Wie hat sich „GunGun“ in ein „lebendes Fossil“ verwandelt?

Kennen Sie die Antworten auf diese Fragen zu Großen Pandas?

Wie alt sind Große Pandas? Wie hat es Schritt für Schritt den langen Zeitraum von 8 Millionen Jahren überstanden? Große Pandas sind Bären. Warum ernähren sie sich also vegetarisch? Welche kleinen Tricks haben Große Pandas entwickelt, um Bambus zu fressen?

(Bildquelle: Veer-Fotogalerie)

Der Große Panda, ein Nationalheiligtum, hat den Spitznamen „GunGun“. Lassen Sie sich nicht von seinem niedlichen Aussehen täuschen, es verfügt über eine Menge Überlebensweisheiten, um als „lebendes Fossil“ bezeichnet zu werden. Laut Chen Qingheng, einem Forscher am Ökologischen Forschungszentrum des Chengdu Institute of Biology der Chinesischen Akademie der Wissenschaften , handelt es sich um „drei Urmenschen“: eine uralte Art in einem uralten Lebensraum, die sich von einer anderen uralten Art ernährt.

Uralte Arten verwandeln sich in „Refugien“ in „lebende Fossilien“

Unter „lebenden Fossilien“ versteht man Arten, die in der biologischen und geologischen Geschichte existierten und bis heute überlebt haben. Sie entwickeln sich langsam und behalten dennoch ihre ursprünglichen biologischen Eigenschaften.

Wenn wir von „lebenden Fossilien“ sprechen, müssen wir ein schwieriges Wort erwähnen: Reliktorganismen, also lebende Organismen derselben Art wie heute entdeckte Fossilien.

Große Pandas haben in der natürlichen geologischen Evolutionsgeschichte viele Perioden durchlaufen. Werfen wir einen Blick auf diesen langen Prozess:

Vor etwa 9 bis 8 Millionen Jahren, im späten Tertiär, tauchte der primitive Panda (Ailurarctos) erstmals auf der Erde auf.

Im frühen Pleistozän vor etwa 3 Millionen Jahren entwickelte sich aus einem der in China lebenden Hauptzweige ein Panda, der nur halb so groß war wie der heutige Große Panda und den Namen Ailuropoda micrta erhielt. Von diesem Zeitpunkt an entwickelte sich der Große Panda zu einem Allesfresser, der sich von Bambus ernährt .

Diese kleinen Großen Pandas überlebten etwa 2 Millionen Jahre und begannen, sich in die südlichen Wälder auszubreiten und sich an den dortigen Lebensraum anzupassen. Im mittleren und späten Pleistozän, vor 700.000 bis 500.000 Jahren, entwickelten sie sich zur Wulingshan-Unterart des Großen Pandas (Ailuropoda milanoleuca wulishansis), die etwas kleiner ist als der heutige Große Panda, also etwa 0,8- bis 0,9-mal so groß wie der heutige Große Panda. Seitdem sind sie zu Tieren geworden, die sich hauptsächlich von Bambus ernähren .

Im späten Pleistozän nahm die Unterart des Großen Pandas (Ailuropoda milanoleuea daconi) erneut an Größe zu, sie wurde etwa 1,2-mal so groß wie der heutige Große Panda und ernährte sich von da an hauptsächlich von Bambus.

Vor etwa 12.000 bis 11.000 Jahren erschien der niedliche moderne Große Panda. Das gesamte Verbreitungsgebiet des Großen Pandas hat sich im Laufe der Geschichte von Nordchina nach Südostasien an den östlichen Rand des Qinghai-Tibet-Plateaus und des Qinling-Gebirges zurückgezogen und sich in Gebieten wie dem Minshan-Gebirge, dem Qionglai-Gebirge und dem Xiangling-Gebirge in Sichuan, China, dem Südhang des Qinling-Gebirges in Shaanxi sowie einigen hohen Bergen und tiefen Tälern im Südosten von Gansu niedergelassen.

Restaurierung des ursprünglichen Pandas (Bildnachweis: gezeichnet von Mauricio Antón, bereitgestellt vom Zhaotong Cultural Relics Protection and Archaeology Institute)

In den letzten 8 Millionen Jahren sind unzählige Tiere ausgestorben. Warum ist es Großen Pandas gelungen, sich in „lebende Fossilien“ zu verwandeln? „

Moderne Große Pandas leben hauptsächlich im Hochgebirgsschluchtgebiet, wo der östliche Rand des Qinghai-Tibet-Plateaus in den westlichen Rand des Sichuan-Beckens übergeht, also in dem Gebiet, wo das alpine Vegetationsgebiet des Qinghai-Tibet-Plateaus in die feuchten Waldgebiete Ostchinas übergeht. Diese Übergangszone hat im Laufe der Geschichte viele wunderbare Veränderungen erlebt. Die wichtigste Veränderung dabei – die Auswirkungen des Voranschreitens und Zurückweichens der Eiszeit – hat viel mit dem Überleben und der Fortpflanzung der Großen Pandas zu tun.

