戴脖套的布氏田鼠和限製動物食糞的裝置

　　■本報記者 李晨陽

　　“食糞”是布氏田鼠與生俱來的習慣。為了弄明白這種行為究竟有何意義，科學家想辦法讓布氏田鼠吃不到自己的糞便，結果意外發現，這些田鼠的“智商”和“情商”好像降低了。

　　吃糞便不僅影響營養代謝，還能影響認知能力——這項出乎意料的研究成果，近日發表於《國際微生物生態學學會會刊》。

　　動物界流行吃糞便

　　與人間行為準則不同，吃糞便在動物界不僅不丟人，還很流行。蜣螂、蒼蠅等昆蟲自不必提，兔子、老鼠等哺乳動物也對糞便甘之如飴。憨態可掬的澳大利亞國寶考拉，從小就吃媽媽特供的“母愛營養糞便”長大。

　　“就連猩猩、獼猴等非人靈長類動物，也有食糞行為——大猩猩會通過食糞獲得維生素。” 論文共同第一作者、中科院必威在线网址 博士薄亭貝說。

　　“用學術的眼光看，食糞行為可以分為兩大類：吃自己和同類的糞便；吃其他物種的糞便。”論文通訊作者、中科院必威在线网址 研究員王德華向《中國科學報》解釋，“吃其他物種的糞便通常是由於營養或能量需求，而吃自己和同類的糞便，除了營養和能量需求外，則可能有特殊的生理學意義。”

　　吃糞便對動物身體最直接的影響是什麼？科學家首先想到，這很可能會改變動物的腸道菌群。而腸道微生物組有著“第二基因組”之稱，對動物各方麵的影響都不容小覷。

　　此前王德華課題組就曾證明，腸道菌群可以調節布氏田鼠的能量代謝和熱量產生，幫助這種小動物抵禦寒冷。

　　這一次，他們再次以腸道菌群為切入點，研究食糞行為如何影響布氏田鼠的生理和行為活動。

　　吃不到糞便找不到家

　　研究人員一方麵給布氏田鼠戴上長長的塑料脖套，讓它們的嘴夠不到自己的屁股；另一方麵把鼠籠底部改造成鐵絲網，讓它們自己產生的糞便直接從網孔中漏下去。雙管齊下——這些布氏田鼠再也不能愉快地吃糞便了。

　　之後研究人員檢測了布氏田鼠腸道菌群的變化，發現它們的腸道菌群多樣性有所下降，擬杆菌門增加、厚壁菌門降低。這些變化可以隨著食糞行為的恢複而逆轉。

　　此外他們還發現，被限製吃糞便的布氏田鼠雖然餓得更快、吃飯更多，體重卻出現了下降。從生理指標來看，它們的盲腸內容物短鏈脂肪酸含量降低（尤其是乙酸、丙酸和丁酸）、胃饑餓素增加，甲狀腺激素T3水平、下丘腦和海馬體中酪氨酸羥化酶含量以及多巴胺和5—羥色胺等神經遞質含量下降。

　　如果說上述結果還在意料之中，另一項發現讓科學家們都直呼“沒想到”。

　　不能任性吃糞便的布氏田鼠，似乎變得比往日遲鈍了一些。科研人員靈感一現，臨時增加了一係列認知能力測驗。結果發現，相比想吃就吃的小夥伴們，禁食糞便的布氏田鼠更容易迷路，對熟悉的和陌生的事物傻傻分不清，辨認其他夥伴的能力也下降了。

　　變傻了，還有救嗎？科研人員給這些布氏田鼠補充了一種叫做乙酸鹽的腸道菌群代謝產物，發現它們的認知能力有了明顯改善。

　　人類不吃糞便，難道是文明的傲慢？

　　“我很欣賞研究食糞、腸道微生物群和大腦功能之間聯係的大量實驗。作者認為限製食糞改變了腸道菌群和形態，並可能通過調節神經遞質來改變某些行為。” 審稿專家如此評價，“這表明某些大腦功能必需的營養素可能需要通過食糞來攝入。”

　　既然吃糞便對一些動物的大腦功能如此重要，如果人類也能屈尊吃一點糞便，是不是也能變得更聰明？

　　王德華解釋道：“對布氏田鼠來講，食糞行為是與生俱來的，不是後天習得的。這種先天行為，往往對動物有著非常深遠的意義。一旦改變，常常會有不利影響。而人類並沒有這樣的行為，因此應該是沒有必要的。”

　　還有一個問題值得深思：人類是本身就沒有食糞行為，還是因為文明的教化，所以無法接受這種行為？

　　論文共同第一作者、中科院必威在线网址 副研究員張學英嚴肅回答：“人類應該是沒有食糞行為的。隨著人類的進化、食物質量的增加和多樣化以及文明的教化，人類本身不需要食糞行為來彌補能量需求。”

　　“從行為進化角度，動物的食糞行為對於維持體內微生物穩態和健康非常重要，但食糞行為也會帶入一些致病菌或環境汙染物等。在人類經過一次消化就能獲得足夠營養的情況下，食糞行為對人類沒有存在的必要。”他說。

　　相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41396-020-0711-6

來源：《中國科學報》 (2020-07-13 第4版 綜合)