摘要: 作者：王振來源：蝌蚪五線譜 最近，英國《每日郵報》刊發(fā)了一只叫“七仔”的棕色大熊貓的照片，引起了境外媒體的“驚呼”，也再次讓網(wǎng)友們欣慰：大熊貓終于可以拍張彩色照片了！ 其實，這并不是人類第一次發(fā)現(xiàn)棕色大熊貓。截至目前，有科學(xué)記載以來，世界上一共有五次發(fā)現(xiàn)...
作者：王振來源：蝌蚪五線譜
最近，英國《每日郵報》刊發(fā)了一只叫“七仔”的棕色大熊貓的照片，引起了境外媒體的“驚呼”，也再次讓網(wǎng)友們欣慰：大熊貓終于可以拍張彩色照片了！
其實，這并不是人類第一次發(fā)現(xiàn)棕色大熊貓。截至目前，有科學(xué)記載以來，世界上一共有五次發(fā)現(xiàn)棕色大熊貓的明確記錄。而沒有明確記載的還有很多次。事實上，自然界中不但有棕色大熊貓，在大熊貓的重要棲息地之一——陜西佛坪，人們還曾發(fā)現(xiàn)過白色大熊貓。這只萌物，除了眼圈和四肢是黑色，身體其他部分都是白色。可見，大熊貓的顏色并不是唯一的。
圖為“七仔”在陜西省珍稀動物繁育研究救護中心的成長照片
大熊貓不一直都是黑白標(biāo)準(zhǔn)照，為什么會出現(xiàn)其他顏色呢？對此，科學(xué)家還沒有給出明確的結(jié)論，不過，我們可以從哺乳動物毛色決定和影響的角度，對這件事進行探究。
目前，大家對此事的推測主要有三種。一是秦嶺當(dāng)?shù)氐乃?、氣候、土壤等條件影響了大熊貓黑色素的合成。但是這樣的話，理論上大熊貓的毛色應(yīng)該是從白色到黑色過渡。而顯然并沒有。
也有人認為，這是基因突變所致。我們知道，野生大熊貓數(shù)量稀少，尤其是這些棕色熊貓的發(fā)現(xiàn)地秦嶺，當(dāng)?shù)卮笮茇埛N群小而孤立，據(jù)估計總量在200到300之間，至今卻已經(jīng)多次發(fā)現(xiàn)棕色大熊貓。突變幾率過大，顯然也不太可能。
“丹丹”是有科學(xué)記載的第一只被發(fā)現(xiàn)的棕色大熊貓，被發(fā)現(xiàn)時，臥在地上
棕色熊貓“丹丹”與“彎彎”喜結(jié)良緣。丹丹生下3只正常顏色的后代，不過都不幸夭折
還有一種說法是認為，這些“彩色”熊貓可能是一種特殊的隱性基因純合造成的。我們認為，這個假設(shè)可以再往前推進一點，即大熊貓變成棕色很可能是因為白化病。為什么這么說呢？
為什么沒有藍色的哺乳動物？
我們知道，毛發(fā)顏色是一種遺傳特征。雖然哺乳動物毛色多樣，但其實控制者只有一種色素，也就是黑色素。如果要進一步細化，也可以說是兩種，真黑色素和褐黑色素。前者表現(xiàn)為黑色或者褐色，后者表現(xiàn)為紅色或者黃色。所以，你就很容易理解，為什么自然界中沒有綠色或者藍色的哺乳動物了。當(dāng)然，藍綠色的鳥類是有的，比如小藍金剛鸚鵡、藍松鴉、藍鷺等。
大藍鷺
小藍金剛鸚鵡
雖然哺乳動物身上的色素只有兩種，但真黑色素和褐黑色素以不同的比例搭配，就能讓動物們的具體毛色各不相同了。它們可以為動物“調(diào)制”出棕色、銀灰色、黃褐色、紅色等等幾十種不同的毛色。雖然顏色表現(xiàn)不同，單真黑色素和褐黑色素都是由酪氨酸和苯丙氨酸轉(zhuǎn)化而來。
真黑色素與褐黑色素產(chǎn)生的調(diào)控模式示意圖
上圖中的英文字母，每一組都代表一種基因的名字。圖中右側(cè)的路徑，則為從酪氨酸到黑色素的合成過程。相比較人類對基因的了解，科學(xué)家對黑色素的合成路徑研究已經(jīng)相當(dāng)成熟。要弄明白黑色素的合成過程，我們首先要認識黑色素細胞。
