為什麼常見的貓咪毛色以黑白灰黃,而不是紅紫綠藍為主?


我擦……做個搬運工也能得這麼多贊?

======我是嚇尿了的分界線======


不只是貓咪,所有哺乳動物的毛色(注意是毛色)都是如此的,只有兩種色素組成,而且人類的視錐細胞能感知三種顏色,是哺乳動物中的異類

PS:評論里有朋友提問「英短」貓的毛色為什麼卻是藍色的,其實英短的「藍色」是由於真黑素在毛髮上特殊的分布形式導致的的色彩效應。說白了,就是淡黑色和散射的綜合作用,類似的還有北極熊的顏色,北極熊的毛髮並不是白色的,而是透明的,但因為不規律的光路漫射,形成了類似雪地一樣的白色。英短的「藍色」其實應該是「灰色」,並沒有藍色色素在其中。

詳細的請參考這個回答

作者:小城
鏈接:為什麼沒有綠色毛髮的哺乳動物? - 小城的回答
來源:知乎
著作權歸作者所有。商業轉載請聯繫作者獲得授權,非商業轉載請註明出處。

先看看色素論是怎麼說:
哺乳動物的毛髮只有兩種色素:真黑素、褐黑素,前者為黑色,後者棕/橙色,再加上白化基因,所以哺乳動物的毛髮只能產生黑、棕、白這三種顏色(棕色和橙色其實是同一種顏色,只是亮度不同)
一隻喵清晰地告訴你是哪三種顏色:

當然,喵們的毛色基因在X染色體上,與常染色體有些差別,由於X染色體失活的作用,使得它們成為稍為特殊的存在(不多解釋了,有興趣的自己查),很多時候,我們看到的未必是如此界限分明的三色,而是由這三色產生的混合色:

由於基本色只有黑、棕、白,你只能在這個色調里混合,比如灰色、褐色、栗色、茶色、橙色、土黃色,然而,不可能混出綠、藍、紫、青、粉等顏色。
所以沒有綠毛/藍毛/紫毛/青毛/粉毛的哺乳動物。
(樓下有人提到綠狒狒,其實是暗黃色,並不是真正的橄欖綠)
(求別說豬……豬的粉色是皮膚的顏色,並不是毛髮)

——————————————————————————————————
正確嗎?正確,但這並不是個好答案,因為等於沒有解釋。
這就像問月球為什麼總是同一面朝向地球,回答說月球的自轉周期等於公轉周期,這沒錯,但是這等於什麼都沒有說。
只是把原問題換了個說法又描述了一遍。
(真正有用的答案是潮汐鎖定,不細解釋,有興趣的自己去查)。

——————————————————————————————————
所以我們也會繼續問:為什麼哺乳動物只能產生這兩種色素?

這要從哺乳動物的視覺(色覺)說起,以下每個小段落,都足以單獨展開成一篇長文,如果你有足夠的耐心,想深入了解,可以自行百度相關知識,否則直接跟著我的結論走就好:

————————————知識背景鋪墊開始————————————

1.色覺是由視錐細胞產生的,有幾種視錐細胞,就有幾色視,例如人類有三種,那麼便是三色視,你以為看到了萬紫千紅花花世界,其實只有三種顏色而已。所以顯示器只用三種顏色(紅綠藍)便能讓你以為看到了一切顏色。
(其實叫三維色覺更恰當一些,但怕有人會和空間的維度混淆,所以就乾脆叫三色視了)

2.視網膜上除了視錐細胞,還有視桿細胞。視桿細胞是用來在暗處看東西的,但它只有一種,不像視錐有好幾種,所以它(幾乎)沒有任何辨色能力,諸位回想一下,在昏暗的房間中,也就是你能看見東西在哪,卻沒辦法看清書上的文字這種亮度,你就是在使用視桿細胞——這時候你是看不到任何顏色的。

