动物的粪便通常作为物种种间和种内交流的信息载体，粪便中的气味物质通常编码个体的性别、年龄、体型大小和繁殖状态等信息，在动物间的化学通讯交流中发挥至关重要的作用。同时，粪便挥发物在种间防御中发挥反捕食的功能，食肉目物种的粪便含有一些特定信息素，如2-苯基乙胺，吡瑧类化合物等被猎物群体所利用作为警报信号。接触其他动物粪便具有很大感染病原体和寄生虫的风险，在自然界中除一些昆虫（屎壳郎、果蝇等）利用其它动物粪便并作为产卵、避热的场所外，很少有动物表现出对其它物种粪便的吸引行为。
兽类学分会理事长、中国科学院动物研究所魏辅文院士研究团队经过长达十年的野外观察发现：秦岭野生大熊猫对遇到的新鲜马粪情有独钟，它们会产生嗅闻马粪、在马粪上打滚、用脸颊在马粪上磨蹭、并将粪便涂抹在全身等一系列有趣的行为（如图1和视频1）。
图1野生大熊猫“HMR”行为视频1单反相机（上）和红外相机（下）拍摄野生大熊猫“HMR”行为年7月到年6月，魏辅文院士团队研究人员在陕西佛坪国家级自然保护区的核心区三官庙保护站布设红外相机监测大熊猫滚马粪行为，记录并科学描述这一行为过程，并将其定义为“HMR行为（Horsemanurerolling）”。“HMR行为”与马粪的新鲜程度相关，两周以内的马粪都对大熊猫有吸引力，通过GC-MS化学分析比较新鲜和两周后马粪的化学物质发现，BCP（β-石竹烯）和BCPO（石竹烯氧化物）等化合物在二者中含量差异显著，可能是诱导大熊猫“HMR行为”的关键化合物。研究人员进一步将这些化合物在北京动物园进行验证，通过在干草垛上喷洒这两种物质的标准品的稀释溶液，北京动物园大熊猫也产生这一类似行为（视频2），进一步证实了这两种关键物质的重要性。同时，研究人员还发现几乎所有的“HMR行为”事件都是在-5℃到15℃的环境温度下记录的，结合当地气象数据研究发现这一行为的发生概率与冬季环境温度降低呈正相关，结果表明“HMR行为”是一个温度诱导事件。
视频2喷洒BCP/BCPO的草垛引起圈养大熊猫（北京动物园）类似“HMR”行为为进一步揭示“HMR行为”与温度之间关系，魏辅文院士团队和中科院昆明动物所赖仞研究员团队研究人员合作利用电生理技术在分子细胞水平研究发现BCP和BCPO能够抑制大熊猫“gpTRPM8”受体的冷激活和薄荷醇激活。TRPM8作为动物皮肤表面的重要冷觉感受器被抑制，在一定时间内会钝化动物对外界寒冷的感应。通过在模式动物大、小鼠的实验表明，涂抹BCP或BCPO可以增强小鼠对冷的耐受能力，在寒冷条件下不需聚群取暖（视频3），同时注射Icilin和BCPO能抑制Icilin（一种TRPM8的激动剂）诱导的大鼠颤抖行为和小鼠跳跃行为，明显增强大、小鼠对寒冷的抵抗力。研究证实了大熊猫在寒冷的冬季通过“HMR行为”将马粪涂抹全身有辅助御寒的效果。
视频3低温（4℃）条件下涂抹BCP/BCPO的小鼠表现出不聚群行为（右）和对照组的聚群行为（左）该研究首次科学报道了野生秦岭大熊猫一种不寻常的行为——“HMR行为”，并结合气象因素、大熊猫-马之间的历史互动和电生理实验等系统阐述了这一行为产生的原因和分子机制。同时，还确定了BCP和BCPO作为TRPM8离子通道的新化学抑制剂，并首次揭示了野生大熊猫如何利用以BCP/BCPO为基础的化学辅助机制来适应栖息地低温环境，这一灵活的适应策略也可能会被其它野生动物采用，需要未来更多的长期观察。当然，大熊猫如何感知到这些物质以及这种行为发生是否还有其它分子机制，还需进一步研究揭示。
相关研究成果于年12月7日以“WhyWildGiantPandasFrequentlyRollinHorseManure”为题发在美国国家科学院院刊（PNAS）。该项研究由中国科学院动物研究所、中国科学院昆明动物研究所和北京动物园等单位合作完成。中国科学院动物研究所博士后周文良、中国科学院昆明动物所杨仕隆研究员、李博文副研究员和中国科学院动物研究所聂永刚研究员为本文的共同第一作者。兽类学分会理事长、中国科学院动物研究所魏辅文院士和中国科学院昆明动物研究所赖仞研究员为论文的共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金委创新群体项目、中国科学院B类先导专项和前沿重点项目及云南省科技厅等项目资助。
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