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探究猫的皮毛颜色形成原因

2022-12-15 21:09把科学带回家(万物)37评

原文标题:《白领子、白手套、白面具…… 为什么你家猫咪天生就会“打扮”自己?》

(图片来源:Flickr)

世界上的猫咪有千千万万种,如果你仔细观察,就会发现有些猫咪有白色的爪子、白色的下巴毛,看上去非常高贵优雅,主人也亲切地称其为警长,认为它们戴了白手套和白领带。

为什么有的猫天生就被赋予了这样独特的皮毛装扮呢?猫的毛发颜色又是什么决定的呢?

黑猫警长原来是真的存在啊!|左源自网络、右源自 Flickr

与人类的外观特征一样,猫的毛发也是由遗传决定的。一般情况下,猫可以按照毛发颜色分为两类,各式各样的花纹、颜色都是在这两种本色基础上,通过随机搭配和修饰基因的修饰形成的。

第一类是黑色系由产生真黑素 Eumelanin 的基因控制,称为 B 基因,一共有 B、b、b’三种基因型,其中 B 型比其它两种基因型更占优势。当猫咪拥有 B 型基因时,会产生大量的真黑色素,使之呈现出纯黑的毛色;当猫继承了 bb 或者 b’型基因时,会产生适量的真黑色素,皮毛就呈现出浓郁的巧克力色。

B 基因的每种可能的组合对毛色的影响|Messybeast

第二类就是红色系由产生褐黑素 Pheomelanin 的基因控制,称为 O 基因,一共有 O、o 两种基因型。有 O 型基因的猫会产生褐黑素而呈现出橘色;o 型基因的猫则不会产生褐黑素,其颜色则取决于它们携带的 B 基因组合。

但是,生物界的审美并非如此单一。

那些拥有蓝灰色、薰衣草色和奶油色皮毛的可爱猫猫的出现,让原本黑乎乎、暗沉无趣的调色板变得生动明媚起来,当然,这得归功于稀释基因

稀释基因有两种形式:D 和 d,俄罗斯蓝猫和英国蓝猫都因一代又一代地保存 BB / dd 基因组合,呈现出低调的蓝灰色而备受人们喜爱。

皮毛底色黑色、巧克力色和肉桂色是如何通过稀释基因转变为蓝灰色、奶油色的?|Messybeast

那些有着双色皮毛的玳瑁猫又是怎么长成的呢?

其实,猫和人类一样都有性染色体 XX、XY,X 染色体中包含着皮毛颜色的指示。雌猫有两条 X 染色体,所以它们每个细胞中都会收到两套关于毛色的指令,但这两条指令并非完全一样,有的是黑色系,有的是红色系。

在小猫最早发育过程中,一条 X 染色体会失去活性,失活的 X 染色体又在每个细胞中是完全随机的。于是,在这样混乱无序的情况下,便出现了独特的玳瑁色,让小猫身上这一块长黑毛,那一块又长橙毛。

玳瑁、三花猫都是猫咪皮毛的配色,而非特定的猫咪品种,大部分的品种猫都有这种花色,但是因为外表,玳瑁猫成了世界上弃养率最高的猫。|Pxhere

现在我们还剩下一种常见的皮毛色来讨论了 —— 白色!

白色与 KIT 基因的三个等位基因有关:野生型等位基因(w-不会改变原有毛色)、遮蔽基因(W-可以掩盖所有原有毛色)、白色斑点(S-随机产生白色斑点、s-不会改变原有毛色)。拥有 w 基因的猫,不会产生任何影响,其皮毛色仍由其他颜色所主导。

W 基因它能凌驾于任何关于产生皮毛色素基因的指令,从而使猫咪呈现出通体白色。不过还有一种白色的猫,需要与之区别开来 —— 由白化基因控制的白化猫,两者的区别就在于,白猫是可以合成黑色素的,它们的眼睛里仍然有色素,可以是蓝色、绿色、黄色、橙色或淡褐色;反之,白化猫只有浅蓝色或者浅粉色的眼睛。

猫咪:啊我已经听不懂了......|Pxhere

白色斑点基因(White Spotting gene)具有剂量效应,携带一份 S 基因(Ss)时,猫身体的白色区域不会超过总面积的 50%;携带两份白色斑点基因(SS)时,猫身体的白色区域超过总面积的 50%;没有 S 基因或者是携带 ss 基因的猫则不呈现出白色。

基因不同剂量产生的毛色效应|Messybeast

白色斑点在身体上的位置是随机的,但是也遵循着一定的规律,即白色斑点总是倾向于分布在远离背部的区域。这是因为它的黑色素细胞虽然移动得快,但它们分裂的速度又很慢,腹部、爪子等地方没有产生足够的黑色素,于是便成了白色,也是人们常说的长着长着没“墨”了。

据说,每吃掉一颗山竹,就有一只猫猫失去它的白手套!|编辑 5 号家的猫主子

其实除了猫咪以外,还有很多动物都呈现出背部深、腹部浅的皮毛颜色,比如老虎、狐狸、企鹅、蝠鲼和鲨鱼等。这其实是大部分的动物进化的一个特征 —— 反影伪装(Countershading),早在 1896 年,美国著名的肖像画家 Abbott Handerson Thayer 就提出了这一名词并解释道:“动物都由大自然而上色,那些颜色最暗的地方往往都是被阳光照得最亮的地方,反之亦然。

(图源 Pxhere、Flickr)

正常情况下,光线会从上面投射下来,如果是一只全身呈均匀白色的动物,便会出现动物的上方有较亮的白色,而下方出现较暗的阴影,使得物体出现了色差,呈现出了三维的立体效果,因此让动物更加明显。

(图源 YouTube)

但如果是一只上部深色、下部白色的动物,当与光线作用结合后,就能平衡直射到身体上的光线量,使得身体上下部的对比度缩小,让动物们更容易融入到周围的环境中。

(图源 YouTube)

这种伪装对于捕食者或者被捕食的动物而言都非常重要:前者需要减少自己的存在来悄悄靠近猎物,后者则需要把自己藏起来让天敌看不到

那些住在森林里的野猫跟它们的祖先一样,拥有一件有利于伪装和生存的皮毛。那些拥有洁白爪子的野猫在捕食者和猎物面前太过显眼,不利于躲藏,长此以往便容易被大自然淘汰。

(图源 Pxhere)

但是,当人类开始想要驯化猫时,独特的白色爪子反而成为了让人类“尖叫”不已、爱不释手、主动去选择的一种猫咪特征。就这样,家猫的“白手套”一代一代地保留了下来。

封面来源:Flickr

参考资料:

本文来自微信公众号:把科学带回家 (ID:steamforkids),撰文:阿娴,审校 :Ziv

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