3.爬行動物擁有四種視錐細胞,所以是四色視,而當哺乳動物演化出來的時候,地面是爬行動物的天下(恐龍),哺乳動物被迫長期穴居,住在光線昏暗的洞穴中,且多為晝伏夜出,在這樣的生活環境下,辨色能力就沒那麼重要了,而暗視覺卻非常有用。所以哺乳動物在進化過程中,將四種視錐細胞舍掉了兩種,給更重要的視桿細胞騰地方。
是的,哺乳動物都是二色視。

4.風水輪流轉,一顆小行星砸滅了恐龍的霸主地位,哺乳動物得以重見天日,但二色視這個特徵卻被保留了下來。

(擴展閱讀)直到靈長目學會了上樹,一次偶然的基因突變(複製過程中多複製了一段),在猴子家族中埋下了三色視的基因,後來此基因隨著採集成熟果實的生存競爭得以壯大,人類的三色視就是這麼來的。然而這個基因卻並不十分穩定,在現今人類中只佔了大約94%的分布頻率,另外6%的基因仍然是二色視。
也許你已經猜到了,沒錯,就是紅綠色盲。和狐臭與油耳有關嗎?刮腋毛對狐臭的影響?類似,紅綠色盲才是傳統基因,「正常色覺」才是變異出來的。
(紅綠色盲還分紅色盲/P型、綠色盲/D型,還有程度較輕的色弱,這裡就不展開說了)

6月15日補充:很多人有興趣問鳥類與人類的色覺對比,統一回復一下。
鳥類視錐細胞覆蓋範圍330-700,四個峰值是:黃(565)、青(508)、藍(440)、紫外(370),波峰分布相當平均。
靈長目的覆蓋範圍是390-700,三個峰值是:黃(565)、綠(535)、藍(430),波峰分布不均勻,黃綠離的較近。
其他哺乳動物只有黃(565)、藍(430)兩個。
(註:不同物種之間,波峰會有小幅變化,但性質不會變)
哺乳類的黃、藍視錐與鳥類同源,丟掉的是青(508)和紫外(370),而靈長目的綠(535)是由原有的黃(565)變異而來。
大多數脊椎動物與鳥類相似,哺乳動物是特例,靈長目是特例中的特例。

5.說了這麼多,就為點出這句話:(絕大多數)哺乳動物的色覺,相當於人類的紅綠色盲。

————————————知識背景鋪墊完畢————————————

毛髮的顏色,有的是作為保護色,使自己隱藏在背景中不被敵方發現,使得捕食者難以發現or使得被捕者難以發現,比如蚱蜢、螳螂的草綠色,蟬的棕黑色,魚類的腹白背黑。有的是作為警戒色,用非常鮮艷刺眼的方式告訴對方:「我有毒,別吃我」,比如一些毛蟲、蜘蛛、蝴蝶的鮮艷顏色。
警戒色只有被獵食者才會用,而且它們一般是有毒的,保護色則二者都會用到,沒有毒性限制。

哺乳動物身上沒毒,毛髮顏色都是保護色,但很多都是在綠色的樹林、草叢中,披著一身黃皮,比如下面這隻大貓………………

你在開玩笑嗎?綠綠的樹叢中一身鮮艷的橘紅色,你是怕你不夠扎眼嗎?是怕羊兒鹿兒看不到你嗎?你這到底是更方便捕獵,還是更方便把獵物嚇跑?
其他哺乳動物我就不碼了,大抵都是這個套路。

這能隱蔽個鎚子?

鋪墊了半天的知識背景終於派上用場了——哺乳動物大都是紅綠色盲。
那麼在其他哺乳動物眼中,它其實是這樣的:

您看,妥妥的保護色吧。
當然,做成下面這樣也可以:

這張和上一張是同一個意思,把樹葉變成橙色或把老虎變成綠色,對於哺乳動物而言,沒有什麼本質區別,反正都是同一種顏色。
再進一步說,在哺乳動物眼中(以及人類的紅綠色盲),三張圖看起來幾乎是一樣的。
老虎不傻。

再來看看獅子。
我們眼中的獅子:

保護個牙刷!

