Le panda géant est habituellement représenté mangeant paisiblement du bambou plutôt que chassant, ce qui ajoute à son image de l'innocence. En effet, bien que classé parmi les Carnivores (classe des Carnivora), cet animal se nourrit principalement de végétaux. Même s'il a été rapporté qu'il mange à l'occasion des œufs et des insectes, son régime alimentaire est constitué à 99 % de végétaux, quasi uniquement de bambous (jusqu'à 20 kg par jour), bien que cette plante soit peu digeste, mais peut inclure ponctuellement d'autres végétaux, et même un peu de viande (petits rongeurs, poissons...). Son origine de Carnivore explique d'ailleurs qu'il dispose d'un système digestif capable de digérer de la viande. Son microbiote serait plus proche de celui de ses homologues carnassiers ou omnivores, que de celui des herbivores stricts. Il possède peu des bactéries que l'on retrouve chez les herbivores, tels que les ruminants, qui décomposent la cellulose, composant principal du bambou. Les scientifiques pensent que les pandas ont commencé à manger du bambou à une époque lointaine où les autres sources de nourriture sont devenues rares, et auraient vécu sur cette niche alimentaire depuis quatre millions d'années.

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