在哺乳动物的色素沉着过程中,黑色素的分泌很重要。有一个叫“酪氨酸酶”的东西非常重要,它能催化一种叫多巴醌的物质,这是形成黑色素的“准备材料”,而且酪氨酸酶的活性还决定了黑色素沉积是否正常。
相信大家一定在网上刷到过那种面孔黑黑,耳朵黑黑,尾巴黑黑的小猫咪。
它们四肢纤细,性格乖巧,通体是柔和的米白色,可脸黑黢黢的,一双蓝眼睛又圆又亮,在一张墨色的小脸上显得格外软萌和机灵,让人联想到《千与千寻》当中的小黑煤球。
你以为它一直是这样的模样,直到有次你偶然翻到三年前,同一个博主发的视频:刚出生的这只小暹罗,居然只有面门一小块是黑色!它几乎是纯白,只有耳朵和尾巴是很淡很淡的咖啡色。
奇怪,这还是同一只猫吗?怎么养着养着就变黑了,还能白回来吗?
热白冷黑,
怎么还带变色的
提到猫咪会变色,最有名也最具有代表性的,是暹罗猫。
一百年多年前,人们就已经注意到:暹罗猫刚出生时是接近白色,但随着长大颜色会变深[1]。由于一种叫“喜马拉雅兔”的兔子在低温环境下会发生毛色变化,于是生物学者联想到——暹罗猫的变色会不会和温度有关[2]?
为此,研究人员做了三个小实验。
首先,他们从德国带来两只纯种、颜色分明的暹罗猫到莫斯科——此时猫咪整体是微深的米白色,肚子颜色最浅,而它们的“重点色区域”,即脸部、耳朵、四肢和尾巴,近乎于黑色。
一般的室温下,暹罗猫除了面部、耳朵、四只脚和尾巴,其他部分都是米白色 / 图虫创意
研究者把它们放在在-3℃到16℃波动,最高不超过19℃木头房子内,实验覆盖了秋季换毛期,而一般换毛期宠物猫都待在温暖的房间。
在木屋待了两个半月后,两只暹罗猫颜色明显变深,身体侧面和背部新长出啦的毛变成了淡褐色或巧克力色。再过了两个半月(此时12月),它们整个变成了巧克力色,“重点色区域”的颜色更深;臀部和肩部还出现了深巧克力色[2]。
第二个实验从变黑的猫肩膀处剪出了约兵乓球大小的秃斑,在这覆上棉花,用这“临时棉服”将该区域保持在34.5°C到36°C之间。六周后,这块秃斑长出的新猫毛,大部分尖端是巧克力色,底部是白色;还有一部分干脆是无色,明显地形成了一个浅色的圆形[2]。
第三个实验,研究人员使用化学药剂让猫咪耳朵和前脚局部持续充血,结果在耳朵和前脚都长出了尖端是白色,甚至是无色的猫毛[2]。
遇到温度较高的环境,暹罗猫新长的毛色可能整体变白 / 图虫创意
这三个实验表明,低温时,暹罗猫的毛发色素沉着强烈,颜色深,高温下,毛发色素沉着较少,色浅。第二个实验中还长出了渐变色,是因为新长出来的毛发因暖和而没来得及“上色”。而刚出生的暹罗猫之所以整体都比较白,是因为母亲子宫内的温度较高[2]。
而且,暹罗猫身上不同的区域,发生变色的温度门槛也不同。背部的阈值就比较低,30-32℃就可能变白,肩部其次,大约在36-37℃变白,而耳朵和四肢都更耐热,根据研究人员推测,这两者的阈值需要43℃以上[2]。正常的室温条件下,耳朵、四肢就看起来全都是黑黑的了。
酶的突变,
白化了但没完全白化
那么,到底是什么让暹罗猫像会“温变”的呢?
