哺乳动物,顾名思义,分泌乳汁喂养宝宝的动物。
哺乳期间,雌兽的乳腺发育,生产含有免疫细胞、抗体、蛋白质、脂肪和糖分的乳汁。营养丰富的乳汁给宝宝提供成长的力量,应对生存的艰辛。
陆地、海洋动物的生活环境不同,乳汁成分也各有不同。所有哺乳动物中,最独特的乳汁是鸭嘴兽的,我们先来看其他动物的特点,再讲鸭嘴兽的与众不同。
陆地哺乳动物,猪马牛羊猫狗,哺乳期时外表上有明显膨胀的乳房,储存乳汁,喂养宝宝。生活在海洋里的哺乳动物,却跟陆生动物有点儿不一样,单从外表上看不到乳房和乳头,统统藏在身体里面。乳房和乳头藏在体内有两个优势,一是保持流线型身材,减少游泳时的体表阻力;二是保持乳腺的温度,在冰冷水里,裸露的器官散热更快。
海洋哺乳动物的喂食地点分两处,一处在陆地上,另一处在海洋里。海象、海豹、海狮在陆地上哺乳,它们的肚脐两侧各有一条褶皱裂缝,哺乳器官收缩在褶皱内。喂食宝宝的时候,褶皱里的乳头会伸出体表,宝宝像其他陆生动物一样趴在妈妈的肚皮上吮吸吃奶。
在海洋里哺乳的鲸鱼,跟海豹一样,哺乳器官藏在肚皮上的褶皱裂缝里。不过鲸鱼宝宝跟海豹宝宝不一样,不会吮吸。只有一个尖尖的吻部,没有嘴唇的鲸宝宝,在吃奶时,吻部贴到妈妈的哺乳裂缝处,卷起舌头等着。这时鲸妈妈会动用腹肌,把乳汁挤进宝宝嘴里。
除了哺乳器官位置的不同之外,海洋哺乳动物和陆生的乳汁成分构成也有显著不同。
海洋哺乳动物的乳汁更加浓缩粘稠世界上有5600种哺乳动物,哺乳期长短各不相同。最短的哺乳期,只有4天。最长的哺乳期,长达3年。
哺乳时间不同,乳汁的成分也不同。简单规律是,哺乳时间越长的动物,乳汁里的营养成分越少。素食的黑犀牛哺乳期有2年,它的乳汁里脂肪含量只有0.2%,这是脂肪含量最低的乳汁。灵长类的哺乳期通常都比较长,乳汁也比较稀薄。灵长类乳汁里的脂肪和蛋白质含量低,糖类含量比较高。妈妈的身体机能,做不到长时间提供营养丰富的乳汁,只好往里面多掺点水了。相比其他动物,人类乳汁里的“水分”最大。人类乳汁里,脂肪占比为4.1%,蛋白质0.8%,糖类6.8%。比较一下,吃草的兔子乳汁里,脂肪蛋白质糖类占比为:15.2%,10.3%,1.8%。哺乳期长达两年的非洲象乳汁里,脂肪蛋白质糖类占比为:5%,4%,5.3%。小兔和大象乳汁里的脂肪和蛋白质含量都高于人类,奶水都比人类的要粘稠。
跟陆生动物不一样,海洋哺乳动物的乳汁里,脂肪比例非常高。水传热比空气更快,海水带走热量的速度比空气要快25倍。恒温的海洋哺乳动物需要厚实的脂肪,隔离冷水,保持身体温度。动物妈妈的乳汁里含有大量的脂肪,能让宝宝快速长胖,裹上一身肥肉大衣去抵抗寒冷的海水。
哺乳期最短的动物是冠海豹(Cystophora cristata),只有4天。冠海豹乳汁里脂肪含量超过了60%。哈根达斯冰淇淋中热量最高的夏威夷果仁味,里面含有的脂肪比例是21%。冠海豹乳汁里的奶油比哈根达斯还要多3倍。海豹宝宝每天要吃下8公斤的奶油乳汁,过了4天到断奶时,体重能增加一倍,长出一身厚厚的脂肪。
蓝鲸是世界上体型最大的动物,它的寿命跟人类差不多(80~90年),哺乳期时长也差不多(半年到1年半)。但是蓝鲸乳汁里的脂肪和蛋白质含量是39.4%和11.3%,浓度超过人类的10倍。
除了陆地和海洋哺乳动物,还有一种哺乳动物的哺乳方式,跟大家都不一样,它是长相奇特的鸭嘴兽。[头条-法兰西is培根-未经授权请勿转载其他平台]
鸭嘴兽的哺乳鸭嘴兽,看上去像是一种拼装的动物。嘴壳像鸭子,披着皮毛的外形像水獭,趾间有蹼,像水獭一样在河里游泳潜水。不过鸭嘴兽的四肢不像水獭一样长在身体下面,而是位于身躯的两侧,走起路来,像鳄鱼一样,肚皮贴地左右扭动。
