上海和雅安兩地不同育幼方式大熊貓幼仔生長發(fā)育的初步研究

褚青坡， 俞錦華， 孫強， 徐春忠， 謝春雨， 閔迎國， 金曉軍， 曾文， 李德紅， 吳鋒*

(1.上海野生動物園，上海201399； 2. 中國大熊貓保護(hù)研究中心，四川雅安625007)

大熊貓Ailuropodamelanoleuca是我國特有的瀕危野生動物，被譽為“國寶”和“活化石”。近年來，棲息地破碎化、種群交流匱乏、疾病困擾、氣候變化等問題仍威脅著大熊貓的生存。因此，國家在加強保護(hù)大熊貓自然棲息地的同時，還開展了圈養(yǎng)條件下的繁殖工作(劉定震等，2001)。1963年，北京動物園首次在人工圈養(yǎng)條件下成功繁育大熊貓(北京動物園，1974)。多年來，北京動物園、中國大熊貓保護(hù)研究中心、成都大熊貓繁育研究基地等單位共同努力，攻克了大熊貓人工繁殖的3大難題——配種難、受孕難、幼仔存活難，幼仔成活率達(dá)到79.8%(張和民，王鵬彥，2003；趙學(xué)敏，2006)。目前，圈養(yǎng)大熊貓的育幼主要分為母獸哺育、人工輔助育幼和全人工育幼3種方式。根據(jù)母獸及幼仔的不同情況，選擇不同的育幼方式，不斷改進(jìn)各項技術(shù)，幼仔成活率進(jìn)一步提高到90.32%(王鵬彥等，2003)。2015年全國第四次大熊貓調(diào)查報告顯示，圈養(yǎng)種群數(shù)量達(dá)到375只。

大熊貓喜氣侯溫暖、雨量充沛的陰濕涼爽環(huán)境，主要分布在我國四川、陜西和甘肅等高海拔地區(qū)。目前，關(guān)于大熊貓幼仔生長發(fā)育的主要研究地集中于四川成都、臥龍、雅安等高海拔地區(qū)，及低海拔的北京。但同時研究高、低海拔并綜合考慮海拔和育幼方式2種因素下大熊貓幼仔生長發(fā)育差異的報道少。2016年，國家林業(yè)局綜合考慮大熊貓種群安全、科研技術(shù)力量及滿足公眾科普宣傳等現(xiàn)實需要，提出陸續(xù)在北京、上海、廣州設(shè)立中國大熊貓保護(hù)研究中心3大分基地。上海平均海拔2.19 m，屬北亞熱帶季風(fēng)氣候。在海拔、溫濕度、植被類型等方面，上海野生動物園所在地與大熊貓棲息地差異較大，大熊貓幼仔在上海的生長發(fā)育情況可能有別于大熊貓棲息地。因此，本文對上海野生動物園內(nèi)4只大熊貓幼仔以及中國大熊貓保護(hù)研究中心雅安碧峰峽基地5只大熊貓幼仔進(jìn)行研究，比較人工輔助育幼及母獸哺育下大熊貓幼仔生長發(fā)育的差異，為今后大熊貓在低海拔地區(qū)的育幼提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗時間與地點

2016年9月—2018年4月，在上海野生動物園(低海拔組，平均海拔約6 m)和中國大熊貓保護(hù)研究中心雅安碧峰峽基地(高海拔組，平均海拔約1 000 m)分別進(jìn)行試驗。

1.2 試驗對象

以上海野生動物園內(nèi)的4只大熊貓幼仔為研究對象，選取中國大熊貓保護(hù)研究中心雅安碧峰峽基地母獸體況、產(chǎn)仔情況相似的5只大熊貓幼仔作為對照(表1)。

1.3 試驗方法

1.3.1動物分組根據(jù)育幼方式，將9只大熊貓幼仔分為人工輔助育幼組和母獸哺育組，每種育幼方式下至少雌雄各1只(表1)。對每只大熊貓幼仔進(jìn)行生長發(fā)育監(jiān)測，記錄體質(zhì)量、體長、體溫、飲食等相關(guān)數(shù)據(jù)。以幼仔出生當(dāng)天計為幼仔0日齡(0 d)，之后為1 d、2 d……