Die Gletscher am östlichen Rand des Qinghai-Tibet-Plateaus sind Gebirgsgletscher. Während der Eiszeit wäre das Land hier nicht mit so großen Mengen Eis und Schnee bedeckt wie in Grönland oder der Antarktis, was bei fast allen Arten keinen verheerenden Schaden anrichten würde. Wenn in den Bergregionen im Westen Sichuans die Eiszeit kommt, dehnen sich die Gletscher aus und erstrecken sich entlang der Bergtäler nach unten, und auch die Großen Pandas und einige andere Arten ziehen sich nach unten zurück. Nach der Eiszeit (Zwischeneiszeit) erwärmt sich das Klima und die Temperatur steigt, die Berggletscher ziehen sich entlang der Täler nach oben zurück und auch die Großen Pandas und einige andere Arten breiten sich entlang der Täler nach oben aus, das heißt, sie „rücken mit den Gletschern vor und zurück“.

Daher konnten in den westlichen Bergen Sichuans (innerhalb des „Westchinesischen Regenschutzes“) Tiere wie der Große Panda, der Goldmeerkatze, das Gnu, der Rote Panda, der Grünschwanzfasan, der Goldfasan, das Bergrebhuhn und Pflanzen wie die Davidia involucrata, die Eibe, der Süßholzbaum und der Klee als seltene Arten erhalten werden. Unter ihnen werden der Große Panda, Davidia involucrata und andere Tier- und Pflanzengruppen auch als „lebende Fossilien“ bezeichnet.

Dieser glückliche Ort, der während der Eiszeit Organismen vor dem Aussterben bewahrte, wird in der Geschichte der biologischen und geologischen Evolution als „biologischer Zufluchtsort“ bezeichnet. Es ist auch der Ort, an dem Organismen nach der Eiszeit wieder aktiv wurden und neue Arten entstanden, was es zum Ort mit der größten Artenvielfalt macht . Der Große Panda, eine uralte Art, hat von Generation zu Generation in Lebensräumen wie dem „biologischen Zufluchtsort“ Härten überlebt.

Es ist offensichtlich ein Bär. Warum entscheiden Sie sich, Vegetarier zu sein?

„Huahua“, der Bambus isst (Bildnachweis: Qiu Yingying)

Die Vorfahren der Großen Pandas ernährten sich hauptsächlich von Fleisch, das sozusagen an der Spitze der Nahrungskette stand. Später wurden sie Vegetarier, was auch durch objektive Bedingungen bedingt war.

Frühe Große Pandas hatten scharfe Eck- und Reißzähne, einen kurzen Darm und die Verdauungsphysiologie eines Fleischfressers, aber sie waren nicht so wild und wendig wie andere Fleischfresser (wie Tiger und Leoparden). Wenn die Fleischquelle nicht ausreichte, blieb ihnen nichts anderes übrig, als sich andere Nahrung zu suchen und sie entwickelten sich allmählich zu Pflanzenfressern. Warum wurde unter so vielen Pflanzen Bambus ausgewählt?

Pflanzenfresser wie Kaninchen und Antilopen sind flink bei der Nahrungsbeschaffung, während Rinder über Pansen verfügen, in denen sie Nahrung speichern und sie dann in einer sicheren Umgebung wieder auswürgen können, um sie dort langsam zu verdauen. Der Große Panda verfügt weder über eine solche Beweglichkeit noch über die Organstruktur des Pansens, deshalb hat er „einen anderen Ansatz gewählt“ und sich für Nahrung entschieden, die andere Tiere nicht fressen. Außerdem kam es zu einigen genetischen Mutationen im Zusammenhang mit der Nahrungsaufnahme und Verdauung, wodurch sich eine einzigartige Ernährungsgewohnheit herausbildete: Pfeilbambus war das Grundnahrungsmittel, mit dem die Pflanze koexistierte, gedieh und sich gemeinsam mit ihm entwickelte. In den Jahren der Bambusblüte oder wenn er in den Laubwald kommt und keinen Bambus findet und Nahrung knapp ist, frisst er auch die zarteren Blätter und Spitzen der Laubbäume sowie Gras und macht gelegentlich sogar Jagd auf Kleintiere. Allerdings waren mehrere Arten der Gattung Bambusa schon immer die Hauptnahrung der Großen Pandas.

Die Entscheidung des Großen Pandas, sich „vegetarisch“ zu ernähren, hängt auch mit seinem ursprünglichen Lebensraum zusammen. Lebensraum, auch Habitat genannt, ist ein allgemeiner Begriff für die Ökologie und Umwelt innerhalb des Lebens- oder Aufenthaltsbereichs biologischer Populationen oder Gemeinschaften.