但是……其他哺乳動物眼中的獅子:

或者:

分明妥妥的保護色!
(三張圖對於哺乳動物而言並沒有區別)
(其實這套圖順便可以檢測出紅綠色盲……)

(6月16日補充:讀者的數量超乎我預料,而且還有不少紅綠色盲的朋友,為了方便色盲朋友們理解三張圖的區別,我將紅藍通道交換了一下,把色盲難以區分的橙、黃、綠換成了容易區分的綠、青、藍,這樣在普通人眼中三張圖的差異,色盲朋友也可以體會到了

橙綠對比換成了藍青對比,在普通人眼裡對比程度差不多,色盲朋友可以參考。

為什麼會這樣?
原因很簡單,當哺乳動物成為地面的主宰之後,它們的天敵或者捕獵對象,一般也是其他的哺乳動物,所以,很大程度上,保護色只需要騙過同為紅綠色盲的其他哺乳動物就夠了。
少部分例外,比如鷹捉兔子,對於兔子而言,每年死在鷹爪下的兔子,比起死於其他哺乳動物的同胞,實在是少的可憐。所以即使偶爾有那麼一兩次基因突變出綠兔子,也不會提升多少生存優勢,反而可能連帶其他疾病,於是就不會繼續進化下去了。

很多人在評論中問到,若綠毛與橙毛沒有優劣之分,那為何只有橙毛?

進化不是你想進,想進就能進,基因突變不是主動的,而是隨機亂碰、不可控的。
綠毛這個性狀本身是無害的,但你想突變出綠色素的基因,需要弄出一段全新的基因編碼,這些編碼都是靠胡蒙亂堆,蒙出來的,而不是專門為綠色素編譯的,所以它一定會伴隨其他的性狀,而這些性狀是沒有規律的,絕大、絕大多數是對生存不利的。
(註:突變出綠毛與突變出三色視不一樣,靈長目的三色視只是因為複製基因的時候出了差錯,相當於抄代碼的時候抄串了一行,除了辨色之外沒有其他影響,而綠色素的產生要編碼一段新的基因,幾乎必然會產生其他的副作用

比如羊,有可能某次突變出的綠色基因同時伴有耳聾,對生存不利,過幾代就會滅族了,又有一次綠毛變異同時伴有軟骨病,那它會在幼年時最先被獅子吃掉,或者還有一次綠毛伴隨心臟缺損,那它連活著出生都做不到。
既要產生綠毛基因,又不能有其他副作用,這是撞大運無法做到的,這種事情只能靠人工轉基因。
(比如黃金大米,胡蘿蔔素對稻子而言是既無益、又無害的性狀,那麼便幾乎不可能靠自然進化得到,只能靠人工植入「專門產生胡蘿蔔素又不產生其他副作用」的基因。)

綠毛能正常存活已屬不易,若非取得絕對優勢,是無法取代橙毛的。當然,如果一開始是綠毛,那麼橙毛也很難後來居上。

一句話概括就是:橙毛捷足先登,綠毛對橙毛沒有絕對優勢,沒有進化的條件。

(6月7日補充):
從另一個更顛覆世界觀的角度解釋:
按照大多數哺乳動物的視覺標準,那本來就是綠毛,綠和橙本來就是同一種顏色,是你們人類攪亂標準、硬要區分的。
這就好比人類說「動物為什麼都多了一條尾巴」一樣——不是動物多了一條尾巴,而是人類少了一條尾巴。

人類的視紅和視綠基因是同一條基因變異出來的,它倆的實際差別很小,光譜峰值離得很近,這就導致了人眼對600nm-535nm這一段波長的變化「過於敏感」,說白了,橙和綠本來沒那麼大的差異,是人眼的視覺系統將其誇大化了。

