棕色大熊貓！

本文首發蝌蚪五線譜。請不要隨意舉報。

最近，一個棕色大熊貓被發現的新聞再次讓網友們欣慰，大熊貓終於可以拍彩色照片了！

但是其實，這並不是第一次發現棕色大熊貓。在此之前有明確記載的已經有五次發現棕色大熊貓了，這就是第五次。而沒有明確記載的還有好多次。事實上，不但有棕色大熊貓，在陝西佛坪還發現除了眼圈和四肢是黑色，身體全是白色的白色大熊貓。可見大熊貓的顏色並不是唯一的。那大熊貓為什麼出現其他顏色呢？其實科學家還沒有仔細研究過。不過我可以從哺乳動物毛髮上，對這件事先進行一下研究。

現在有人推測三種可能。一種是秦嶺當地的水源氣候土壤等條件影響了大熊貓黑色素合成。但是這樣的話理論上應該是從白色到黑色過渡。而顯然並沒有。

也有人認為是基因突變。可是野生大熊貓數量稀少，至今卻已經多次發現棕色大熊貓，這突變幾率太大。也不太可能。

還有一種說法是。這可能是一種特殊的隱性基因純合造成的。我把這個假設推進了一點。

下面我就來一一分析。

首先我們知道，毛髮顏色是一種遺傳特徵。雖然哺乳動物身上有很多顏色，但是其實只有一種色素，也就是黑色素。或者也可以說是兩種，真黑色素和褐黑色素。前者表現為黑色或者褐色，後者表現為紅色或者黃色。如果你問為什麼沒有綠色或者藍色的哺乳動物呢？就是這個原因了。當然，藍綠色的鳥類是有的。

是真黑色素和褐黑色素的比例，決定了動物具體的顏色。二者搭配就可以出現棕色、銀灰色、黃褐色、紅色等等幾十種顏色。兩種色素同樣是由酪氨酸和苯丙氨酸轉化而來。

圖片中的英文單詞都是一種基因的名字。而從酪氨酸到黑色素是圖右側的路徑。相比較基因，合成路徑已經很了解。關於合成，我們首先要了解黑色素細胞。

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嵴細胞。當黑色素母細胞遷移到表皮和真皮後，即開始向黑色素細胞分化。黑色素細胞再遷移入毛髮中。

黑色素是在黑色素細胞里的黑色素小體中合成的。其中含有三種酶蛋白，酪氨酸酶（TYR）、酪氨酸酶相關蛋白 1（TYRP 1）和酪氨酸酶相關蛋白 2（TYRP 2）。這三種酶都是合成黑色素所必需的。除了這三種酶，還有很多起調節作用的蛋白質。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，然後進一步被TYR氧化成多巴醌，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。這時已經變成了一種褐色物質。之後再被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。5，6-吲哚醌和 5，6-吲哚醌羧酸都被稱為真黑色素。

褐黑色素的合成前半段與真黑色素相同。在合成吲哚醌後，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醌，最後經脫羧反應變成苯丙氨酸-羥基-苯井噻嗪衍生物。然後還要經歷一系列反應，才能生產褐黑色素。谷胱甘肽可以代替半胱氨酸形成谷胱甘肽多巴，在谷氨酞轉肽酶作用下，轉化為半胱氨酸多巴。

哺乳動物的顏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顏色。而兩種色素的比例，又由TYR的活性控制。活性高，產生的真黑色素就多。而活性低時，過量的谷胱甘肽會引導生產褐黑色素。

酪氨酸酶是一種蛋白質。它在糙面內質網合成後，轉入高爾基體摺疊，然後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。於是基因才是這一切的根源。與黑色素有關的基因為數眾多。如MC1R 基因，Agouti 基因，TYR 基因，Silv 基因，MITF 基因，KIT 基因等。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。除此之外，由於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生影響，所以有影響的基因也非常多。

在論述過黑色素後，我想談談一下大熊貓變成棕色的可能原因。在開頭已經列舉了前人認為的幾個因素。但是我還猜想出了另外一個引申的原因。

這個原因就是白化病。在動物界，白化病的發病率很高。在人類里也有。在我國，白化病的患病率大約是0.0057%，這意味著十萬人里只有五個人會得白化病。但是動物中暫時還沒有這方面研究，我們也不知道動物的白化病發病率。總的來看還是比較高的。白化病通常是因為與酪氨酸酶有關的基因產生突變，真黑色素合成不良。在黑色素細胞發生到黑色素合成里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，白化病都是隱性基因。這樣就可以解釋為什麼棕色大熊貓的後代是黑色的。因為其後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。所以還不能確定。

根據對白化高原鼠兔正交、反交、測交的研究，其白化基因位於常染色體。野生高原鼠兔的毛色為灰褐色，白化高原鼠兔的毛色為純白色。白化高原鼠兔的產仔率略低於野生鼠兔，但是性情更溫馴。白化高原鼠兔的眼睛為紅色，野生為黑色。而且，對於鼠兔來說，眼睛虹膜顏色和毛色是連鎖的。證明在同一個染色體上。而且白化高原鼠兔的體重和體長都比野生高原鼠兔略大。由於都是哺乳動物，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肯定也是位於常染色體上。