1.3.2人工輔助育幼上海野生動物園內(nèi)1對大熊貓龍鳳胎幼仔的育幼根據(jù)具體情況采用母獸哺育與人工育幼相結(jié)合的方法。幼仔交換的時間間隔由幼仔吃奶量及健康狀況決定，一般情況下，0～30 d內(nèi)每隔3～5 d交換1次由母獸哺育，出生后前幾天保證幼仔足量的初乳，如有必要取仔時，要特別小心避免造成幼仔和人員的傷害；31～120 d每隔10 d輪流替換由母獸哺育，此時幼仔處于快速生長期，人工育幼時要保證幼仔營養(yǎng)均衡，避免出現(xiàn)拉稀等影響生長的狀況；120 d后，2只幼仔狀況已相對穩(wěn)定，母獸同時帶2只幼仔壓力較小，故由母獸帶仔。具體人工哺育方法、環(huán)境控制等參考黃祥明等(2001)、李德生等(2002)和王鵬彥等(2003)。大熊貓幼仔的食譜詳見表2。

表1 9只大熊貓幼仔基本信息Table 1 Basic information of 9 giant panda cubs

表2 不同時期食物配方、飼喂量變化表Table 2 The recipe and feeding volume at different periods

1.3.3母獸哺育母獸產(chǎn)下單胎且有能力帶仔時采用母獸哺育的方式。保證產(chǎn)房通風(fēng)、避光，保持衛(wèi)生清潔干凈和周圍環(huán)境安靜，室內(nèi)溫度保持在20 ℃左右，濕度為55%～75%(魏榮平等，1997)。

1.3.4相關(guān)指標(biāo)的監(jiān)測根據(jù)實際情況進(jìn)行取仔和測定相關(guān)指標(biāo)，記錄幼仔的生長(體質(zhì)量、體長、頭長等)、發(fā)育(牙齒、四肢、毛發(fā)等的發(fā)育狀況)、飼喂(母乳、人工乳次數(shù)及質(zhì)量)、排泄(大便、小便次數(shù)及質(zhì)量)、生理及環(huán)境變化檢測(體溫、保育箱溫度、室內(nèi)溫濕度等)等。為了避免人為因素導(dǎo)致的偏差，各指標(biāo)的監(jiān)測均由同一人測量。采用電子秤稱重，精確度為0.01 g；采用皮尺測定體尺，精確度為0.1 cm；測3次取平均值。

1.4 Chapman生長模型

大熊貓幼仔出生時先天發(fā)育不全，其生長模型不同于普通的Logistic、Gompertz等模型。Che等(2015)利用Chapman生長模型很好地模擬了中國大熊貓保護(hù)研究中心2003—2012年出生的大熊貓幼仔0～120 d的生長曲線，即：Wt=Wo+a(1-e-bt)c，其中，Wo為大熊貓幼仔初生體質(zhì)量(g)，Wt為相應(yīng)t日齡(d)時的體質(zhì)量(g)，a為漸進(jìn)體質(zhì)量(g)，b為生長參數(shù)，c為衰減參數(shù)。由于數(shù)據(jù)量較小，本文僅對高、低海拔2組大熊貓幼仔進(jìn)行曲線擬合，比較分析兩地大熊貓幼仔生長發(fā)育差異，并與Che等(2015)的研究結(jié)果進(jìn)行對比，分析低海拔地區(qū)大熊貓幼仔的生長發(fā)育規(guī)律是否正常。

1.5 統(tǒng)計方法

用SPSS 20.0的非線性模型對大熊貓幼仔的體質(zhì)量和日齡進(jìn)行統(tǒng)計分析，模擬生長曲線，以復(fù)相關(guān)指數(shù)(R2)作為衡量擬合優(yōu)度的主要指標(biāo)。不同組、不同日齡階段大熊貓幼仔體質(zhì)量采用一般線性模型中的多變量進(jìn)行分析，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示。多重比較采用最小顯著性差異(LSD法)檢驗不同分組大熊貓幼仔之間的差異，P<0.05即認(rèn)為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 大熊貓幼仔體質(zhì)量變化

建立9只大熊貓幼仔0～150 d體質(zhì)量隨日齡變化的趨勢圖(圖1)，9只大熊貓幼仔的生長速率0～30 d相對緩慢，30～150 d加快。其中，思雪仔生長速率最快，體質(zhì)量遠(yuǎn)超同齡其他幼仔，而晴晴仔生長速率最慢，體質(zhì)量低于同齡其他幼仔。月月、半半、喬梁、喬伊的體質(zhì)量數(shù)據(jù)顯示，人工育幼階段曲線呈“√”型，說明幼仔剛?cè)〕鲞M(jìn)行人工育幼時，體質(zhì)量處于下降階段，1～2 d后開始恢復(fù)增長。

