本文来自微信公众号：把科学带回家（ID：steamforkids），作者：沈梦溪，题图来自：视觉中国
前段时间，大熊猫在马粪中撒欢打滚的新闻刷爆了朋友圈，我们从未想到这种软萌可爱的小团子们会有这么污力十足的癖好。熊猫喜欢马粪的原因是为了利用马粪中存在的一些能够抗冷的物质（β-石竹烯和氧化石竹烯），将这些物质抹在身上能够让大熊猫感到温暖。关于这一点，已经有不少文章进行了科普，我们就不再继续深入讲了。
在马粪中打滚的熊猫 图/Zhou et al., PNAS
今天要讲的事情是，其他许多动物与屎之间不得不说的秘密故事。我们从小就听说过这么一句话“狗改不了吃屎”，这说明人类很早就观察到狗的吃屎行为了。不过正儿八经开始研究这个问题，还是最近这些年的事情。
吃屎中的狗狗
在科学术语中，吃屎这种行为被称为“食粪行为”。1882年，就有科学家观察到家兔的食粪行为并进行了描述，随后科学家们开始对这种行为进行持续的研究。这些研究发现，食粪行为在中小型植食性哺乳动物中最为普遍，而且这些动物甚至还有规律性食粪的习惯，比如家兔、褐家鼠等。
对动物食粪行为的科学研究是从兔子开始的 图/pixabay
不过科学家们在其他非植食性哺乳动物中也观察到了这种现象。其中大家最耳熟能详的动物就是狗了，此外还有一个出人意料的食粪选手——家猫，有科学家曾在实验中发现，家猫在整夜禁食后也会出现食粪的行为。
夜间禁食后，猫也会出现食粪行为。所以，就算你家大橘超重了，也别想禁食减肥，不然分分钟回去刨沙（shi）盆给你看 图/pixabay
这些动物为什么会出现食粪行为呢？目前对于这种食粪行为的研究还很有限。我们可以从科学家们研究最深入的中小型植食性动物的食粪行为说起。
最早的时候科学家们认为中小型植食性哺乳动物出现食粪行为的原因与它们的体型有关。在生物学中，有一个有趣的现象，那就是生物的体型越大，代谢速率越慢，体型越小，代谢速率越快，这种现象被称为异速生长。
中小型植食性哺乳动物的身体具备一个较高的代谢速率，因此需要它们快速摄取能量，且食物不应该在消化道内长期滞留。所以这些动物应该取食高质量、低纤维的食物，这样利用少量的高质量食物就能满足代谢需求了。但是现实的因素是，这些动物受到环境因素的限制，不容易获得高质量的食物，因此不得不以容易获得的高纤维植物为食。
植物叶片并不是一种高质量食物，它们往往纤维高，能量少 图/pixabay
但是植物茎叶中的营养几乎都存在于高纤维的植物细胞壁内，这些哺乳动物又都没有直接消化纤维素的酶，因此需要消化道内共生的微生物发酵才能降解纤维，而且需要长时间才能够达到较高的消化率。对于大型植食性动物来讲，它们有反刍的机制，植物在胃中能够得到充分的发酵并被重复咀嚼，但是对中小型植食性动物来讲它们没有这一机制，因此不得不通过取食粪便中的未消化物质来提高能量利用率。
牛、羊、鹿等大型植食性动物能够通过反刍来提高植物的利用率，但是中小型植食性动物并无此功能，因此食物在它们体内快进快出，利用率较低 图/pixabay
还有实验证实，禁止食粪可能会引起动物体重下降、生长迟缓，甚至严重的导致死亡。比如兔子在禁止食粪的45天内，体重缓慢下降，血液中醋酸、丙酸含量升高，丁酸含量下降，而且在眼睛和耳朵处出现皮肤损伤，但是这些异常在恢复食粪后很快就得到了恢复。而豚鼠的反应则更为剧烈，在禁止食粪后在十天内就直接死亡了。
豚鼠：不给屎吃就死给你看！ 图/pixabay
在这些实验中，科学的饲养条件能够满足这些动物对营养物质的需求，但是它们依然有规律性食粪的习惯。所以科学家们认为，食粪行为可能具有更重要的作用。
科学家们对这些中小型植食性动物的粪便进行了专门研究，发现那些规律性食粪的动物（比如家兔）粪便一般有两种类型，一种是不成固定形状的软便，一种是干燥且具有固定形状的硬便。软便来源于盲肠，经过发酵以及盲肠微生物的作用之后，这些黏乎乎的软便富含维生素、氨基酸以及短链脂肪酸，同时还含有较高浓度的蛋白质。硬便则多是一些难以消化的大颗粒物质，比如未被消化掉的植物纤维等。其中硬便的含量最多，占80%左右。
兔子的硬便 图/flicker
在这些动物中，动物们取食更多的就是软便。所以科学家们推测，这些动物们食软便的行为可能是为了摄取软便中的各种营养物质比如维生素B、K以及短链脂肪酸等，防止这些营养物质的丢失；而且，这些软便中含有细小的消化物颗粒物质，取食软便可能有助于这些物质的充分发酵和消化。
吃便便的兔子
另外一方面的原因则是，这些软便来自于盲肠，且含有大量水分，所以可能会带走大量的菌群，因此这些动物取食软便能够保持肠道菌群的平衡。有科学家们在观察诸如考拉、褐家鼠等生物的幼崽时，观察到了这些幼崽取食母亲粪便的现象，这可能既能够获取营养，也能够帮助自己建立肠道菌群。
对于那些非中小型植食性动物的食粪行为，目前我们的研究并不是特别深入，所以引起食粪行为的原因也都只是猜测。
比如牛、羊、熊猫等动物，母亲会在幼崽出生后舔舐幼崽的屁屁，从而引起幼崽的反应进行排泄，然后取食这些粪便，这可能主要是为了刺激幼崽排便，保证其健康，取食粪便则是次要的，只是为了减少其中营养物质的损失而已。
正在照料幼崽的牛 图/pixabay
再比如对于狗的食粪便行为，其实大部分狗是对粪便不感兴趣的，或者说它们偶尔才会对粪便感兴趣，但是少数狗对于粪便的爱好却根深蒂固，有些甚至每天都要吃。科学家们推断，这一方面可能是因为狗在被驯化之前是食腐动物，所以在很久以前是普遍存在食粪行为的，只不过因为被驯化之后营养跟上来了，大部分狗也就逐渐不食粪了；另一方面，可能是因为营养不良引起的异食癖，这种行为我们人类中也存在，比如有些人喜欢吃土，这就是一种异食癖；最后，也可能是幼年的不良习惯，动物幼年的时候，对于所有事情都有兴趣，所以都想放进嘴里尝一尝，如果得不到及时纠正就会养成坏习惯。
虽然食粪行为是一个非常热门的研究方向，但是目前为止我们对这一行为的认识依然非常有限。可能还需要我们更加长期的研究才能够解释粪便背后的奥秘。
本文来自微信公众号：把科学带回家（ID：steamforkids），作者：沈梦溪