繪圖：Marcos Chin

撰文 | Natalie Angier

編譯 | 施懌

審校 | 吳非

大多數(shù)雌性蒼蠅都采取一種低成本的育兒方式：在垃圾堆或糞便中產(chǎn)下許多種子大小的卵，這些卵孵化出的幼蟲將自己照料自己。

雌性舌蠅則不然。它們會(huì)先在體內(nèi)孕育幼蟲，一次只有一只。9天后，當(dāng)幼蟲從子宮中誕生時(shí)，其體型幾乎與母蠅相當(dāng)。

“（對(duì)人類來說）這相當(dāng)于生下一個(gè)18歲的孩子?！奔又荽髮W(xué)戴維斯分校研究舌蠅的昆蟲學(xué)家Geoffrey Attardo說。

新生的舌蠅幼蟲看起來像一枚手榴彈，移動(dòng)時(shí)像彈簧，如果你用手使勁擠它，就會(huì)明白它如此豐滿的原因——你會(huì)看到白色的幼蟲就像是一大袋乳汁。

剛剛出生的舌蠅幼蟲（圖片來源：Geoffrey M Attardo）

Attardo說：“如果弄破幼蟲的消化道，乳汁就會(huì)溢出來。”

無論是從營養(yǎng)學(xué)、生物化學(xué)還是免疫學(xué)的角度來講，這種乳汁都十分精妙。它從母蠅的血液中流出，繼而在子宮內(nèi)被發(fā)育中的幼蠅貪婪吞下。

就這樣，靠著母親的慷慨饋贈(zèng)，在成為一只臭名昭著、咬人一口就能傳播致命昏睡病的舌蠅成蟲之前，被喂肥的幼蟲得以安全地在地下挖洞并孵化30天。

在最近對(duì)舌蠅乳汁的化學(xué)和遺傳學(xué)分析中，Attardo及同事驚訝地發(fā)現(xiàn)，這種乳汁與哺乳動(dòng)物乳腺的產(chǎn)物非常相似。“我本來期待著看到完全不同的東西，”他說，“但我們看到，在蛋白質(zhì)種類上，這種乳汁與哺乳動(dòng)物的乳汁有著驚人而又迷人的重疊?！?/p>

對(duì)舌蠅的最新研究只是關(guān)于乳汁的一個(gè)例子。研究人員最近在一系列意想不到的、沒有乳腺的地方發(fā)現(xiàn)了發(fā)揮母乳作用的物質(zhì)：無脊椎動(dòng)物中的蜘蛛、蟑螂和埋葬甲蟲；脊椎動(dòng)物中的大白鯊、雄性帝企鵝和雌雄火烈鳥。

繪圖：Marcos Chin

其他科學(xué)家追溯了哺乳動(dòng)物哺乳行為的進(jìn)化過程，并得出結(jié)論：哺乳行為的出現(xiàn)并不是為了方便喂養(yǎng)幼崽，而是為了幫助我們的卵生祖先更好地在干燥的陸地上使用有限的水。

還有一些科學(xué)家正試圖從包含了全世界5500多種哺乳動(dòng)物的樣本中尋找并理解乳汁成分的差異。他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，一些奇特的哺乳動(dòng)物的需求與它們的乳汁成分之間有著令人信服的一致性。

例如，美國史密森尼國家動(dòng)物園的哺乳行為研究者M(jìn)ichael Power檢測(cè)了九帶犰狳的乳汁后，對(duì)其中的高濃度的鈣、磷以及更高的蛋白質(zhì)含量印象深刻。

九帶犰狳（來源：National Wildlife Federation）

“蛋白質(zhì)含量高得驚人，占比遠(yuǎn)超乳汁中的其他成分?！盤ower說。他是《乳汁：哺乳生物學(xué)》一書的作者之一。

礦物質(zhì)含量高是有道理的?！搬灬鼤?huì)長出骨質(zhì)的甲殼，”Power說，“所以犰狳幼崽需要大量的鈣和磷?！?/p>

但是該如何解釋乳汁中高含量的蛋白質(zhì)呢？研究人員很快意識(shí)到，這和化學(xué)有關(guān)。如果直接向大多數(shù)哺乳動(dòng)物的乳汁中加入大量的鈣和磷，這些礦物質(zhì)就會(huì)結(jié)合在一起形成不溶的磷酸鹽化合物。

“這些物質(zhì)會(huì)卡在乳腺里，永遠(yuǎn)無法到達(dá)幼崽體內(nèi)?！盤ower說。那么解決方案是什么呢？加入額外劑量的酪蛋白，將礦物質(zhì)結(jié)合成緊密、可用的納米團(tuán)簇。