其实,这是因为它们合成黑色素的机制有些异常[3]。
具体来说,是其中一个关键的酶,基因变异了[3]。
在哺乳动物的色素沉着过程中,黑色素的分泌很重要[4]。有一个叫“酪氨酸酶”的东西非常重要,它能催化一种叫多巴醌的物质,这是形成黑色素的“准备材料”,而且酪氨酸酶的活性还决定了黑色素沉积是否正常[5][6]。
一旦异常“白化”,就是“白化病”了。不过白化病的严重程度和类型很广[4]。有彻底白了回不来的,也有部分能恢复回来的。
哺乳动物有多种皮毛颜色和色素沉淀模式,色素沉淀模式的明显变化是由黑色素调节产生 / 图虫创意
暹罗猫这种有“重点色区域”的,其实是白化病的一个类型,也叫“肢端黑化症”,此时变异了的酪氨酸酶根据温度变化而改变色素的沉积[3][4]。身体末端,体温较低,酪氨酸酶在这里有活性,因此耳朵、爪子、尾巴、口鼻处色素沉着;而躯干温度较高,就只有很少甚至没有色素沉着。
因此,你以为暹罗猫变黑了、不对劲的那部分,其实恰恰是“恢复了”之前缺位的黑色素,局部暂时恢复了正常。
这种特有的、因为温度变化而色素沉着变化的情况,不止是猫咪身上有。除了前面提到的喜马拉雅兔,喜马拉雅鼠中,某些携带了该基因的狗[4],甚至人类中,都有产生[7]。
在狗狗当中,也会有因为这种基因而发生“温变”的现象,C为刚出生,D-H为幼年早期 / [4]
不过,暹罗猫实在是太具有代表性了。以至于这种“肢端变黑”的模式一般都叫“喜马拉雅模式”,但在猫咪中,叫“暹罗模式”[4]。
暹罗猫的皮毛确实对温度十分敏感,到了“随地大小变”的地步——一个病例曾分析过一只九个月大的暹罗猫。它在做绝育手术时,因为需要麻醉需要剃毛,把尾部附近的猫毛剃掉了;却没想到这部分皮肤冷却,激活了色素生成酶,着凉后变黑了。六周后,颜色又恢复了原本的深浅[8]。
不是只有暹罗猫,
也不是只有一种突变
不过也不要以为猫咪当中会变色的,只有暹罗猫。
基因变异不是只有一种形式。发生在不同的区域、或是原本的氨基酸变成不同氨基酸,全都会导致生物体的不同。
如前所述,暹罗猫是在肢体末端以及面部有一些“重点色区域”,除了特定的几个点,其他地方大多都是米白色,黑白分明,而且温度敏感性较强,剃个毛、盖个棉花,都可能让它变色[3]。
但是另一种猫,缅甸猫,虽然也能变色,却是另一种模式——不仅温度敏感性没那么强,没那么爱变,而且整体是梯度过渡的状态,虽然也是肢体末端颜色深,但是躯干颜色也不浅,没有那么“非黑即白”[3]。
这是因为暹罗猫的基因变异和缅甸猫的变异,不太一样。 不仅两种猫发生的变异位置不同,而且暹罗猫毛色的基因是原本的甘氨酸变成了精氨酸,缅甸猫的是原本的甘氨酸变成了色氨酸[3][9]。
图为缅甸猫,也会因为温度变色,但是没有那么温度敏感,色素分布也是过渡的 / 图虫创意
因此,两者的虽然都在掌握白化的部分——C基因座这里发生的变异,但是具体变异成的,是两种不同的分类[9]。
有种“东奇尼猫”,它的毛色呈现介于暹罗猫和缅甸猫两者之间,因为它的基因是暹罗猫和缅甸猫的类型的混合体[3]。
还有一些本身不会变色的猫咪,比如西伯利亚毛,俄罗斯蓝猫,它们可能是这种变异基因的携带者[3]。
但想实现一只温变的小猫咪,并不是那么简单。
基因变异实际上是隐性基因,而必须要两个基因都是隐性基因,才能达到“温变”效果。但凡从猫爸妈遗传到了一个正常的“白化基因”,毛色就是正常的了[3]。
不过,暹罗猫这种神奇的“温变天赋”,虽然很有趣,但并不是什么十全十美的好事。因为色素的合成受损,眼睛中的色素产生也会减少,通常导致虹膜或视网膜变色,表现为蓝眼睛或产生“红眼”效果[4]。
黑色素的分布异常也让暹罗猫的视网膜受到影响 / 图虫创意
虽然让暹罗猫蓝蓝的眼睛美若星泊,但视网膜色素上皮中黑色素生成减少,影响视网膜的正常发育和功能。比如视觉信息投射到大脑时对不上号;缺乏正常的视觉立体感;视觉分辨率下降,看东西会比较模糊等等[10]。
谁知道呢?暹罗猫大睁着眼睛看你的时候,很可能是看不清,使劲看。但是猫好人坏,眼睛好坏,黑或者白,又有什么关系呢。
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