Die Fauna des Großen Pandas hat in ihrer biogeologischen Geschichte und ihrem Lebensraum mehrere komplexe Entwicklungen durchlaufen und sich schließlich für ein großes Gebiet mit immergrünen Nadelwäldern aus kalt-gemäßigtem subalpinem Klima in der Mitte des vertikalen Zonenspektrums am östlichen Rand des Qinghai-Tibet-Plateaus als Hauptlebensraum entschieden. Der kaltgemäßigte Nadelwald besteht hauptsächlich aus immergrünen Nacktsamern der Gattungen Abies und Picea aus der Familie der Kieferngewächse. Zu den vorherrschenden Pflanzen gehören Arten wie Abies dasyphylla, Abies yunnanensis, Abies schuppige Rinde, Abies hupensis, Abies ovata, Abies minjiangensis, Fichte, Picea lijiangensis und Picea purpurogena. Die Gymnospermen, die Vorfahren dieser Pflanzen, lassen sich bis ins Devon vor 395 bis 345 Millionen Jahren zurückverfolgen. Moderne Nacktsamer, insbesondere die Tannen- und Fichtengewächse, die den Lebensraum des Großen Pandas bilden, traten im Tertiär vor 65 bis 2,6 Millionen Jahren auf und überlebten die quartäre Eiszeit.

Große Pandas wählen kaltgemäßigte, subalpine, immergrüne Nadelwälder als ihren Lebensraum, hauptsächlich weil deren Lebensraumeigenschaften stabil und sicher sind. Es ist warm, kühl und feucht, was für Große Pandas sehr angenehm ist. Der subalpine immergrüne Nadelwald ist die oberste zonale Pflanzengesellschaft und das höchste Stadium der regionalen Vegetationsentwicklung und -sukzession. Daher gibt es keine starken externen Störungen. Zudem ist er in hochgelegenen Bergschluchten beheimatet und der Lebensraum ist relativ rau, so dass der Große Panda nur wenige Konkurrenten hat. Umfragedaten zufolge liegt der relative Vorkommensanteil von Großen Pandas in Nadelwaldhabitaten bei über 60 % und die Vegetationsart, in der sie sich am liebsten aufhalten und bewegen, sind hauptsächlich Tannenwälder. In diesem Gebiet lebt die größte zusammenhängende Population an Großen Pandas in China.

Welche kleinen Tricks haben die Großen Pandas im Laufe der Evolution angewandt, um Bambus zu fressen?

Wie oben erwähnt, entscheiden sich Große Pandas aufgrund einiger objektiver Bedingungen für eine „vegetarische“ Ernährung. Damit Große Pandas jedoch gut und satt essen können, haben sich sowohl ihre Nahrung als auch die der Tiere gemeinsam entwickelt.

Das Hauptnahrungsmittel des Großen Pandas ist Bambus, ebenfalls eine uralte Pflanze. Die weltweite Herkunft des Bambus, insbesondere seine biogeologische Geschichte und die Entwicklung seiner geografischen Verbreitung, ist eine von der internationalen botanischen Gemeinschaft anerkannte Forschungsschwierigkeit. Nach Forschungen glauben Wu Zhengyi, ein berühmter chinesischer Botaniker, und andere, dass die Pflanzen der Gattung Poaceae (einschließlich der Bambusoideae) in der Oberkreidezeit auf dem Kontinent Gondwana entstanden. Dies bedeutet, dass der Ursprung des Bambus spätestens vor 65 Millionen Jahren liegen dürfte.

Bambus ist die größte Unterfamilie der einkeimblättrigen Pflanzenfamilie Poaceae mit etwa 115 Gattungen und mehr als 1.500 Arten weltweit und weit verbreitet in tropischen, subtropischen und warmen Regionen. Es gibt eine alpine Bambusgruppe namens Fargesia, die als dominierende Art in der Strauchschicht des kalt-gemäßigten subalpinen immergrünen Nadelwaldes vorkommt. Werden die Tannen und Fichten in der oberen Baumschicht vernichtet, entwickeln sich aus Sicht der Waldschädigung und -sukzession die Bambusse in der Strauchschicht zu Bambusdickichten.

Als dominierende Art und gesellschaftsbildende Art in der Strauchschicht subalpiner immergrüner Nadelwälder weist der Pfeilbambus eine große Individuenzahl und eine hohe Wuchsdichte auf. Bambus vermehrt sich ungeschlechtlich mit einer hohen Iterationsgeschwindigkeit. Daher können diese Eigenschaften des Pfeilbambus den Nahrungsbedarf von Großen Pandas decken. Pflanzen der Gattung Phyllostachys sind die Grundnahrungsmittel des Großen Pandas und werden als Grundnahrungsmittelbambus bezeichnet. Dies ist auch das Ergebnis der Koevolution.

