因为人类大量种植玉米,可爱的小动物吃掉了自己的孩子


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导读


每天只吃一种食物对身体健康肯定是不利的。如果一群动物一生几乎只能吃到一种食物,它们会发生什么变化呢?


撰文 七君


每天只吃一种食物对身体健康肯定是不利的。如果一群动物一生几乎只能吃到一种食物,它们会发生什么变化呢?


有一种可爱的小动物,因为人类的关系只能以一种食物为生,而单一的食物让它们开始失去母性,生吞自己生的宝宝。


而在今年7月,国际自然保护联盟(IUCN)将这种动物列为极度濒危,并预测它们会在30年内灭绝。


因为人类大量种植玉米,可爱的小动物吃掉了自己的孩子


欧洲仓鼠Cricetus cricetus 图片来源:Mathilde Tissier


这种动物,就是萌萌哒欧洲仓鼠(Cricetus cricetus)。欧亚大陆共有26种仓鼠,其中欧洲仓鼠算是比较凶的一种,它们不太喜欢被人撸,但是它们的样子是真的可可爱爱。


因为人类大量种植玉米,可爱的小动物吃掉了自己的孩子



和小强一样坚强的啮齿动物也会灭绝吗?这件事的确很难想象,毕竟欧洲仓鼠曾遍布欧洲和西亚,因此也曾被叫做普通仓鼠(the common hamster)。但是在人类的农业工业化开始后,欧洲仓鼠就开始变得稀有起来。


从20世纪60年代开始,科学家们注意到欧洲仓鼠数量开始急剧减少。从1972年到如今,法国欧洲仓鼠的分布范围减少了94%,现在几乎只出现在法国东北部的阿尔萨斯地区;在德国它们的分布范围下降了至少三分之一,在东欧下降了超过75%。


因为人类大量种植玉米,可爱的小动物吃掉了自己的孩子


欧洲仓鼠曾经的分布范围 图片来源:wikipedia


你可能会奇怪,啮齿动物不是贼能生么?


是的,和许多啮齿动物一样,欧洲仓鼠也有很快的代际更替速度。它们的孕期只有18天。不过在最近的一百年里,欧洲仓鼠的繁殖率和寿命显著降低了。


在20世纪初期,欧洲仓鼠的寿命有4年,但是现在只有2年。在20世纪的大多数日子里,雌性欧洲仓鼠一年可以生下20个幼崽。但是如今这个数字却降低至5-6只。



IUCN 指出,欧洲仓鼠数量的下降主要是由于繁殖率低下。历史上,一度数量庞大的野生动物快速灭绝的案例有很多。比如曾是世界上最常见鸟类、在美国数量曾超过50亿只的北美旅鸽在一百年内灭绝了,而它们灭绝的原因也是因为繁殖率低下。


北美旅鸽


因此 IUCN 在最近发出警告,如果不做出行动,欧洲仓鼠将在30年内灭绝。


可是等等,啮齿动物会吃人类的粮食,为什么要去保护它们?


虽然啮齿动物常给人留下有害生物的印象,但实际上欧洲仓鼠具有重要的生态功能,它们是关键种(keystone species),是许多重要掠食动物,如雕鸮(Bubo bubo)的食物。


雕鸮 图片来源:wikipedia


在意识到这一点后,欧洲的许多国家就开始了欧洲仓鼠的保育计划,其中包括法国、德国、比利时、波兰、乌克兰等国家,但是这些计划收效甚微。


IUCN 的小型哺乳动物调研组的成员 Mikhail Rusin 表示:“虽然在一些地区有针对欧洲仓鼠的保育和重新引入计划,但是它们数量下降的势头并没有被遏制。”


法国阿尔萨斯环境保护研究中心主任 Gerard Baumgart 表示:“肯定有什么事情失调了。”


现在学术界对欧洲仓鼠濒危的原因莫衷一是。一般认为这和人类活动、杀虫剂和犁田、气候变暖、光污染有关。但是在最近,一些科学家通过实验发现,人类种植的单一作物对欧洲仓鼠的繁殖有毁灭性的打击。


