及其栖息地有什麼意義？或者說保護野生動物有什麼意義？甚至說保護生物多樣性有什麼意義？
早前我們沒有一個量化的名額，我們會說任何一種動物都是自然界食物鍊、食物網的一環，是生态系統的一環；如果缺失了，這個食物鍊和食物網就不完整了，生态系統就會失衡，就會産生很多問題。
現在我們團隊牽頭的一個國際團隊對大熊貓及其栖息地的生态服務價值進行了深入的評估，它主要包含三項服務。首先是供給服務，良好的生态系統可以為我們人類提供食物、幹淨的水；其次是調節服務，它可以調節大氣循環、水循環、土壤品質以及洪澇災害，甚至可以調節野生動物疫病發生的機率；最後一個就是文化服務。可愛的大熊貓和美麗的栖息地使人們願意花錢、買門票去觀賞欣賞它們。
把這三項服務加在一起，大熊貓每年的生态系統服務價值達到26億-69億美元，是大熊貓保護投入資金的10-27倍。這充分說明，對大熊貓及其栖息地的保護是非常值得的。這也诠釋了“綠水青山就是金山銀山”的生态理念，我們對生物多樣性進行保護是非常值得的。
在過去研究大熊貓的十多年裡，我們看到大熊貓的種群和栖息地狀況在不斷地好轉，發現野外大熊貓的機率也越來越高，大家可以通過自媒體欣賞到一些野外大熊貓的視訊。國家也在不斷出台新的保護措施。是以無論從生物學的角度還是從保護管理的成效上看，我都相信大熊貓将有一個美好的明天。