圖1 9只大熊貓幼仔體質(zhì)量變化Fig. 1 Changes of body mass of 9 panda cubs

為了能夠更清楚地分析兩地大熊貓幼仔生長發(fā)育情況，隨后將9只大熊貓幼仔分為4組，建立幼仔0～120 d體質(zhì)量隨日齡變化的趨勢圖(圖2)。0～120 d低海拔母獸哺育組大熊貓幼仔生長發(fā)育速率最快，其次為高海拔母獸哺育組，而高、低海拔人工輔助育幼組大熊貓幼仔生長發(fā)育速率差異較小。整體而言，0～3 d由于幼仔會出現(xiàn)失水現(xiàn)象，各組體質(zhì)量均為負(fù)增長，4 d左右達(dá)到平衡，之后恢復(fù)增長。0～30 d各組體質(zhì)量差異較小，幼仔生長速率相對緩慢；30 d之后，生長速率加快，各組之間體質(zhì)量的差異逐漸增大；60～90 d生長速率最快，幾乎呈直線增長；100 d之后，生長速率有減緩的趨勢，符合生物界普遍的“S”型生長曲線模型。

一般線性模型中的多因素方差對大熊貓幼仔3～120 d 體質(zhì)量和平均日增重進(jìn)行差異分析，發(fā)現(xiàn)低海拔地區(qū)大熊貓幼仔40 d、60 d和70 d體質(zhì)量顯著大于高海拔地區(qū)(P<0.05)；母獸哺育的大熊貓幼仔40 d、60 d和70 d體質(zhì)量顯著大于人工輔助育幼(P<0.05)；雄性大熊貓幼仔40 d、60 d、70 d和100 d 體質(zhì)量顯著大于雌性(P<0.05)；性別和育幼方式對大熊貓幼仔40 d、60 d、70 d和100 d的體質(zhì)量有顯著互作效應(yīng)(P<0.05)，海拔和育幼方式對大熊貓幼仔40 d、60 d和70 d的體質(zhì)量有顯著互作效應(yīng)(P<0.05)，性別、海拔和育幼方式對大熊貓幼仔40 d的體質(zhì)量有顯著互作效應(yīng)(P<0.05)(表3)。

圖2 不同海拔地區(qū)不同育幼方式下大熊貓幼仔的體質(zhì)量變化Fig. 2 Changes of body mass of panda cubs under different rearing patterns at different altitudes

2.2 不同分組大熊貓幼仔體尺變化

由表4可以看出，大熊貓幼仔的體長增長最快，其次為腹圍，尾長最慢，前肢長增長速度稍快于后肢長，這些數(shù)據(jù)體現(xiàn)了大熊貓的部分特征，體型肥碩、頭圓尾短、行動緩慢。另外，長期使用前肢抓握竹竿、竹筍等進(jìn)食及攀爬等行為，促進(jìn)了前肢的發(fā)育、進(jìn)化，逐漸形成了前肢比后肢長、粗壯的特點。Pearson相關(guān)性分析得出，同日齡大熊貓幼仔的體質(zhì)量和體長、頭長、尾長、前肢長、后肢長、胸圍、腹圍、頸圍、肘圍、膝圍成正比(相關(guān)性大于0.8，P<0.05)。因此，可以通過體質(zhì)量判定體尺，評估幼仔的生長發(fā)育狀況，還可以降低測定相關(guān)指標(biāo)的工作量。整體而言，無論是高海拔地區(qū)，還是低海拔地區(qū)，母獸哺育大熊貓幼仔的體尺數(shù)據(jù)均稍高于人工輔助育幼；而相同育幼方式下，高、低海拔組幼仔體尺之間差異無明顯規(guī)律。

2.3 被毛、牙齒等的變化

由表5可以看出，在高、低海拔地區(qū)不同育幼方式下，大熊貓幼仔體色開始變黑、睜眼、齒露的時間存在差異，但總體均在5 d左右眼眶和耳朵被毛最先變黑，隨后肩帶、四肢開始變黑，40 d左右睜開雙眼，80 d左右長出牙齒。這與前人(黃祥明等，2001；張和民等，2001)研究相似，均在正常范圍內(nèi)，且各組之間變化的日齡并無明顯規(guī)律，可能與個體差異有關(guān)。