“如果要提供高鈣、高磷的乳汁，它必須同時(shí)也是高蛋白的，”Power說，“因?yàn)槠渲杏泻芏嗟鞍踪|(zhì)是運(yùn)輸鈣、磷的載體?！?/p>

史密森尼學(xué)會(huì)的名譽(yù)研究員Olav Oftedal及同事曾經(jīng)試圖估算黑熊幼崽在巢穴中接受哺乳時(shí)乳汁的消耗速率。研究人員意外地在母熊的血液和乳汁中發(fā)現(xiàn)了用同位素標(biāo)記的水樣，而這些水樣是他們?cè)趯?shí)驗(yàn)早期提供給幼崽的。

這些同位素只能通過一種方式進(jìn)入母乳。“母熊在窩里哺乳，” Oftedal說，“她不吃不喝，但會(huì)吞下幼崽的排泄物，隨后這些排泄物中的水又出現(xiàn)在乳汁中。”

生物學(xué)家認(rèn)為，不應(yīng)該隨意使用“乳汁”這個(gè)詞，一些哺乳動(dòng)物學(xué)家將“乳汁”限定為哺乳動(dòng)物特有的乳腺分泌出的液體。

但也有很多科學(xué)家認(rèn)為，任何由親代合成或高度加工，且其后代生存必需的物質(zhì)，都可稱之為乳汁。按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，僅僅是預(yù)消化的食物可能不算數(shù)，但如果父母向食丸中額外添加了某些必需成分，那么反芻的食物就可以被視為一種乳汁。

德國拜羅伊特大學(xué)的Sandra Steiger及其同事最近報(bào)道了一種雙親共同養(yǎng)育后代的葬甲Nicrophorus orbicollis，它身長1英寸（2.54厘米），長有美麗的橙色、黑色的條紋。甲蟲父母會(huì)先吃一些腐肉，將腐肉預(yù)消化，當(dāng)后代用前腿輕拍它的嘴時(shí)，就將這一小塊腐肉送到求乞者的嘴里。

Nicrophorus orbicollis（圖片來源：wikipedia）

“這種喂養(yǎng)方式就像是親吻，” Steiger說，“看起來很不錯(cuò)?！钡缪芯咳藛T證實(shí)的那樣，相比于喂食的肉，這種接觸交流本身更重要：父母的口腔液體對(duì)小甲蟲的生存也至關(guān)重要。

Steiger的研究團(tuán)隊(duì)證明，如果改為給小甲蟲喂食液化的腐肉，這些小昆蟲雖然能暫時(shí)養(yǎng)活自己，但幾乎所有的幼蟲都在蛹化之前死亡。只有混入親代口腔液體喂食后，小甲蟲才能茁壯成長。

研究人員尚未分析過這種巧克力色“甲蟲奶”的成分，但Steiger猜測(cè)，這種乳汁為幼蟲提供了腸道微生物、抗體、消化酶和其他消化腐肉必需的物質(zhì)。

無論對(duì)哪個(gè)物種而言，哺乳都是昂貴的，它需要進(jìn)化上的理由。火烈鳥是為數(shù)不多為幼鳥產(chǎn)奶的鳥類，產(chǎn)奶行為會(huì)使它們逐漸褪去身上所有的顏色——但至少這是一件平等主義的事。

雄雌火烈鳥共同筑巢，孵化一個(gè)鳥蛋。當(dāng)?shù)胺趸瘯r(shí)，親鳥產(chǎn)出豐富的嗉囊乳，在長達(dá)九個(gè)月的時(shí)間里，火烈鳥幼鳥將以此為食。幼鳥乞食發(fā)出的聲音會(huì)刺激親鳥大腦釋放催乳素——與幫助人類哺乳的催乳素是同一種。催乳素的釋放反過來又會(huì)促使父母喉嚨底部的嗉囊中的細(xì)胞膨脹并分泌神奇的乳汁。

來源：Marcos Chin

火烈鳥乳汁的蛋白質(zhì)、脂肪含量比哺乳動(dòng)物的乳汁更豐富，“具有白干酪的稠度”，英國?？巳卮髮W(xué)的火烈鳥研究者Paul Rose說。

它還是亮粉色的。親鳥在乳汁中加入了和火烈鳥羽毛顏色相同的類胡蘿卜素，它還是一種抗氧化劑，這是促進(jìn)幼鳥健康快速成長的理想物質(zhì)。

幾個(gè)月過去了。親鳥必須逐步提高乳汁產(chǎn)量，以滿足幼鳥不斷增長的需求。當(dāng)小火烈鳥接近成年，身體健壯、泛著紅色時(shí)，它的父母看起來消瘦而憔悴，它們?cè)?jīng)紫紅色的羽毛現(xiàn)在變成了白色。

