冷知识：大熊猫野外种群数量，是靠捡屎来判断的。
很多养猫的人都自称为铲屎官，因为每天都要给主子们铲屎。但是搞大熊猫研究，尤其是野外大熊猫研究的，他们则有另一个称呼，捡屎官。
而且跟在猫砂盆里铲屎不同，每一个大熊猫捡屎官，每天要背着沉重的采样设备，翻山越岭，就为找到一坨新鲜的熊猫屎。
这是因为野生大熊猫并不会日常显露于人，就算是专业研究员，能在野外正面碰见一次熊猫都算好运气（当然在野外正面碰到野生大熊猫也不见得是好事，搞不好会被攻击）。
实际上我们看到大部分野生大熊猫的照片和视频，都是靠研究人员放在野外的红外相机拍下来的。我之前就干过这活，不过拍的不是大熊猫，是其他的野生动物。
那既然见不到大熊猫本猫，那怎么研究他们的族群构成和分布呢？
那就只能依靠痕迹学来研究了。而最重要的痕迹学物证，就是大熊猫那跟青团一样的便便。
换句话说，想知道哪里有熊猫，就看哪儿有屎。想知道这只熊猫是谁、身体状况如何，还是得看屎。于是，中国野外大熊猫的数量统计，真的是靠一坨一坨粪便推算出来的。
在山里找粪便不是你想的那种爬山郊游。
新鲜的熊猫粪便颜色偏亮，里面夹着没嚼碎的竹叶纤维，常见于兽径、饮水点或竹林深处。研究员们背着设备，一天要在陡坡和密林里走十几公里，遇到粪便就得停下记录GPS、海拔、植被类型，再小心采样保存。
但你们以为在野外找到熊猫便便很容易吗？实际上是非常难的。
工作人员在野外经常2,3天捡不到一坨屎，而且即便捡到了，也很有可能是过了保质期的。
对，熊猫便便也是有保质期的。
一般野外发现的熊猫便便，只有在“出肠”时间10-14天内的，才能更好的提取出有效信息，如果出肠时间太久，就难以直接使用，需要想其他的办法，甚至有一些就什么都测不出来了。
而在这一坨屎里，我们可以获取到非常多的信息。
比如在粪便里，有着大熊猫肠道上皮细胞里的DNA，通过对这些DNA测序，可以用来鉴定个体身份[1]，还可以通过特定的基因结果来判断大熊猫的性别[2]。科研人员反复在同一区域采集粪便，就能拼出一张野生大熊猫分布图。而且粪便中还残留着激素代谢物，孕酮水平的变化可以用来监测雌性的繁殖状态[3][4]。
更有意思的是，通过对粪便的研究，还能揭示区域范围内的大熊猫族群的遗传多样性。
通过SNP测序分析，我们可以看出不同大熊猫个体之间的亲缘关系。如果一个区域的熊猫们基因相似度过高，就说明近交问题严重，需要人工干预来增加基因交流。
科研人员甚至能通过这些遗传信号，判断是否存在亚群体隔离[5][6][7]。说白了，就是靠屎来判断熊猫家族有没有走向亲近结婚的风险。
而后续，科研人员还会给每一只大熊猫建立DNA数据库，包含了个体信息和族群信息等等。比如四川省在2015年就开始逐步给每一只大熊猫建立DNA身份证了。
对于大熊猫的便便，还可以开展很多科研课题，比如可以通过大熊猫的粪便，看出它的饮食习惯，最近吃了什么，吃的什么竹子等等。
而且对于粪便，绕不开的一个就是肠道菌群的研究。毕竟每一个做肠道研究的实验室，都有一整个-80的冰箱里冻着各种屎。没道理搞大熊猫研究的捡了这么多屎，不去做肠道菌群的研究。
比如研究发现，大熊猫的肠道菌群与纤维素降解能力有限这一事实密切相关[8]，这解释了为什么它们一天要花十几个小时啃竹子。换句话说，它们吃得多，不是因为嘴馋，而是因为肠道菌群的消化能力不太给力。
而当某个区域粪便数据积累到足够大规模的时候，它就能变成时空监测的工具。科研人员能看出某个区域的种群数量是在增长还是下降，是否因为栖息地碎片化而出现孤立趋势。
比如中国第四次大熊猫调查（2011–2014年），就是在综合了痕迹调查并辅以分子证据之后，得出野生个体约1864只的估算结果[9][10]。
所以新闻报道里那句“野生大熊猫数量超过1800只”，听起来像是统计了大熊猫的数字，其实背后是靠一坨一坨屎加起来统计数据。
当然，目前的捡屎的方法也有一些争议。
比如DNA提取和扩增会受样本降解影响，不同实验室之间可能出现偏差，导致个体被重复统计或遗漏。为了提高精确度，学界正在引入新一代测序和杂交捕获技术[11]。最近还有团队专门比较了几种粪便DNA提取试剂盒，结果发现方法选择显著影响分型成功率[12]。
但再怎么改进，科研人员都不敢把数字说得绝对。科学讲的是区间和概率，所以现在一般我们对外说都是超过1800只，就是这么估算出来的。
当然关于如何给研究野外大熊猫，还有一些新的研究思路，比如给大熊猫做猫脸识别。
给大熊猫做猫脸识别其实是非常难的，因为大熊猫基本都是黑白配色，还有个黑眼圈，个体之间非常相似。
现在科研人员通过在野外防止的摄像机拍摄到了大量的野生熊猫的图片，然后对这些图片进行训练，寻找他们的共通点和区别点，来尝试建立一个猫脸识别的系统。前几年成都大熊猫繁育研究基地发布了一篇关于猫脸识别的论文，《基于小数据集的大熊猫个体识别》[13]，准备基于这个数据库来制作一个猫脸识别的APP。
也许某天我们通过识图功能，告诉我们这是具体是哪一只大熊猫。
此外，目前我们自己目前的科研方向是在做eDNA，也就是环境DNA技术。
目前这项技术已经能在水体中监测鱼类多样性，比如通过测江水中的DNA含量，来统计这个江里的白鳍豚的分布情况。
理论上空气或土壤里也能捕捉到大熊猫的遗传信息，比如之前就有研究团队在哥本哈根动物园做空气 eDNA 采样，成功检测出 49 种非人类脊椎动物（包括哺乳动物、鸟类、爬行动物、两栖动物和鱼类）[14]
但目前来说，粪便依旧是最可靠的数据来源。
当我们在家给主子铲屎的时候想一想，还有那么多博士和教授们在野外翻山捡屎呢，是不是心里一下子平衡多了。
参考
- ^Zhan X, Li M, Zhang Z, et al. Molecular censusing doubles giant panda population estimate in a key nature reserve. Current Biology. 2006;16(12):R451–R452. doi:10.1016/j.cub.2006.05.042.