黑色素細胞來源于黑色素母細胞，起源于動物軀干中的神經(jīng)嵴細胞。當(dāng)黑色素母細胞遷移到真皮和表皮后，即開始向黑色素細胞分化。分化完成后，黑色素細胞再遷移入毛發(fā)中。
黑色素是在黑色素細胞里的黑色素小體中合成的。這個合成過程中，除了三種酶蛋白——酪氨酸酶（TYR）、酪氨酸酶相關(guān)蛋白 1（TYRP 1）和酪氨酸酶相關(guān)蛋白 2（TYRP 2），——是必選項，還需要很多蛋白質(zhì)參與其中，起調(diào)節(jié)作用。缺失任何一種，都可能導(dǎo)致合成異常。
首先，酪氨酸被TYR催化生成3，4-二羥基丙苯氨酸也就是多巴，然后進一步被TYR氧化成多巴醌，再經(jīng)過聚合氧化等反應(yīng)生成多巴色素。此時仍是無色。TYRP 2將多巴色素氧化成5，6-二羥基吲哚-2-羧酸，又在TYRP 1催化下生成5，6-吲哚醌羧酸。這時已經(jīng)變成了一種褐色物質(zhì)。之后再被TYR催化成5，6 吲哚醌，這就變成了一種黑色到深褐色的物質(zhì)。5，6-吲哚醌和 5，6-吲哚醌羧酸都被稱為真黑色素。
褐黑色素合成的前半段與真黑色素相同。在合成吲哚醌后，半胱氨酸（Cys）參與了合成，反應(yīng)形成半胱氨酸多巴和半胱氨酸多巴醌，最后經(jīng)脫羧反應(yīng)變成苯丙氨酸-羥基-苯井噻嗪衍生物。然后還要經(jīng)歷一系列反應(yīng)，才能生成褐黑色素。谷胱甘肽可以代替半胱氨酸形成谷胱甘肽多巴，在谷氨酞轉(zhuǎn)肽酶作用下，轉(zhuǎn)化為半胱氨酸多巴。
黑色素的生成過程
哺乳動物的毛色就由這兩種色素控制。而鳥類的黑褐色也是來源于此。這兩種色素的比例塑造了具體的顏色，而它們的比例，又由TYR的活性控制?；钚愿撸a(chǎn)生的真黑色素就多。而活性低時，過量的谷胱甘肽會引導(dǎo)生成褐黑色素。
酪氨酸酶是一種蛋白質(zhì)。它在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成后，轉(zhuǎn)入高爾基體折疊，然后才能進入黑色素小體合成黑色素。在本質(zhì)上，黑色素也是一種蛋白質(zhì)。既然是蛋白質(zhì)就一定要受到中心法則控制。因此，基因才是這一切的根源。與黑色素有關(guān)的基因為數(shù)眾多。如MC1R 基因、Agouti 基因、TYR 基因、Silv 基因、MITF 基因、KIT 基因等。除此之外，由于黑色素分泌的影響因素眾多，性別、年齡、光照、飲食等等各方面都會對黑色素產(chǎn)生影響，所以有影響的基因也非常多。具體的基因作用，由于本文并非分析基因的文章，故不再贅述。
基因在哺乳動物黑色素合成中的影響和作用
哺乳動物為何戀上了白化??？
在動物界，白化病的發(fā)病率很高。人類也未能幸免。在我國，白化病的患病率大約是0.0057%，這意味著，10萬人里就有5個會得此病。遺憾的是，關(guān)于動物的白化病發(fā)病情況，目前還沒有具體研究，我們無從知曉哺乳動物白化病的具體發(fā)病率。但從近年來的新聞中對白化動物的報道來看，動物患白化病的幾率還是比較高的。
自然界中的白化動物，從左到右、從上到下依次為：孔雀、鱷魚、刺猬、樹袋熊、袋鼠、松鼠