鸟类、兽类、爬行类组装在一起,就是鸭嘴兽。它大部分时间都生活在河流湖泊中,只有睡觉时才回到陆地,躲进栖身的洞里。除了外貌以外,鸭嘴兽的孕育也组装了各类动物的方式。它像鸟类和爬行动物一样下个蛋,然后孵蛋。当宝宝破壳而出后,妈妈像胎盘类哺乳动物一样用乳汁喂养宝宝。
身长40厘米的鸭嘴兽,体重超过1公斤,产下的蛋却非常小。蛋的直径只有1厘米,长度不足2厘米,比鸽子蛋还要小。小蛋里孵化出来的宝宝身长只有1.5厘米,跟指甲盖一样大,妈妈要持续哺乳4个月才能把它们喂养长大,带出门去游水捕食。
鸭嘴兽生活在澳大利亚大陆,18世纪第一只鸭嘴兽标本从澳洲运到欧洲。初见鸭嘴兽,包括英国自然博物馆馆长在内的生物学家们,都认为这是一只伪造的动物。有人把各种动物肢体缝合在一起做成了鸭嘴兽。
在核实了标本不是其他动物拼装起来的恶作剧之后,生物学家犯难了,不知道该把鸭嘴兽归于哪类动物。后来德国解剖学家在鸭嘴兽身上发现了微小的乳腺导管,才把它归于哺乳动物类。可是解剖学家却找不到它的乳房和乳头,就算鸭嘴兽有乳头,生物学家也猜不出来,长着一张鸭子嘴的宝宝要怎样吮吸乳汁。
谜题直到19世纪才解开,在澳洲驻扎的英军中尉,找到了鸭嘴兽的洞穴,发现了正在养育宝宝的鸭嘴兽。鸭嘴兽的乳汁从腹部皮肤里渗出来,积攒在肚皮上的凹槽中。宝宝趴在妈妈的肚皮上,舔舐乳汁。妈妈就像出汗一样,从皮肤上排出乳汁喂养宝宝。
在演化路上,1.6亿年前,鸭嘴兽祖先从哺乳动物族谱上分离出去,独自发展。同时具有哺乳动物、爬行动物和鸟类混杂特征的鸭嘴兽,被认为是一种“原始低等的”动物,勉强才挤进了哺乳动物的队伍,排在哺乳动物的歧视链最底端,可鸭嘴兽真的是原始低级吗?
哺乳动物分为三个亚纲,原兽亚纲,包括鸭嘴兽和针鼹;后兽亚纲,包括袋鼠考拉在内的有袋动物;真兽亚纲,包括人类在内的胎盘动物。
鸭嘴兽和有袋动物在与其他大陆隔离的澳洲大陆上独立生活,胎盘动物在其他大陆上演化发展。1.6亿年的岁月,没有谁能一直停滞在古老的旧时光里。生活在澳洲大陆的原兽亚纲,很多动物走到了演化的尽头,消失在历史中,而鸭嘴兽存活到现在。
相比其他大陆上的哺乳动物,鸭嘴兽居住区域范围小,竞争平缓,它在自己的环境中演化发展。鸭嘴兽成为了达尔文“适者生存”的有力证据,自然选择不会保留一个无用的器官,新生器官虽然发育不全,可在每个演化阶段都有用,就像鸭嘴兽缺失乳头的哺乳器官一样。
缺失乳头的鸭嘴兽,在喂养宝宝时,乳汁面临着细菌的威胁。裸露在皮肤外面的乳汁容易混杂外界的细菌、微生物,娇小的宝宝吃进去后会被细菌感染闹肚子。这时鸭嘴兽妈妈发明一个大招应对细菌,它在乳汁中加入一种抗菌蛋白质,帮助宝宝抵抗细菌。这种抗菌蛋白质只有鸭嘴兽才有,其他动物都没有。虽然鸭嘴兽没有配备其他动物的哺乳工具,但是它在喂养宝宝时,丝毫不逊色于其他动物。
澳大利亚国家研究机构,组队研究鸭嘴兽的抗菌蛋白。上图是团队复制出来的抗菌蛋白质三维折叠结构。之前,生物学家从来没有见过这种特殊的折叠方式。
新型蛋白质抗菌原理是不是跟它的折叠结构有关?能不能合成这种特殊结构的蛋白质用于制药?团队继续做研究。
在抗生素滥用的今天,细菌对抗生素的耐药性愈加严重。不仅仅是人类,其他动物身体里也查验出多种抗生素的踪迹。而细菌微生物,在与抗生素对抗的战斗中,越战越勇,强盛发展。如果我们换一种武器,用天然蛋白质代替抗生素对抗细菌,将是医药史上的重大突破。
近代科学迄今发展了600年的时间,而生命已经在地球上演化了36亿年。当科技走到困境时,我们不妨把求救的目光投向自然界。在某只我们认为是“原始低等”的动物身上,早已写好了解决难题的答案。
附:今天继续更新自然界里的秘密系列文章,这是第35篇:哺乳动物鸭嘴兽。
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