2.4 高、低海拔地區(qū)大熊貓幼仔Chapman生長模型

應(yīng)用Chapman生長模型分別對高、低海拔組的大熊貓幼仔體質(zhì)量進(jìn)行模擬，結(jié)果表明，該模型很好地模擬了大熊貓幼仔0～120 d的體質(zhì)量增長情況(R2均為0.999)。由表6可以看出，高海拔地區(qū)模擬出的大熊貓拐點日齡為55.47 d，遠(yuǎn)小于Che等(2015)的75.58 d；拐點體質(zhì)量為3 010.21 g，遠(yuǎn)小于Che等(2015)的4 280.50 g；最大生長率為79.94 g/d，接近Che等(2015)的74.29 g/d。上海野生動物園模擬出的大熊貓拐點日齡、拐點體質(zhì)量和最大生長率分別為65.15 d、4 295.08 g和84.60 g/d，整體接近于Che等(2015)的數(shù)據(jù)，表明在上海野生動物園出生的幼仔生長發(fā)育均未偏離四川棲息地大熊貓的生長趨勢。另外，由于研究個體較少，數(shù)據(jù)差異較大，因此，本研究結(jié)果僅供參考。

表5 大熊貓幼仔生長發(fā)育部分特征對比Table 5 Comparison of the growth and development characteristics of panda cubs

表6 大熊貓幼仔體質(zhì)量Chapman生長曲線模型參數(shù)Table 6 Estimates of Chapman growth curve parameters of body mass

3 討論

3.1 海拔高度對大熊貓幼仔生長發(fā)育的影響

大熊貓主要棲息在海拔較高、環(huán)境陰濕涼爽的山區(qū)地帶，而圈養(yǎng)大熊貓則廣泛分布在世界各地。由玉巖等(2012)研究發(fā)現(xiàn)，北京動物園內(nèi)(低海拔)大熊貓幼仔均較四川臥龍(高海拔)的2只幼仔平均生長發(fā)育速率快。相較于大熊貓，眾多學(xué)者研究了海拔對人類以及經(jīng)濟(jì)作物生長發(fā)育的影響。席煥久等(2016)對我國兒童和青少年的生長發(fā)育進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)海拔越高、兒童和青少年的生長發(fā)育指標(biāo)越低；且在海拔、年均氣溫、年日照時數(shù)和年降水量中，海拔對生長發(fā)育的影響最大。低海拔地區(qū)大熊貓幼仔同日齡體質(zhì)量、平均日增重均大于高海拔地區(qū)可能因為高海拔地區(qū)缺氧，導(dǎo)致生長緩慢。另外，僅在40 d、60 d和70 d體質(zhì)量間的差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，可能是由于優(yōu)優(yōu)、芊芊和思雪在上海生活的時間不長，而海拔對個體生長發(fā)育的影響是一個由量變到質(zhì)變的適應(yīng)過程，只有達(dá)到一定的海拔并持續(xù)一定的時間才可能影響生長發(fā)育(席煥久等，2014，2016)。劉更壽(2014)研究青海省一牦牛育種場內(nèi)幼年牦牛生長發(fā)育發(fā)現(xiàn)，高海拔(4 229 m)飼養(yǎng)牦牛的體質(zhì)量和各項體尺均顯著高于低海拔(3 200 m)，但兩地的海拔均較高，海拔因素對生長發(fā)育的影響已弱于其他因素?？諝庵械难鯕夂窟€會影響胸圍，即氧氣越少，胸圍越大(席煥久等，2016)。本研究發(fā)現(xiàn)高海拔地區(qū)大熊貓幼仔的胸圍有高于低海拔地區(qū)的趨勢，但并不明顯。

3.2 母獸的營養(yǎng)狀況和哺育能力對大熊貓幼仔生長發(fā)育的影響

大熊貓的初生幼仔發(fā)育水平很低，很容易夭折。李德生等(1999)、劉定震等(2001)研究表明，母乳是提高大熊貓幼仔免疫力及維持其生長發(fā)育的重要因素，尤其是初乳富含豐富的免疫球蛋白。因此，保證初生大熊貓幼仔能吃到初乳是其成活、健康成長的關(guān)鍵。9只幼仔母獸的哺育能力有很大差異：喬喬、美茜、翠翠、優(yōu)優(yōu)、思雪均為育幼經(jīng)驗豐富、哺育能力強的母獸；芊芊為第一次帶仔，缺乏育幼經(jīng)驗，在抱撫幼仔姿勢和對幼仔叫聲的行為反應(yīng)方面不如有生育經(jīng)驗的母獸姿勢好、反應(yīng)快，經(jīng)常出現(xiàn)掉仔及不會輔助幼仔找乳頭吃奶。晴晴雖然不是第一次帶仔，但育幼經(jīng)驗和芊芊一樣不足。而母獸哺育能力強的幼仔生長速率快。人工輔助育幼的4只幼仔同階段體質(zhì)量相差不大，相較于其他5只幼仔，它們不僅吃到母乳的時間短，且得到母獸關(guān)愛的時間也短。大熊貓乳汁的特異性很強，且不同母獸乳汁之間同樣存在差異。