Felduntersuchungsdaten zufolge ist die Anzahl der Aktivitätsspuren des Großen Pandas im Wald des Kaltpfeilbambus (Bashania fangiana) mit 52,92 % der Gesamtzahl der Spuren in der Region am größten, gefolgt vom Kurzkegel-Jadebambus (Yushania breuipaniculata) mit etwa 17,18 % und an dritter Stelle steht der Stabbambus (Fargesia robusta) mit etwa 17,04 %. Andere Arten von Pfeilbambus, die Große Pandas häufig fressen, sind: Augustbambus (Chimonobambusa szechuanensis), Dorniger Schwarzer Bambus (Chimonobambusa neopurpurea) und Westchinesischer Pfeilbambus (Fargesia nitida).

Während des Evolutionsprozesses haben auch die Großen Pandas sehr hart daran gearbeitet, Bambus zu fressen, und es kam zu einer Reihe von Veränderungen, wie zum Beispiel:

1. Ändern Sie Ihre Ernährung und erhöhen Sie Ihre Nahrungsaufnahme

Große Pandas waren ursprünglich Allesfresser und ihre Ernährung dürfte der der heutigen Bären ähnlich gewesen sein. Sein Darm ist sehr kurz und Bambus ist aufgrund seiner kompakten Struktur, der groben Fasern und des geringen Nährstoffgehalts schwer verdaulich. Deshalb verbringen Große Pandas jeden Tag viel Zeit damit, viel Bambus zu fressen, um den Bedarf ihres Stoffwechsels zu decken und normale Körperfunktionen sicherzustellen. Ein ausgewachsener Großer Panda mit einem Gewicht von 100 kg verbringt beispielsweise 12 bis 18 Stunden am Tag mit Fressen: Ernährt er sich von Bambusstängeln, beträgt die tägliche Nahrungsaufnahme etwa 17 kg; wenn es sich von Bambusblättern ernährt, beträgt die tägliche Nahrungsaufnahme etwa 10 bis 14 kg; Ernährt er sich von Bambussprossen, beträgt die tägliche Nahrungsaufnahme etwa 40 kg.

2. Radiusentwicklung

Im Laufe der Evolution konnten sich die Körpergröße und die Essgewohnheiten des Großen Pandas nicht an die veränderten Lebensräume anpassen und er wäre zusammen mit seinen Zeitgenossen wie Säbelzahnelefanten und Säbelzahntigern ausgestorben. Allerdings rettete ihn seine Natur als Allesfresser und führte dazu, dass er sich zunehmend für die pflanzenfressende Ernährung interessierte. Um sich noch besser an das Fressen von Bambus anzupassen, haben Große Pandas an ihren Handgelenken einen Knochen namens radiales Sesambein entwickelt, mit dem sie die Bambusstangen besser greifen können und ein Abrutschen verhindern.

Große Pandas greifen und kauen Bambus (Foto von Sharon Fisher, mit freundlicher Genehmigung von Wang Xiaoming)

3. Sonstige Änderungen

Um sich an die extrem niedrige Energieaufnahmerate des Bambus anzupassen, haben Große Pandas außerdem eine erstaunlich niedrige Stoffwechselrate entwickelt, darunter eine genetische Mutation, die das Fleisch ungenießbar macht. Dies ist auch das Ergebnis der allmählichen Entwicklung einer besonderen biologischen und ökologischen Lerngewohnheit der Großen Pandas, die darin besteht, Pfeilbambus als Hauptnahrungsmittel zu fressen, nachdem sie eine Vorliebe für das Fressen von Bambus entwickelt hatten.

Fargesia spathacea Franch

Abschluss

Verstehen Sie jetzt die Überlebensweisheit von „GongGong“?

Der Große Panda lebt in seinem natürlichen Lebensraum in einer subalpinen Nadelwaldvegetation aus kaltgemäßigten Fichtenpflanzen aus der Tertiärzeit und ernährt sich von Gräsern und Bambuspflanzen aus der Tertiärzeit. So hat er schließlich 8 Millionen Jahre erfolgreich überlebt . Dies ist eine einzigartige und seltene biogeografische Gemeinschaftslandschaftskarte. Es ist nicht nur ein Zufall der biologischen Evolution, sondern auch ein Meisterwerk!

Autor: Qiu Yingying

Autoreinheit: Chengdu Institute of Biology, Chinesische Akademie der Wissenschaften, Chengdu-Zweigstelle der Chinesischen Akademie der Wissenschaften

Besonderer Dank an: Chen Qingheng, Forscher am Ökologischen Forschungszentrum, Chengdu Institute of Biology, Chinesische Akademie der Wissenschaften

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