猫的毛色变化多端,堪称哺乳动物中最复杂的现象之一。在看似随机的毛色背后,一套精密且奇妙的基因机制正在起作用。现在,就让我们破解这组隐藏的密码,探寻它们毛色之下的小秘密。


(图源:《知识就是力量》杂志)


基因与色素

色素细胞是一种广泛存在于动物体内的细胞,可见于皮肤、脑脊膜、脉络膜、瞳孔等多种组织器官,在毛发、虹膜等颜色的形成中扮演着重要的角色。


相对集中在腹部区域的白色毛

(图源:《知识就是力量》杂志)

猫的毛色是由皮肤中不同色素细胞的色素蛋白合成产生的,合成过程的不同则缘于它们复杂的基因表达调控机制。

猫的色素细胞能产生真黑素(Eumelanin)和褐黑素(Pheomelanin)两种色素。真黑素的合成受棕色基因(Brown gene)控制,能够吸收所有光线,产生色素沉着,具体表现为黑色;褐黑素的合成则受红色基因(Red gene)控制,能够反射红色、橙色、黄色等波长范围内的光线,通常表现为红色(我们常称为橘色)。

此外,还有一种有趣的基因——稀释基因(Dilution gene),它不仅控制着色素颗粒的分布方式,淡化原有毛发的颜色,还能同时对真黑素和褐黑素产生影响。因此,棕色基因、红色基因和稀释基因共同决定着猫的毛色。


显性与隐性的“填色纸”

一般情况下,杂合子中两个相对性状中只有一个会显现出来,这个表现出来的性状被称为显性性状,由显性基因控制;被显性基因掩盖而无法表现的性状则被称为隐性性状,由隐性基因控制。


(图源:《知识就是力量》杂志)

在早期,猫的棕色基因只有一种基因型B,毛色表现为黑色。后来,出现了基因型b(巧克力色)和基因型c(肉桂色)两种突变。这3种基因型的显隐性关系为B>b>c——可以得出,黑色猫的基因型有3种可能(B B、B b、B c),巧克力色猫的基因型有2种可能(b b、b c),肉桂色猫的基因型则只可能是c c。

红色基因调控毛色是否为红色,而稀释基因对以上4种颜色进行稀释,对应产生蓝色、淡紫色、淡黄褐色和奶油色4种稀释色,这就是猫的8种基础毛色。


红色“游戏”

猫的红色基因分为R(突变型)和r(野生型)2种,二者显隐性关系为R>r,只会位于X(雌性)性染色体上。当表现为显性基因R时,毛色为红色;表现为隐性基因r时,毛色则受其他基因影响为黑色。因此,不同的组合便得到了不同的毛色表现。


(图源:《知识就是力量》杂志)

迷人的“混乱”

玳瑁色是一种独特的花色,得名于玳瑁(海龟科玳瑁属,国家重点保护野生动物)的背甲。它通常只出现在母猫身上,因受到里昂化作用(Lyonization,指在雌性个体细胞中,两条X染色体随机失活一条,从而使雌性和雄性都只有一条活性X染色体)的影响而产生。


玳瑁的背甲(图源:《知识就是力量》杂志)

雌性X染色体上携带的基因过度表达可能导致生物个体发育异常,而里昂化作用有效避免了这种情况的发生。对于XR Xr基因型个体而言,XR 或Xr 染色体上的里昂化作用(失活)会随机发生在任意的毛囊细胞中。因此,猫的每根毛的颜色都会随机选择黑色系或红色系,整体呈现出分布无规则的玳瑁色。


撰文 | 苟妮娜

责任编辑 | 牛一名 段阳阳

运营编辑 | 段阳阳

质量审核 | 业蕾

❖ 文章来源:《知识就是力量》杂志

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