“它們所有的能量，所有的粉色色素，都進(jìn)入了嗉囊乳汁中，”Rose說，“喂養(yǎng)火烈鳥是一項(xiàng)非常困難的工作?！?/p>

如何解釋這種喂養(yǎng)方式的必要性？為什么火烈鳥不能像許多其他鳥類那樣，簡單地以甲蟲和蒼蠅為食呢？Rose將這種做法歸因于火烈鳥獨(dú)特的覓食方式，以及為適應(yīng)這種覓食方式必需的口器。

就像長須鯨一樣，火烈鳥也是濾食性動(dòng)物，它們獨(dú)特而彎曲的喙就像精心制作的篩子?；鹆银B幼鳥的直喙變厚、變彎是需要時(shí)間的，而掌握濾食方式需要更長時(shí)間的練習(xí)。

只有在哺乳類中，所有的成員都哺育幼崽。然而演化生物學(xué)家現(xiàn)在相信，這種哺乳行為的起源可以追溯到3億多年前，這比哺乳動(dòng)物出現(xiàn)的時(shí)間早了1億年。

目前認(rèn)為，現(xiàn)代哺乳動(dòng)物的祖先產(chǎn)一種多孔的薄殼蛋，現(xiàn)生的蜥蜴、蛇和單孔類哺乳動(dòng)物（例如鴨嘴獸）都會(huì)產(chǎn)這種蛋。與擁有鈣化硬殼的鳥蛋相比，薄殼蛋有被風(fēng)干的危險(xiǎn)，因此現(xiàn)代蛇和蜥蜴通常需要在相對(duì)潮濕的環(huán)境下產(chǎn)卵。

我們古老的祖先偶然發(fā)現(xiàn)了一個(gè)更自由的解決方案：把自己變成一個(gè)水罐，這樣就可以自由選擇下蛋的場(chǎng)所了。

“乳汁最初的功能可能是為放在干燥地表上的薄殼蛋提供水分?！睈圻_(dá)荷大學(xué)的哺乳動(dòng)物專家Amy Skibiel說。在這個(gè)場(chǎng)景中，哺乳動(dòng)物的祖先通過胸部的毛孔將液體滴到卵上；乳頭出現(xiàn)的時(shí)間要晚得多。

薄殼蛋也有被微生物侵入的危險(xiǎn)，遺傳學(xué)研究表明，最早的薄殼蛋水合液中含有抗病原體成分。它不僅具有保濕的功能，還有清潔作用。那么為什么不在蛋孵化之后繼續(xù)澆水，并通過自然選擇，讓這些液體進(jìn)入幼崽的食物中呢？

一旦這種靠分泌來養(yǎng)育后代的方式在早期哺乳動(dòng)物中固定下來，乳汁很快變得多樣化，具體配方由需求、飲食和所屬類群決定。

冠海豹在迅速縮小的浮冰上哺育幼仔，僅4天幼仔的體重就能翻倍?？紤]到海豹乳汁的脂肪含量超過60%，是脂肪含量最高的哺乳動(dòng)物乳汁，這也就不足為奇了。

當(dāng)我在史密森尼國家動(dòng)物園的世界級(jí)乳汁庫里試聞了一系列奇異的乳汁之后，我發(fā)現(xiàn)，海豹乳汁還充斥著魚的味道。在脂質(zhì)天平的另一端，犀牛乳汁的脂肪含量僅為2%，無論是外觀還是氣味都像脫脂牛奶。

大象乳汁的含水量更低，我敢肯定我聞到了冰激凌的味道。獅子乳汁沒有明顯的氣味，像大多數(shù)食肉動(dòng)物的奶一樣，含糖量低——肉食者天生就能有效地將蛋白質(zhì)和脂肪轉(zhuǎn)化成葡萄糖。

相比之下，人類的母乳非常甜。Skibiel在給孩子喂奶時(shí)品嘗了自己的母乳，她說那種味道讓她想起了哈密瓜。

人類母乳中糖的數(shù)量和種類超過了其他類人猿，Power說，對(duì)于如此豐富的糖，他提出了一個(gè)令人驚訝的原因：這些糖并不如一些人所說的那樣用來構(gòu)建我們的大腦，而是因?yàn)?strong>我們需要糖的抗菌能力來幫助我們應(yīng)對(duì)農(nóng)業(yè)革命后遇到的新病原體。

“以多種不同的方式使用動(dòng)物的能力是人類成功的原因之一，”他說，“但這對(duì)整個(gè)系統(tǒng)而言是一個(gè)巨大的沖擊?！毙疫\(yùn)的是，我們的母乳能應(yīng)付這個(gè)挑戰(zhàn)。

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https://www./2019/02/11/science/milk-animals-evolution.html