3.3 育幼方式對大熊貓幼仔生長發(fā)育的影響

經(jīng)過幾十年的摸索，大熊貓幼仔的人工育幼技術(shù)已經(jīng)很成熟，幼仔的成活率達(dá)90.32%(王鵬彥等，2003)。母獸育幼的幼仔生長發(fā)育最快，其次是人工輔助育幼，全人工育幼最慢(張志和等，2005)。本研究表明，母獸哺育大熊貓幼仔同日齡的體質(zhì)量均大于人工輔助育幼，造成這種差異的原因除了乳汁營養(yǎng)成分的差異外，還與育幼技術(shù)有關(guān)。母獸育幼過程中會頻繁舔仔，這不僅能夠保持幼仔身體清潔、增強免疫力，而且能夠增加互動，使幼仔感受到母獸的關(guān)愛，具有更好的安全感。在人工育幼過程中，雖然也在模擬母獸的行為，但效果并不理想。另外，育幼人員的技術(shù)水平也影響幼仔的生長發(fā)育。

3.4 初生質(zhì)量和性別對大熊貓幼仔生長發(fā)育的影響

初生質(zhì)量過小的幼仔，往往因無力尋找母獸的乳頭和吮吸乳汁，或者不能保持正常體溫而難以存活(侯蓉等，2000)。通常，雄性幼仔的初生體質(zhì)量大于雌性，決定了其在成長過程中競爭力更強、生長速率更快。但是，在對幼仔的持續(xù)觀察下，發(fā)現(xiàn)雌性幼仔(芊芊仔、半半)睜眼、站立、活動時間早于雄性(思雪仔、月月)。這可能與兩性個體的性成熟年齡不同有關(guān)。在圈養(yǎng)和野生條件下都發(fā)現(xiàn)雌性大熊貓的平均性成熟年齡較雄性小(Bonneyetal.，1982)。

3.5 哺育環(huán)境對大熊貓幼仔生長發(fā)育的影響

相較于大熊貓棲息地的氣候環(huán)境，上海地區(qū)夏季悶熱、潮濕，尤其是6、7月的梅雨季節(jié)，持續(xù)的陰雨天，空氣濕度大、氣溫高；冬季則濕冷。上海野生動物園內(nèi)大熊貓幼仔均為10月出生，處于秋季，溫、濕度明顯降低，幼仔基本生活在一個舒適的環(huán)境中；中國大熊貓保護(hù)研究中心幼仔均出生在7、8月，正處于炎熱的夏季，溫、濕度相對較高，這些可能是造成上海地區(qū)大熊貓幼仔生長發(fā)育比雅安大熊貓幼仔快的部分原因。關(guān)于大熊貓幼仔的人工輔助育幼技術(shù)已較成熟。育幼箱及周圍環(huán)境的溫、濕度控制，都有嚴(yán)格的規(guī)定，按照中國大熊貓保護(hù)研究中心專家的要求進(jìn)行操作，并根據(jù)上海地區(qū)的大環(huán)境對育幼間及育幼箱內(nèi)環(huán)境溫、濕度進(jìn)行調(diào)控，保證大熊貓幼仔能夠有一個舒適的生活環(huán)境。本文得出人工輔助育幼方式下的大熊貓幼仔生長速率相差不大，曲線基本重合，可能是人工育幼的環(huán)境控制及飼喂方法等均一致的原因。此外，母獸哺育的幼仔生長發(fā)育比人工輔助育幼的快，也有可能是變化的環(huán)境條件刺激了幼仔生長，而恒溫恒濕的育幼箱環(huán)境反而降低了幼仔的生長。

4 總結(jié)

本文對上海野生動物園內(nèi)4只大熊貓幼仔及中國大熊貓保護(hù)研究中心狀況相似的5只大熊貓幼仔進(jìn)行研究，通過分析體質(zhì)量、體尺、被毛等指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)上海野生動物園內(nèi)4只大熊貓幼仔同日齡體質(zhì)量均較大，而體尺、被毛等無明顯差異。通過對兩地大熊貓幼仔生長發(fā)育的差異研究，為今后大熊貓在低海拔地區(qū)的成功育幼提供了科學(xué)依據(jù)。但是，由于研究個體數(shù)量較少，可能存在個體差異，因此，還需進(jìn)行更加深入的研究。

致謝：本研究得到上海交通大學(xué)王起山教授的指導(dǎo)與幫助，在此特別感謝！