對白化小鼠的研究是最多的。其實小白鼠是白化病！！！小白兔也是！！！與白化病有關的基因有abcd四種基因。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。野生色小鼠就是灰褐色的。

在魚類中同樣有白化病。對於魚類來說，白化就意味著很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。在人類中，白化病也不一定會引起其他疾病。魚類有三種色素細胞，黑色素細胞，黃色素細胞，銀白色素細胞。魚類不但可以因為遺傳基因突變白化，還可以因為環境營養等因素而白化。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導致白化。而哺乳動物中這些環境因素的影響就比較輕。

白化鳥類較少，而白化植物有一些。白化珊瑚蟲也很有名。這些大多數由於環境因素導致。

與小鼠同樣，大熊貓也有一種白色的。白色大熊貓除了眼圈和四肢為黑色，從耳朵到肩胛骨，直到整個酮體，都是白色的。白色大熊貓的毛色還略帶淡黃。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。可以看到棕白色大熊貓的毛色是偏向棕紅色的。由小鼠的突變可以證明，全棕色大熊貓應該也產生了兩個或者以上的突變。而棕白色可能是一個突變。白色應該也是兩個以上。

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。雖然它們可能是白化病患者，但是它們由於沒有天敵，所以並沒有受到什麼傷害。你喜歡棕白色大熊貓嗎？

參考文獻：

1、 羅桐秀, 周琴, 彭忠祿,等. 湖南省白化病致病基因頻率的調查研究[J]. 中國優生與遺傳雜誌, 2010:18-18.

2、 葉潤蓉, 賈敬肖. 高原鼠兔白化現象及其毛色遺傳[J]. 獸類學報, 1992, 12(1):71-74.

3、 王鑫, 郭恩棉, 蘇振渝,等. 魚類白化現象病因淺析[J]. 海洋科學, 2003, 27:18-20.

4、 王兆綽, 張穎芳, 張雲鳳. 幾種白化小鼠的毛色基因檢查[J]. 實驗動物科學, 1987.

5、 朱福令. 近交系和遠交系白化小鼠毛色基因的測試[J]. 上海畜牧獸醫通訊, 1982.

6、 黃冰, 郭華榮, 張士璀. 魚類白化病的研究進展[J]. 海洋科學, 2003, 27:11-14.

7、 李溯, 丁勁松. 黑色素生物合成與酪氨酸酶抑製劑的研究進展[J]. 中南藥學, 2013, 11.

8、 李韶勇, 孫命, 曲娜,等. 黑色素的合成及其常見抑製劑的作用機理[J]. 天津師範大學學報：自然科學版, 2002, 22:17-21.孟浩浩, 許瑞霞, 代蓉,等. 綿羊黑色素合成相關基因的研究進展[J]. 生物技術通報, 2014, 46(8):34-39.

9、 佟煜仁, 樸厚坤. 新色型突變棕色貉毛色遺傳初探[J]. 經濟動物學報, 2009, 13:80-82.

10、 王樂, 張斌, 鄭文新,等. 動物毛色與黑色素皮質素受體1(MC1R)基因[J]. 草食家畜, 2009:10-12.

11、 段煦. 白熊為啥那樣白?[J]. 生命世界, 2013.

12、 孫安林, 張明海. 東北棕熊毛色白化的初步觀察[J]. 野生動物學報, 1992:36-36.

13、 崔雨新, 張偉, 王小明. 大熊貓,小熊貓,浣熊等五種動物毛的掃描電鏡結構比較研究[J]. 動物學雜誌, 1998:26-29.

14、 孟進軍, 陳善明. 大熊貓毛角蛋白質的分離與分析[J]. 自然雜誌, 1987.

15、 陳謙. 大熊貓毛髮中六種微量元素的檢測分析[J]. 中國獸醫科技, 1995.

16、 梁齊慧, 汪鐵軍. 大熊貓為什麼有棕色？[J]. 大自然, 1991:14-14.

17、 蔣輝, 古曉東, 黃雁楠,等. 四川與秦嶺野生大熊貓在形態和生態習性上的差異[J]. 西華師範大學學報：自然科學版, 2012, 33:12-18.

18、 李天培. 白色大熊貓種群在佛坪[J]. 科學之友, 2001.

19、 甘平. 大熊貓的毛色[J]. 科學中國人, 1997:57-57.

20、 白春雨, 高玉花, 龐全海. 影響動物毛色的基因[J]. 國外畜牧學：豬與禽, 2008, 28:71-73.

21、 吳宇婷. 哺乳動物毛色形成機制與影響因素[J]. 四川動物, 2011, 30:1003-1007.

22、 張俊珍, 董常生, 范瑞文,等. 哺乳動物毛色形成研究進展[J]. 動物醫學進展, 2006, 27:65-68.

如果還想看更多這樣好玩的文章，那就關注我咋樣？

weixin

白公子的生物課

快點來！倫家等不及啦！(●"ω"●)丿?

http://weixin.qq.com/r/8kPu9rHECOx3rfWV9xbg (二維碼自動識別)

推薦閱讀：