棕色大熊貓變色之謎：能拍彩色照片或因白化病

文章來源：蝌蚪五譜

最近，英國《每日郵報》刊發了一隻叫“七仔”的棕色大熊貓的照片，引起了境外媒體的“驚呼”，也再次讓網友們欣慰：大熊貓終於可以拍張彩色照片了！

大熊貓不一直都是黑白標準照，為什麼會出現其他色呢？對此，科學家還沒有給出明確的結論，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。一是秦嶺當地的水源、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該是從白色到黑色過渡。而顯然並沒有。

也有人認為，這是基因突變所致。我們知道，野生大熊貓數量稀少，尤其是這些棕色熊貓的發現地秦嶺，當地大熊貓種群小而孤立，據估計總量在200到300之間，至今卻已經多次發現棕色大熊貓。突變幾率過大，顯然也不太可能。

還有一種法是認為，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。為什麼這麼呢？

為什麼沒有藍色的哺乳動物？

我們知道，毛髮色是一種遺傳特徵。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，也可以是兩種，真黑色素和 褐黑色素。前者表現為黑色或者褐色，后者表現為紅色或者黃色。所以，你就很容易理解，為什麼自然界中沒有綠色或者藍色的哺乳動物了。當然，藍綠色的鳥類是 有的，比如小藍金剛鸚鵡、藍松鴉、藍鷺等。

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“調製”出棕色、銀灰色、黃褐色、紅色等等幾十種不同的毛色。雖然色表現不同，單真黑色素和褐黑色素都是由酪氨酸和苯丙氨酸轉化而來。

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，科學家對黑色素的合成路徑研究已經相當成熟。要弄明白黑色素的合成過程，我們首先要認識黑色素細胞。

黑色素細胞來源於黑色素母細胞，起源於動物軀幹中的神經細胞。當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髮中。

黑色素是在黑色素細胞裏的黑色素小體中合成的。這個合成過程中，除了三種蛋白——酪氨酸（TYR）、酪氨酸相關蛋白 1（TYRP 1）和酪氨酸相關蛋白 2（TYRP 2），——是必選項，還需要很多蛋白質參與其中，起調節作用。缺失任何一種，都可能導致合成異常。

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，再經過聚合氧化等反應生成多巴色素。此時仍是無 色。TYRP 2將多巴色素氧化成5，6-二羥基-2-羧酸，又在TYRP 1催化下生成5，6-羧酸。這時已經變成了一種褐色物質。之后再被TYR催化成5，6 ，這就變成了一種黑色到深褐色的物質。5，6-和 5，6-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。在合成后，半胱氨酸（Cys）參與了合成，反應形成半胱氨酸多巴和半胱氨酸多巴，最后經脫羧反應變成苯 丙氨酸-羥基-苯井衍生物。然后還要經歷一系列反應，才能生成褐黑色素。谷胱甘可以代替半胱氨酸形成谷胱甘多巴，在谷氨轉作用下，轉化為半 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於此。這兩種色素的比例塑造了具體的色，而它們的比例，又由TYR的活性控制。活性高，生的真黑色素就多。而活性低時，過量的谷胱甘會引導生成褐黑色素。

酪氨酸是一種蛋白質。它在糙面內質網合成后，轉入高爾基體摺疊，然后才能進入黑色素小體合成黑色素。在本質上，黑色素也是一種蛋白質。既然是蛋白質 就一定要受到中心法則控制。因此，基因才是這一切的根源。與黑色素有關的基因為數多。如MC1R 基因、Agouti 基因、TYR 基因、Silv 基因、MITF 基因、KIT 基因等。除此之外，由於黑色素分泌的影響因素多，性別、年齡、光照、飲食等等各方面都會對黑色素生影響，所以有影響的基因也非常多。具體的基因作用， 由於本文並非分析基因的文章，故不再贅述。

哺乳動物為何戀上了白化病？

在動物界，白化病的發病率很高。人類也未能倖免。在我國，白化病的患病率大約是0.0057%，這意味，10萬人裏就有5個會得此病。遺憾的是，關 於動物的白化病發病情況，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病率。但從近年來的新聞中對白化動物的報導來看，動物患白化病的幾率還 是比較高的。

白化病的發病原因，通常是與酪氨酸有關的基因生突變，真黑色素合成不良。在黑色素細胞發生到黑色素合成裏的任何一個環節出現問題，都會導致白化。

白化病是一種隱性基因造成的疾病。相對於正常毛色，控制白化病的都是隱性基因。這樣就可以解釋為什麼棕色大熊貓的后代是黑白色的。因為其后代理論上應該是雜合子。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。

根據對白化高原鼠兔正交、反交、測交的研究，科學家發現其白化基因位於常染色體。將野生高原鼠兔和白化種進行對比，科學家發現有如下不同：

毛色：野生為灰褐色，白化為純白色；

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。

由於鼠兔的眼睛虹膜色和毛色是連鎖的，這足以證明控制它們的基因是位於同一個染色體上的。同為哺乳動物，大熊貓白化病患者的情況和鼠兔也類似。相關的隱性遺傳基因必然也是位於常染色體上。

截至目前，在對動物白化病的研究中，科學家對白化小鼠的關注是最多的。在小鼠體內，與白化病有關的基因有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。對於魚類來，白化就意味發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，這一點並不明顯，人類的白化病也不一定會引起其他疾病。

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生白化，還會因為環境營養等因素而白化。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致魚類白化的罪魁禍首。而哺乳動物中，這些環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。在陝西佛坪發現的白色大熊貓，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，全棕色大熊貓應該也生了兩個或者兩個以上的突變。而棕白色 可能是一個突變，白色應該也是兩個以上的突變所致。

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笑意。所幸這些疑似白化病患者沒有天敵，所以並沒有受到什麼傷害。

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？