另一方面,作為婚姻色,那就更不用解釋了,婚姻色只能作用於同一物種之間,那麼就更沒必要進化出紅毛綠毛了。
當然,對於已經進化到三色視的哺乳動物,鮮艷的婚姻色還是很管用的。
比如:

然而這仍然不是毛髮的顏色,而是皮膚的顏色,哺乳動物在特定環境下需要紅色或藍色的時候,毛髮仍然做不到,只能通過皮膚和毛細血管來實現了。







(山魈的圖片刪了,怕嚇到小朋友……換成這位是想說:)






不,
許,
抖,
機,
靈。

發完圖,才注意到,初音(站著的那個)的頭髮和衣服是討論色盲問題很典型的顏色:
初音的頭髮、領帶、袖口、裙擺,全部是青色的,但上衣是灰色的,這是紅綠色盲(尤其綠色盲)很容易混淆的顏色。
而手裡的蔥是綠色的,對面兩個小孩(鏡音)的頭髮是黃色的,同樣的道理。
於是畫面就略顯違和了,在普通人看來,蔥是和初音搭配的(因為是同色系),而在紅綠色盲看來,蔥明顯是從對面搶來的……
大概是這麼個意思(譜外色實在是難弄,湊合看吧):


貓長什麼顏色並不取決於你能看到什麼顏色,而是取決於捕食它和它捕食的動物能看到什麼顏色。

由於老鼠和大型的貓科動物還有狗都是色盲,長成其他的毛色並不能給貓的祖先帶來生存上的優勢,所以自然不會成為主流。

從基因角度說的話,貓的毛色是伴X的顯性遺傳,而毛色的基因只有紅和黑兩種,所以貓也就只能長出這兩種色系的毛了。當然對於只有一條X染色體的公貓,只要不是嵌合體,最多只能有紅或者黑一種色系。


除了肥豬流以外,哺乳動物根本就沒有紅紫綠藍的毛色


貓咪毛色的遺傳規律

貓的顏色只有兩種,就是紅和黑。除此之外沒有別的顏色。紅色的淡化色是乳色。黑色的淡化色是藍色。

純色表中了現了藍色和乳色。我個人認為藍色和乳色是常染色體上淡化基因作用的結果,和貓原來的性染色體上顏色無關。 CFA 的純色表如果只放紅黑這兩種基本顏色相配的結果會令人更容易理解。其它色只是淡化基因作用的強弱而使黑紅出現不同程度的淡化。例如黑色的貓會所以產生黑色,深藍色,淺藍色等等,其實都是黑色,只是色素分布的密度不同從而產生視覺上的不同顏色。

全白:全白從前一直以為是貓的顏色一種。其實不是。純白的貓原來是有顏色的。只是因為身上的另一種基因讓貓本來的顏色不能顯視出來,所以看上去以為是全白的。這種貓的小貓如果全白基因不作用,將按照大貓原本的顏色(即未顯視出來的顏色)去遺傳。

白斑:我們眼中的黑白,紅白,三花,都有一塊一塊的白色。其實這也是和全白一樣。是另一種基因控制貓的那個地方不顯色,按我的看法,白色不是貓的顏色,如果不算色的話,三花貓其實只有兩種顏色。所以別人說代瑁,藍乳,三花沒有公貓是對的。因為這些顏色除白以外都有兩種不同的顏色。公貓除白以外只能有一種顏色。所以雙色的公貓一定有一個顏色是白色的。這種基因不在性染色體上,與貓的原本顏色和性別無關。

虎斑:同上,一種虎斑基因作用,在貓原來的顏色上作用,出現虎斑紋。例如棕虎斑的貓原來的貓是黑色的。由於有了虎斑基因作用變成了棕虎斑。棕虎斑看上去有黃色和黑色的兩種顏色,其實是由於虎斑基因作用,貓原來的顏色只是黑色而已(任何虎斑都只能當一種顏色算)。如果這隻棕虎斑貓和一隻純黑色貓配。小貓里如果沒有遺傳到虎斑基因的。無論公母都一定是純黑貓。這種基因不在性染色體上,與貓的原本顏色和性別無關。