白化病的發(fā)病原因，通常是與酪氨酸酶有關(guān)的基因產(chǎn)生突變，真黑色素合成不良。在黑色素細胞發(fā)生到黑色素合成里的任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會導(dǎo)致白化。
白化病是一種隱性基因造成的疾病。相對于正常毛色，控制白化病的都是隱性基因。這樣就可以解釋為什么棕色大熊貓的后代是黑白色的。因為其后代理論上應(yīng)該是雜合子。但是，目前還沒有觀察到棕色大熊貓子三代的繁殖情況。所以還不能完全確定。
根據(jù)對白化高原鼠兔正交、反交、測交的研究，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)其白化基因位于常染色體。將野生高原鼠兔和白化種進行對比，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)有如下不同：
毛色：野生為灰褐色，白化為純白色；
產(chǎn)仔率：野生較高，白化略低；
性情：白化高原鼠兔更溫馴；
體重和體長：白化的都略勝出；
眼睛：野生為黑色，白化為紅色。
高原屬兔
由于鼠兔的眼睛虹膜顏色和毛色是連鎖的，這足以證明控制它們的基因是位于同一個染色體上的。同為哺乳動物，大熊貓白化病患者的情況和鼠兔也類似。相關(guān)的隱性遺傳基因必然也是位于常染色體上。
截至目前，在對動物白化病的研究中，科學(xué)家對白化小鼠的關(guān)注是最多的。在小鼠體內(nèi)，與白化病有關(guān)的基因有abcd四種。其中abc三種基因具有支配性，各自在不同的染色體上。當(dāng)c基因為隱性純合的cc時，可以遮蓋任何其他基因的色素效果。A一B一C一D為野生色，A一bb一C一D為桂皮色，aa一B一C一D為黑色，aa一bb一C一D為棕色。野生小鼠就是灰褐色的。
在魚類中同樣有白化病。魚類有三種色素細胞：黑色素細胞、黃色素細胞和銀白色素細胞。對于魚類來說，白化就意味著發(fā)生更多疾病和失去保護色，生存能力大大降低。而在哺乳動物中，這一點并不明顯，人類的白化病也不一定會引起其他疾病。
珍珠龍膽石斑(白化突變體色)
引起魚類白化的原因很多，它們不但可以受遺傳基因突變影響發(fā)生白化，還會因為環(huán)境營養(yǎng)等因素而白化。甚至不同的餌料，維生素的缺乏與過量，光照、水量和重金屬都可能成為導(dǎo)致魚類白化的罪魁禍?zhǔn)住６溉閯游镏?，這些環(huán)境因素的影響就比較輕。
在文首我們提到過，與小鼠一樣，大熊貓也存在白色品種。在陜西佛坪發(fā)現(xiàn)的白色大熊貓，除了眼圈和四肢為黑色，從耳朵到肩胛骨，直到整個軀體，都是白色的。白色大熊貓的毛色還略帶淡黃。研究表明，白色、全棕色、棕白色三種毛色都可能是白化病的一種。棕色就意味著真黑色素分泌的減少甚至不分泌，而褐黑色素分泌增加。通過圖片，我們可以看到，棕白色大熊貓的毛色是偏向棕紅的。由小鼠的突變可以推知，全棕色大熊貓應(yīng)該也產(chǎn)生了兩個或者兩個以上的突變。而棕白色可能是一個突變，白色應(yīng)該也是兩個以上的突變所致。
七仔
棕白色大熊貓看起來似乎比黑白色的還可愛，那張溫馴的臉總是帶著笑意。所幸這些疑似白化病患者沒有天敵，所以并沒有受到什么傷害。
額，想拍張彩照還得得白化病……我再好好考慮一下吧
大熊貓因為白化病的緣故，而能拍彩色照片了，你覺得這是個好消息嗎？
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