- ^Xu X, Wei K, Zhang WP, et al. A novel method for sex determination of giant panda based on ZFX/ZFY genes, validated on non-invasively collected feces. Annales Zoologici Fennici. 2007;44:401–404.
- ^Kersey DC, Wildt DE, Brown JL, Snyder RJ, Huang Y, Monfort SL. Unique biphasic progestagen profile in parturient and non-parturient giant pandas as determined by faecal hormone monitoring. Reproduction. 2010;140(1):183–193. doi:10.1530/REP-10-0003.
- ^Kersey DC, Dehnhard M. The use of noninvasive and minimally invasive methods in endocrinology for threatened mammalian species conservation. General and Comparative Endocrinology. 2014;203:296–306.
- ^Qiao MJ, Connor T, Shi XG, et al. Population genetics reveals high connectivity of giant panda populations across human disturbance features in a key nature reserve. Ecology and Evolution. 2019;9(8):4490–4503. doi:10.1002/ece3.4869.
- ^Garbe JR, Prakapenka D, Tsuruta S, et al. Genomic inbreeding and relatedness in wild panda populations. G3: Genes|Genomes|Genetics. 2016;6(9):2751–2760. doi:10.1534/g3.116.030973.
- ^Ma T, Lu Z, Luan X, et al. Walking in a heterogeneous landscape: dispersal, gene flow and genetic structure of giant pandas in the Qinling Mountains. Heredity. 2018;120:286–299. doi:10.1038/s41437-017-0039-6.
- ^Zhu L, Wu Q, Dai J, Zhang S, Wei F. Evidence of cellulose metabolism by the giant panda gut microbiome. Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 2011;108(43):17714–17719. doi:10.1073/pnas.1017956108.
- ^国家林业局. 中国第四次大熊猫调查报告. 北京: 科学出版社; 2015.
- ^ Cyranoski D. Experts question China’s panda survey. Nature News. 2015-02-28.
- ^Lu X, Yang S, Hu Y, et al. Improving noninvasive population genetics of elusive species with hybridization capture. Molecular Ecology Resources. 2021;21(4):1120–1133.
- ^ Gao J, et al. Comparison of fecal DNA extraction kits for the giant panda (Ailuropoda melanoleuca). Animals. 2025;15(7):11976664. PMC11976664.
- ^Matkowski, W. M., Kong, A. W. K., Su, H., Chen, P., Hou, R., & Zhang, Z. (2019). Giant Panda Face Recognition Using Small Dataset. In 2019 IEEE International Conference on Image Processing (ICIP) (pp. 1680–1684). IEEE. DOI:10.1109/ICIP.2019.8803125
- ^Airborne environmental DNA for terrestrial vertebrate community monitoring Lynggaard, Christina et al. Current Biology, Volume 32, Issue 3, 701 - 707.e5