重點色:同上。一種白化的基因作用。但這種基因最特別的地方是它白化的方式。它在小貓在貓媽媽的肚子里就開始作用,受母親子宮溫度的影響。小貓身體溫度較低的部位呈現出比較深的著色,而使身體溫度比較高的部位呈現出比較淺的著色。小貓由於在母親子宮環境溫度較高,所以出生的時候顏色很淺。眼睛的顏色也受此基因影響而淡化,永遠是藍色的。所以有的喜馬還幾乎全白,有的還能隱約看到原來的顏色和花紋就是母親子宮溫度決定的。重點色看上去是很特別的顏色。但如果不是和重點色的貓配。生出來的小貓就會按照重點色原本的顏色遺傳。這種基因不在性染色體上,與貓的原本顏色和性別無關。

漸層色:不再解釋了,和虎斑基因一樣的。這種基因不在性染色體上,與貓的原本顏色和性別無關。

... 綜上所述。控制貓的顏色只有兩種紅色和黑色,所有貓的原來顏色都是只有紅色,黑色或者紅黑色這三種可能。我們所以見到千變萬化的貓是因為其它可以控制顏色的基因共同作用的結果。但這些基因都不在性染色體上,不能改變貓原本的任何顏色。


因為藍貓很淘氣,又太喜歡問問題,所以被封殺了


以下是方舟子的科普文章《為什麼綿羊不是綠色的》:

  一名讀者問我:為什麼亞非草原上的食草動物都是棕黃色的,沒有一種演化成與植被顏色相似的綠色的?而且,綿羊全是白色的,按理,白色在草原上該是非常醒目的,容易被天敵發現。這是人工選育的結果嗎?

  是的,白色綿羊的確是人工選育的結果。綿羊是第一種被馴化的反芻動物,是大約1萬多年前從生活在西亞山區的摩弗侖羊馴化、培育出來的。摩弗侖羊的皮毛是棕色的,背上是一條黑色條紋。羊的相近物種的皮毛顏色也是棕、黑或灰色的。只有阿拉斯加大角羊是白色的,顯然是因為適應冰天雪地的環境。

  不僅沒有一種野生的羊是綠色的,而且極少有哺乳動物長著綠色的皮毛(據我所知,只有個別的蝙蝠、猴子的身體某些部位長著橄欖綠顏色的毛髮)。大部分哺乳動物都是棕色或灰色的。這與其他類別的動物形成了鮮明的對比:綠色的昆蟲、魚、青蛙、蜥蜴、蛇、鳥極為常見。

  動物身體顏色的一個主要作用是偽裝。自然界到處都是綠色的植被,因此不難理解有那麼多的動物進化出了綠色的身體。但是為什麼哺乳動物不這麼干呢?

  動物有兩種辦法讓自己的身體成為綠色。一種方法是合成綠色的色素,這是水螅、海綿、毛毛蟲、螳螂採用的辦法。但是哺乳動物毛髮中並無綠色的色素,而是黑色和紅黃色兩種色素,用它們沒法混合形成綠色。

  其實,所有四足動物的色素都只有這兩種,那麼兩棲類、爬行類和鳥類是怎麼讓自己變成綠色的呢?它們利用的是光的衍射。青蛙皮膚上特殊的細胞能衍射藍光,與黃色素混合,就形成了綠色。變色龍能夠快速改變身體的顏色與環境背景融為一體,也是通過改變其皮膚上衍射細胞的形態做到的,而不是通過改變色素。鳥羽的五彩斑斕則是靠其羽毛上特殊的顯微衍射結構與色素相結合的結果。哺乳動物即使像青蛙、變色龍那樣用皮膚細胞衍射光,也會被毛髮遮蓋掉,而它們纖細的毛髮又不像羽毛那樣容易進行衍射,因此無法利用這種方法形成綠色。

