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為什麼樹懶要大費周章爬下樹排便?

【來自哥斯大黎加樹懶救援中心的三趾樹懶寶寶的提問】

目前全世界總共只有六種樹懶,分成兩個科,二趾樹懶科(Megalonychidae)和三趾樹懶科(Bradypodidae),前者有兩種、後者有四種,皆屬於哺乳動物中貧齒總目的成員,都住在南美洲的雨林中。如同名字一樣,你可以很快地從牠們前爪的數目判別物種,三趾樹懶前爪有三爪、二趾樹懶只有兩爪。外觀上,三趾樹懶的臉看起來憨憨賊賊的,眼睛周圍有深色的毛髮延伸至臉側,口鼻部較鈍,看起來就像麥當勞的漢堡神偷一般。二趾樹懶的吻端較長、額頭較低、臉部和口鼻部的毛色較接近,鼻孔看起來彷彿豬鼻般相當明顯

可能不少人看過節目知道樹懶會每隔一段時間爬下樹排便,不會一股腦兒地直接從樹冠層「空投」下來。這個現象確有其事,不過只有三趾樹懶會很嚴格地,像擁有特殊的生理時鐘,每隔周就會緩…慢…地爬下樹排便,完事後再鋪蓋上一層葉子,才又緩…慢…地爬回同一棵樹上。而在二趾樹懶身上,則少有這樣的行為,不是直接空投,就是在換另一棵樹棲息的過程中在地上排便,比起三趾樹懶,牠們的排便位置和頻率較容易改變。

這樣的差異可以從兩種樹懶的生態習性來解釋,首先大家必須知道,這類的樹棲型植食者在哺乳動物中相當罕見,大概只有10種左右(不到哺乳類所有物種的0.2%),因為植食獲取的能量相對較少、需要特殊的消化系統供消化,並且棲居在枝頭上總是要夠輕盈(通常不會超過14公斤)。具備上述成為樹棲型植食者的條件後,我們的二趾樹懶在食性上能夠攝食葉子、果實和些許動物性蛋白,因此活動範圍較廣;回頭看看我們的三趾樹懶,只吃特定幾種樹種的葉子,獲得能量較有限,因此活動範圍常常不會脫離那一兩棵樹,當然廁所也就不會時常更換了。

解決了換不換廁所的差異,我們回到小樹懶的問題,為什麼三趾樹懶要爬下樹便便呢?

大家有沒有想過對於這種「緩慢移動、代謝率極慢」的動物來說,幹嘛特地費九牛二虎之力爬到地上大便呢? 除了地上充滿了危險的掠食者外(事實上,成年樹懶有超過50%的死亡率是來自於地面掠食者的捕獵),光是爬下樹就耗去一大把能量。過去有人認為爬下樹排便的行為有助於樹懶與其他樹懶接觸,是一個社會化的行為,但這樣的解釋實在有點牽強。有些人覺得爬下樹便便可以當作一種回饋,拿充滿營養的排泄物幫自己鍾愛的樹木好好施肥一番。

今年年初刊登於英國皇家學會的研究,Pauli等人為這個問題提供了一個很棒的解答,用很簡單的三個字來囊括研究的成果就是「帶便當」!那三趾樹懶爬下樹便便,跟帶便當之間有甚麼關聯呢?難不成是回收自己的便便、響應環保救地球,帶回糞氣四溢的黃金便當嗎?我們繼續看下去~

科學家分析了14隻霍氏二趾樹懶(C. hoffmanni)和19隻褐喉三趾樹懶(B. variegatus)的皮毛樣本、胃內容物和生活在牠們毛皮當中的樹懶蛾(sloth moths)數量等數據後,有了這樣的故事:

主角除了我們的樹懶,還有生活在樹懶毛皮當中的樹懶蛾(Cryptoses spp.) 和一種綠藻(Trichophilus spp.)。在此研究發表之前,科學家普遍認為這種棲居在樹懶毛皮中的生物與樹懶是一種「片利」的共生關係,意思是只有一方得到好處,但另一方沒有得到好處、也沒有壞處。新的研究發現了其實樹懶和這些小生物們是呈現一個高度連結的共生關係,雙方(或是多方)都受惠。

為什麼樹懶爬下樹便便

樹懶便便和皮毛內小生物的共生關係示意圖。本篇論文Fig.3

三趾樹懶會固定一段時間爬下樹便便,到了地面後,那些躲在毛皮裡的樹懶蛾就伺機在新鮮的屎糞中產下牠們的卵(圖-a)。卵孵化後幼蟲就以專食樹懶便便為生,頭好壯壯地長大,等到下幾次樹懶再度爬下樹排便時,這些小蟲子會長大成蛾(時間match地相當好),便跳上了專屬於牠們的樂園,也就是那隻正在上廁所的樹懶的毛皮中(圖-b)。

看起來樹懶蛾佔盡了好處,對樹懶而言呢?實驗結果發現樹懶(比較二趾和三趾樹懶)身上的蛾密度越高,毛皮當中的「無機氮濃度」和「綠藻的量」就越高(圖-c),成正向的關係(蛾死掉後會被分解者 [例如真菌]分解,進行氨化作用增加無機氮源,此舉可以刺激Trichophilus 綠藻的生長,因此成就了「樹懶菜園」)。

科學家也發現到這些三趾樹懶會去食用牠們毛皮上的這些綠藻,最酷的是,這些綠藻對樹懶來說是非常『容易消化』而且提供的『脂質養分』較高(圖-d)。回想一下,這些無機氮的來源正是那些樹懶蛾的貢獻,此貢獻使得綠藻得以大量生長,為樹懶提供了相當方便且營養的隨身便當!特別在三趾樹懶這樣獲取能量較受限的生活型式物種,大費周章爬下樹排便的可能原因,除了為樹懶帶來相當珍貴的營養來源外,也大幅鞏固了如此精細、經歷長時間演化的共生關係,保全了最獨特巧妙的樹懶皮毛生態系~

最後感謝來自哥斯大黎加三趾樹懶寶寶的提問,讓我們一起謝謝牠~

小樹懶表示因為獲得新知十分開心,找來了牠在哥斯大黎加樹懶救援中心的好友們,希望我們能夠聽聽「樹懶怎麼叫呢(What does the sloth say)?」(警告,以下影片萌度破表,會讓人無法抽離!)

 

參考文獻:

Pauli et al. (2014) A syndrome of mutualism reinforces the lifestyle of a sloth. Proc. R. Soc. B 281:20133006

關於作者

文宣

PanSci 菜鳥新血|就讀台灣師範大學生科系生態演化組,從小便以成為動物學家為志向,特愛鱷魚,因此踏入兩爬研究領域。熱愛保育相關議題,常為野生動物打抱不平,希冀保育的觀念能向下紮根、深植人心。平常喜愛浸溺於臉書專頁間,搜索最酷炫的生態演化新知,又很雞婆想與全世界分享,常常開心寫科普文到廢寢忘食。 座右銘:「大自然可以滿足我們的需求,卻無法滿足我們的貪婪」