法国斯特拉斯堡大学的生理学家 Caroline Habould 注意到,和仓鼠数量发生同步变化的,是当地农作物单一性的上升,在近一百年来法国农民开始大范围种植玉米这一种作物。



在法国阿尔萨斯地区,55%-80%的耕地种的是玉米。在德国这个情况好一些,大约12%到19%的耕地种的是玉米。


在人类种植单一作物前,当地的仓鼠吃的是各种植物的根茎以及昆虫。但是现在欧洲仓鼠的生活环境是这样的——


法国某处的玉米地 图片来源:Stephane Mahe/REUTERS


一些研究发现,当玉米的占比超出18%时,欧洲仓鼠就不会出现。


为了研究仓鼠是否因为经常吃同一种作物而数量锐减,Habould 和同事做了一系列的研究,并在2017年发表在Proceedings of the Royal Society B上。


他们给欧洲仓鼠测试了4种不同的食谱:一些仓鼠被喂小麦+苜蓿/蚯蚓的混合餐,另一些吃的是玉米+苜蓿/蚯蚓的混合餐。结果呢,不管吃的是小麦还是玉米,欧洲仓鼠生的幼崽数量没有差别,不过这两种食物对幼崽的生存有很大的影响。


首先,虽然玉米和小麦所含能量差不多,但是玉米组的幼崽的体重比小麦组低45%,存活率则低75%。


在母亲吃小麦的那些仓鼠幼崽中,大约五分之四成功断奶,但是玉米组的幼崽只有5%断奶。



成功断奶是指幼崽成功活到断奶,玉米组的幼崽实际上在喝到母亲的奶水前就死去了。而玉米组幼崽的死因也令研究者震惊:玉米组的仓鼠完全没有母性,它们不仅不像正常仓鼠那样在巢穴里产仔,还会在产后第一天就把幼崽(幼崽还是活的)和食物堆放在一起,然后吃掉。


一般来说,仓鼠在感到威胁或食物不足时才会吃幼崽,但是像这样一生下来就准备开吃的行为真的太不正常了。


在这个研究中,只有一只吃玉米的仓鼠没有吃掉后代,不过她的后代在第34天大的时候开始自相残杀,两只雄性吃掉了自己的姐妹。



实际上,以玉米为主食的仓鼠的反常行为早在交配时就有体现:它们脾气暴躁易怒,对房间里的声音很敏感。

为什么吃玉米的仓鼠会缺乏母爱呢?会不会是玉米影响了爱的激素的分泌呢?

为了验证这一点,研究者也在仓鼠生产前后测量了它们血液中的爱的激素——催产素的水平。



奇怪的是,那些母性尽失的仓鼠的催产素水平并不比小麦组的低。也就是说,仓鼠妈妈吃小朋友并不是因为它们的激素紊乱。


这些研究者们认为,仓鼠妈妈应该是因为单一食物导致的营养不足才出现这一系列反常现象的。那么,只吃玉米的话,这些仓鼠到底缺乏什么营养呢?


研究者们认为,玉米组仓鼠的这些症状提示它们缺乏一种微量元素——维生素B3(烟酸)。



在肝脏里,维生素B3会被转化为转递质子的辅酶 NAD(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)。NAD 参与超过400种生化反应,因此,缺乏维生素B3会影响包括代谢、生殖、神经系统等一系列正常生理功能。


维生素B3可以直接从食物中获取,也可以由色氨酸合成,当然,色氨酸也是来自食物,人体无法合成。而因为人体以及仓鼠无法合成维生素B3或色氨酸,因此必须从饮食中摄取。


富含维生素B3的食物。玉米需要用碱水处理才能有效释放维生素B3。图片来源:Africa Studio


实际上,玉米本身含有大量的维生素B3,但是玉米所含的维生素B3和糖以及糖肽结合在一起形成了络合物,很难被机体直接摄取和利用。


要释放玉米的维生素B3,需要采用碱水烹制法(nixtamalization),也就是用石灰水煮玉米。石灰水的主要成分是氢氧化钙,氢氧化钙可以释放玉米中被捆绑的维生素B3。


