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Apr. 09 2019

換一次牙胖一次,大象一輩子要胖五次

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  • 西班牙巴塞羅那動物園中的非洲象。圖片來源:Michelangelo-36/Wikimedia Commons

  • 一隻未成年非洲象的牙齒,兩顆下牙後方能看到剛剛萌出的一對新牙。圖片來源:CT Cooper/Wikimedia Commons

  • 換大象嘴裡的臼齒(molar,簡稱M)一輩子更換六次,第一副牙叫M1,最後一副牙叫M6,右下圖裡的三角形代表牙齒從萌發到脫落的時間點。圖片來源:參考文獻1

  • 亞洲象(左)和非洲象(右)體重隨年齡變化波動。圖片來源:參考文獻1

肥胖是動物園動物的常見問題,但有人發現大象體重並非穩定地上升,而是波動地上升。

人在成年以後的很長時間裡,體重基本趨於穩定。除非你的生活方式有了巨大調整或出現某些健康狀況,你的體重可能長期保持在一個差不多的數字,或者緩慢上升(發福)。

體重,反映出一個個體的生活方式。體重改變反映出個體生活方式的改變。那麼,動物園裡生活日日沒啥變化的動物,體重應該是很穩定吧?

並沒有。

瑞士蘇黎世大學(University of Zurich)動物診所的克里斯提安.舒福曼(Christian Schiffmann)幾乎看遍了全歐洲動物園裡的大象,他觀察到了一個奇怪的現象。

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西班牙巴塞羅那動物園中的非洲象。圖片來源:Michelangelo-36/Wikimedia Commons

這些大象成年後的體重不是持續上升的,而是反覆呈週期性地上下波動。一頭人工飼養的大象,一生大概要胖出五個體重高峰。雖然隨著年齡增長,大象體重有明顯的上升趨勢,但為什麼有時候會特別重呢?

這項對大象體重週期的研究發表在《哺乳類生物學》(Mammalian Biology)期刊。為了搞清楚動物園大象體重為什麼會出現週期性波動,舒福曼和同事把目光投向瑞士兩所動物園的非洲象和亞洲象。他們發現,這種波動與季節變化無關,與母象生育也無關(未生育的母象體重也出現了類似的周期性變化),造成體重波動的原因竟然是:換牙。

獨特的牙齒更替過程讓大象在換牙時更容易長體重。

大多數哺乳動物只有乳牙和恆牙兩幅牙齒,比如人類,或者貓、狗。乳牙是出生後不久萌出的牙齒,在個體性成熟前(對人類來說是青春期前)會全部脫落,換上更大的恆牙與快速發育的身體配套。並且,這種更替通常是垂直進行,即恆牙「頂掉」上面的乳牙。

一隻未成年非洲象的牙齒,兩顆下牙後方能看到剛剛萌出的一對新牙。圖片來源:CT Cooper/Wikimedia Commons

然而,大象換牙不管在次數上還是形式上都與人類的體驗很不同。除了暴露在體外的兩根尖象牙(門齒)只在乳牙恆牙交替時更換一次外,大象口腔裡的槽牙(臼齒)一生會換五次,也就是說前前後後一共要換六副牙。每副牙齒各有四顆,在口腔上下兩側的四個方位各一顆。換牙時,新牙從後方推擠舊牙,直到把舊牙向前推出口腔,完成更替。

換大象嘴裡的臼齒(molar,簡稱M)一輩子更換六次,第一副牙叫M1,最後一副牙叫M6,右下圖裡的三角形代表牙齒從萌發到脫落的時間點。圖片來源:參考文獻1

研究人員發現,當大象舊牙未掉而新牙已萌出時,大象的體重好像會更重。如果對不同年齡的母象統計體重,會看到明顯的波浪線狀分佈,而年齡與換牙周期密切相關。研究顯示,當新牙和舊牙都能用於咀嚼時,大象的體重比舊牙完全掉落後更高。

雖然大象的六幅牙齒一幅比一幅大,但增加的體重並非源於嘴裡的牙更沉。而是因為新舊兩幅牙齒同時存在影響了食物消化過程。

更大的牙齒咀嚼面提高了咀嚼效率,這可能讓大象吃下更多食物,或者把食物嚼得更加精細。這兩種情況都能讓大象攝入更多營養。對於後一種情況,咀嚼降低了纖維類食物的微粒大小,這有助於食草類動物吸收其中的養分。

論文作者之一、蘇黎世大學比較消化生理學教授馬卡斯.克勞斯(Marcus Clauss)表示,現在歐洲動物園很多動物都偏離了理想體重,向肥胖發展,大象也不例外。

在食物穩定的環境裡,配合換牙加成,大象不長胖也難。

亞洲象(左)和非洲象(右)體重隨年齡變化波動。圖片來源:參考文獻1

而這項研究的意義,在於促進動物園裡的大象健康,在「細嚼慢嚥」的換牙期,可能就要控制大象食物裡的熱量。過了換牙期,則不妨多餵一點。

之所以能發現這種體重的細微變化,也是源於動物園裡提供的食物熱量比較一致。在野外,由於大象的攝入和消耗波動很大,就難以發現換牙這個影響因素。野外觀察固然能研究動物的許多「自然狀態」,但動物園裡的圈養動物,也同樣能告訴我們許多大自然的秘密。

 

參考資料:

  1. Schiffmann C, Hatt JM, 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/

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