  但是,如果有必要,哺乳動物也可以進化出一種形成綠色的方法。例如樹懶的皮毛上長著藻類,就讓皮毛看上去變成綠色的了。當它們以每分鐘幾厘米的速度慢吞吞地在樹上移動時,這身綠色就起到了很好的偽裝作用。那麼為什麼其他哺乳動物不讓自己也變成綠色的?

  哺乳動物並不都像樹懶那麼懶。為了維持體溫,哺乳動物普遍必須快速地運動、捕食,而不能像青蛙、蜥蜴等冷血動物那樣長時間靜止不動。快速運動的身體是很難通過偽裝掩蓋自己的行蹤的。不管變色龍如何善於偽裝自己,一旦活動起來,還是很容易被發現的。因此對喜歡運動的哺乳動物而言,消極的偽裝相對來說變得不是那麼重要。它們更著重於開發主動逃避的手段,儘早發現天敵並快速地逃逸。要躲也主要是躲在洞穴中。

  當然,哺乳動物也有靜止或緩慢行動的時候,偽裝並非全無用處。哺乳動物大多在地面活動,長著棕色、灰色的皮毛容易與泥土、落葉、樹榦打成一片,在這種生活環境中,棕色、灰色的偽裝效果其實比綠色更好。

  哺乳動物的天敵主要也是哺乳動物。而大多數哺乳動物都是色盲,無法分辨綠色和其他顏色。它們的世界是灰色的。它們更容易分辨的是色彩的強弱對比和圖案。只要皮毛的顏色不過於鮮艷,就不容易被其他哺乳動物發覺,而條紋、斑點等圖案也有助於與背景融合。這是大多數哺乳動物的皮毛以棕色、灰色為基本色,並夾雜其他顏色的條紋、斑點的另一原因。

  和哺乳動物不同,鳥類有非常好的色彩視覺,對綠色和其他顏色都極其敏感。不過,由於鳥類能夠飛翔,對它們來說,偽裝更不重要。它們長著五顏六色的羽毛的主要用途不是為了偽裝,恰恰相反,是為了突出自己,向異性炫耀。由於大多數哺乳動物是色盲,這也使得它們不能用皮毛的華麗來吸引異性。

  有些鳥類在地面生活,它們的飛行能力不強甚至無法飛行,需要防範哺乳動物的捕食,必須善於偽裝自己,而這些鳥類的羽毛顏色也以棕色、灰色為主,並夾雜條紋、斑點,和哺乳動物一樣。



長那麼艷的顏色的要不就是捕捉不到獵物餓死辣,要不就是成功引起天敵注意被吃掉辣,然後他們的鮮艷色彩基因沒能遺傳下來。


因為要活下去。


凡是活下來的,活到現在還在一定規模繁衍的動物,都是已經匹配了生存環境的物種,當環境發生變化時,動物們(包括我們人類自己)繼續做出相應適應性變化。


畢竟像孔雀那樣的動物很少


因為包括貓在內的所以哺乳動物都不是生來就要給捕獵者找到的,身體的黃,黑,白顏色都是偽裝色,並不是非主流頭上的裝扮色


說不定以前有,只不過都被別人吃了或者自己餓死了。


為什麼人類的頭髮以黑棕黃為主,不以赤橙黃綠青藍紫為主


推薦閱讀:

有人能直接根據顏色說出 RGB 碼嗎?
怎樣用語言描述一種顏色?
為什麼列印和印刷時要使用CMY顏色模型而不是RGB?
狗的眼睛看不見色彩,那有哪些動物跟人的眼睛是一樣的?

TAG: | 進化論 | 顏色 | 生物學 | 動物學 |