碱水烹制法


这个方法首先是在以玉米为主食的墨西哥发现的,因此在墨西哥的人民并不缺乏维生素B3。但是在玉米被传到欧洲和其他地区后,当地人并不知道这种舶来品的正确烹饪方法,因此付出了惨痛的代价。


经过石灰水煮的玉米(右)和没有经过石灰水处理的玉米(左)。图片来源:wikipedia


在18世纪到20世纪中叶的两百年里,北美和欧洲有3百万人死于维生素B3缺乏引发的糙皮病。


我们在中学教科书上曾经接触过这个名词,但很多人并不了解糙皮病的致命性。糙皮病的主要表现就是3D:皮炎(dermatitis)、拉肚子(diarrhea)和痴呆(dementia),合起来称为3D。再加上死亡(death),就是4D。


糙皮病人的皮肤。实际上,“吸血鬼”怕光的传说可能就来自于糙皮病人见光皮炎的症状。


糙皮病最早是加泰罗尼亚的医生 Gasper Casal 在1762年发现的。当时,Casal 注意到西班牙阿斯图里亚斯地区的农民手脚的皮肤红肿粗糙,而这些穷苦人的主要食物就是玉米。


1895年,匈牙利的医生 Moritz Kaposi 发现糙皮病是一种地区性的疾病,主要在伦巴第平原、威尼斯和南法的穷苦阶层中发生,而这些地区中下阶层的主要食物就是玉米。在1902年,美国南部也发现了糙皮病。



在欧洲和美国,糙皮病在主食玉米的农民阶层中流行了两百年。到了1914年,终于有人发现糙皮病和某种营养素的缺乏有关,并且注意到糙皮病和狗所患的“黑舌病”是同一类疾病。最终在1922年,维生素B3被发现是能预防和治疗糙皮病的营养素。


农业现代化后,糙皮病是不是就离普通人的生活很远了呢?并不是。


在小麦和玉米的精制过程中虽然不会失去卡路里,但会失去重要的营养成分,如维生素B3。因此维生素B3被发现之前,美国南部依旧有10万人死于糙皮病,糙皮病也被认为是美国历史上由于营养缺乏而引起的最严重的疾病。


在20世纪30-40年代,美国研究者发现了维生素缺乏和一些疾病之间的关联。因此在1942年,美国食品药品监督管理局(FDA)的前身食品和营养委员会(the Committee on Food and Nutrition)建议厂家在面粉中添加维生素B1、B2、B3等人体必需的营养。在该措施实施后的几年里,美国一些州的糙皮病引发的死亡率下降至原先的十分之一。



需要注意的是,缺乏维生素B3不但会导致糙皮病,还和精神疾病,如抑郁和谵妄有关。在60年前,加拿大生化学家 Abram Hoffer 注意到精神分裂症病人摄入高剂量的维生素B3后,症状有所缓解。


甚至有学者提出,烹调方法不当的玉米可能会导致杀人等暴力行为。1978年发表在Journal of Orthomolecular Psychiatry 上的一项研究指出,玉米消费量高的国家的杀人案的犯罪率也更高,这可能是色氨酸和/或血清素缺乏引发的。



Habould 认为,玉米组的仓鼠的同类相食行为和以玉米为主要食物的人类的行为非常相似。


玉米组的仓鼠的身体状况就提示了这一点:它们的舌头肿大颜色很深,血液也很粘稠,研究者很难给它们抽血。这些症状和狗狗的黑舌病雷同。


为了证实维生素B3缺乏和仓鼠异常行为之间的联系,他们为玉米组的仓鼠补充了维生素B3,然后观察仓鼠的变化。


不出所料,在每天补充0.3毫克的维生素B3后,仓鼠的母性回归了,雌鼠也开始和正常仓鼠一样养育后代。


可是在田野里的仓鼠们就没有这么幸运了。只吃玉米的后果,真让人不寒而栗啊。



什么都吃的仓鼠妈妈:孩子,要趁热吃!

只吃玉米的仓鼠妈妈:孩子,要趁热吃!

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背景简介:本文2020年10月29日发表于微信公众号把科学带回家(因为人类大量种植玉米,可爱的小动物吃掉了自己的孩子),风云之声获授权转载。

责任编辑:孙远

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