達(dá)爾文告訴我們,生物會(huì)對(duì)所生存的環(huán)境發(fā)生適應(yīng)性變化,那些具有更好適應(yīng)性的生物才得以存活;相反,那些沒有“作出”很好適應(yīng)性改變的生物就被淘汰。
因此,今天我們所能看到的生物物種都是對(duì)環(huán)境很好適應(yīng)的品種。
食腐動(dòng)物之所以不畏懼腐食中細(xì)菌病毒等,吃了腐肉一點(diǎn)事也沒有,也必然有其克制食物中這些微生物的“道道”。
“道道”可能不止一個(gè)方面。
比如,所有生物都有隔離外環(huán)境和體內(nèi)內(nèi)環(huán)境的屏障,比如,人類的皮膚就是人體最大的器官和最主要的屏障。
胃腸道也有這樣的屏障,稱為“胃腸屏障”,包括胃腸道粘膜上皮細(xì)胞之間的緊密連接,粘膜表面抗體系統(tǒng),黏膜表面的保護(hù)性粘液等等。
但是,這些“胃腸屏障”是多有脊椎動(dòng)物所共有的。
食腐動(dòng)物有什么特殊的機(jī)制來抗衡腐食中額外的細(xì)菌病毒呢?
研究發(fā)現(xiàn),食腐動(dòng)物不畏懼食物中可能存在的致病微生物的一個(gè)重要,甚至是主要機(jī)制是:
具有極度低PH值的高酸度胃來作為食物中微生物的“濾過器”。
已知,不同動(dòng)物具有高度差異的胃酸度。
曾經(jīng)認(rèn)為,胃酸的主要生理功能在于通過激活胃蛋白酶原啟動(dòng)蛋白質(zhì)的消化,并通過蛋白質(zhì)的酸變性來幫助這一過程。
研究發(fā)現(xiàn),食物中蛋白含量更高的食肉動(dòng)物通常就比食草動(dòng)物具有更高的胃酸度,也為這個(gè)說法提供了很高的證據(jù)。
但是,研究更發(fā)現(xiàn),食腐動(dòng)物有著比其他食性的動(dòng)物更高的胃酸度。
而且,食腐動(dòng)物的食物并不比食肉動(dòng)物的食物有更高的蛋白質(zhì)含量,更難消化。
同時(shí),我們知道,維持任何一種極端的生物特征都需要付出高昂的代價(jià)。比如,恒溫動(dòng)物維持37度甚至以上的體溫,雖然可以獲得諸如抵御寄生蟲微生物感染,更高的能量利用率,更高的神經(jīng)傳導(dǎo)速度及由此帶來的更快的反應(yīng)速度;但是,維持高體溫代價(jià)也非常昂貴,比如,需要持續(xù)不斷“浪費(fèi)能量物質(zhì)”,非常不良的低溫和高溫適應(yīng)性,更容易被凍死熱死等。
胃內(nèi)高酸度的維持也不例外,代價(jià)也一樣昂貴。這包括,需要更多的能量支持,還需要投入巨大資源來預(yù)防高胃酸帶來的潛在危害。
既然,不能單純用食物蛋白含量來解釋食腐動(dòng)物與食肉動(dòng)物胃酸度的差異,食腐動(dòng)物高昂代價(jià)的極端高的胃酸度必然有其存在的另外的生物學(xué)意義。
正如本問題所涉及,一個(gè)顯而易見道理在于,腐食動(dòng)物的食物中含有更多的微生物,面臨更大的“病從口入”風(fēng)險(xiǎn)。
我們還知道,高酸度是可以用來殺菌的。食腐動(dòng)物不惜代價(jià)維持胃內(nèi)的高酸度,一個(gè)理所當(dāng)然的理由就是為了殺滅食物中的微生物,預(yù)防這些微生物帶來的感染風(fēng)險(xiǎn)。
當(dāng)然,要證明這一點(diǎn),需要更大量和可信的證據(jù)顯示,動(dòng)物食性,食物中含有微生物的數(shù)量,與胃內(nèi)酸度存在很好的關(guān)聯(lián)性。
2015年發(fā)表的一項(xiàng)研究中,美國(guó)北卡羅萊納州立大學(xué)的科學(xué)家對(duì)此作了專門探討。
研究者通過廣泛的文獻(xiàn)檢索,獲得了來自7種不同食性的68種(25種鳥和43種哺乳動(dòng)物)動(dòng)物胃酸度的數(shù)據(jù)。
結(jié)果發(fā)現(xiàn),不同食性與胃pH之間存在很好的線性關(guān)系。
總體上,相比于草食動(dòng)物(無論前腸和后腸),雜食動(dòng)物和肉食動(dòng)物,食腐動(dòng)物(無論專性還是兼性)有著更低PH值的胃酸度。
具體來說,不同食性動(dòng)物胃PH值分別為:
專性腐食性動(dòng)物平均1.3,兼性腐食性動(dòng)物1.8;通性食肉動(dòng)物2.2,雜食動(dòng)物2.9,專性食肉動(dòng)物3.6;后腸食草動(dòng)物4.1,前腸食草動(dòng)物 6.1。
我們知道,食草動(dòng)物食物中通常含有較少量的微生物,而食物中含量很高的纖維素和木質(zhì)素由需要微生物來發(fā)酵才能被吸收利用,尤其是前腸食草動(dòng)物(反芻動(dòng)物)。因此,胃內(nèi)不僅不需要高酸度,相反,在反芻動(dòng)物還需要相對(duì)的堿性環(huán)境避免微生物被殺滅,才更有利于發(fā)酵。
如上所述,食肉動(dòng)物和雜食動(dòng)物,食物中蛋白含量高,需要更高的胃酸度。食物中微生物含量雖然高于植物性食物,卻顯著低于食腐動(dòng)物的食物,消毒殺菌的壓力不大。因此,這些動(dòng)物胃酸度介于食草動(dòng)物和食腐動(dòng)物之間。
食腐動(dòng)物,具有更大的消殺食物中微生物的壓力,因而擁有更高的胃酸度。
引人注目的,即使同是食腐動(dòng)物,專門吃腐食的專性食腐動(dòng)物的胃酸度比兼性食腐動(dòng)物更高,更可以進(jìn)一步說明胃酸在消殺食物中微生物方面的作用。
當(dāng)然,有一些動(dòng)物具有更寬的胃內(nèi)PH值范圍。
其中,在雜食動(dòng)物和主要以昆蟲為食的食蟲動(dòng)物最為明顯。這主要是由于這些動(dòng)物的食譜本身存在很大差異,而食蟲動(dòng)物所進(jìn)食昆蟲甲殼質(zhì)含量差異也是一個(gè)原因。
有趣的是,在一些例外中,胃酸度也與食物的微生物含量高度相關(guān),更進(jìn)一步證明胃酸殺菌的作用。
比如,海貍雖然是食草動(dòng)物,但是由于經(jīng)常在水下活動(dòng)存在暴露于原生動(dòng)物寄生蟲賈第蟲感染的高風(fēng)險(xiǎn),因而具有非常高酸性的胃。
再比如,兔子也是典型的食草動(dòng)物,卻也有極酸的胃。這是因?yàn)?,兔子需要?jīng)常通過吃糞來補(bǔ)充胃腸道內(nèi)的微生物——一邊補(bǔ)充所需要的微生物,一邊還通過高胃酸來過濾致病性微生物。
總之,北卡羅萊納州立大學(xué)的研究以有力的證據(jù)證明,胃酸的一個(gè)重要生理功能是殺滅食物中的微生物;食腐動(dòng)物具有極端高的胃酸度,因而具有更高強(qiáng)度的殺菌能力,這些動(dòng)物才可以天天吃充滿微生物的腐食而安然無恙。
在人類,成年人的胃內(nèi)具有與雜食食性不相稱的高酸度(最低pH值= 1.5)。
尤其是,與其他靈長(zhǎng)類動(dòng)物相比,人類是胃pH值唯一更接近于食腐動(dòng)物的物種。
比如,食性最為接近于人的狒狒,胃pH值一般在3.7,遠(yuǎn)高于人類的1.5。
一種合理的解釋是,人類祖先在某個(gè)階段開始大量撿食腐食動(dòng)物獲得動(dòng)物蛋白質(zhì),可能是促使腦“爆發(fā)”發(fā)育,突然領(lǐng)先于其他靈長(zhǎng)類動(dòng)物,進(jìn)化成唯一智能生命的重要原因。
而進(jìn)食腐食食物的一個(gè)代價(jià)就是面臨更大風(fēng)險(xiǎn)的病原菌感染;接近于食腐動(dòng)物的高胃酸正是為了適應(yīng)腐食行為而發(fā)生的適應(yīng)性改變。
另外,在嬰兒、高齡老年人,以及接受顯著降低胃酸度的胃腸旁路減肥手術(shù)和奧美拉多等質(zhì)子泵抑制劑抗酸藥的患者,更容易發(fā)生胃腸道細(xì)菌感染的事實(shí),也進(jìn)一步證明胃酸在食物殺菌中的作用。
就是說,人類研究的證據(jù)也可以進(jìn)一步驗(yàn)證胃酸在殺菌中的意義。
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