北京
千猫千面！是什么给猫咪画上独一无二的皮毛？
基因就是大自然给小猫量身定做的涂色卡，今天我们一起来揭开毛色背后的遗传秘密。
基因与色素
色素细胞是一种广泛存在于动物体内的细胞，可见于皮肤、脑脊膜、脉络膜、瞳孔等多种组织器官，在毛发、虹膜等颜色的形成中扮演着重要的角色。猫的毛色是由皮肤中不同色素细胞的色素蛋白合成产生的，合成过程的不同则缘于它们复杂的基因表达调控机制。
猫的色素细胞能产生真黑素（Eumelanin）和褐黑素（Pheomelanin）两种色素。真黑素的合成受棕色基因（Brown gene）控制，能够吸收所有光线，产生色素沉着，具体表现为黑色；褐黑素的合成则受红色基因（Red gene）控制，能够反射红色、橙色、黄色等波长范围内的光线，通常表现为红色（我们常称为橘色）。
此外，还有一种有趣的基因——稀释基因（Dilution gene），它不仅控制着色素颗粒的分布方式，淡化原有毛发的颜色，还能同时对真黑素和褐黑素产生影响。
因此，棕色基因、红色基因和稀释基因共同决定着猫的毛色。
显性与隐性的“填色纸”
一般情况下，杂合子中两个相对性状中只有一个会显现出来，这个表现出来的性状被称为显性性状，由显性基因控制；被显性基因掩盖而无法表现的性状则被称为隐性性状，由隐性基因控制。
在早期，猫的棕色基因只有一种基因型B，毛色表现为黑色。后来，出现了基因型b（巧克力色）和基因型c（肉桂色）两种突变。这3种基因型的显隐性关系为B>b>c——可以得出，黑色猫的基因型有3种可能（B B、B b、B c），巧克力色猫的基因型有2种可能（b b、b c），肉桂色猫的基因型则只可能是c c。
红色基因调控毛色是否为红色，而稀释基因对以上4种颜色进行稀释，对应产生蓝色、淡紫色、淡黄褐色和奶油色4种稀释色，这就是猫的8种基础毛色。
红色“游戏”
猫的红色基因分为R（突变型）和r（野生型）2种，二者显隐性关系为R>r，只会位于X（雌性）性染色体上。当表现为显性基因R时，毛色为红色；表现为隐性基因r时，毛色则受其他基因影响为黑色。因此，不同的组合便得到了不同的毛色表现。
玳瑁色通常只出现在母猫身上，因受到里昂化作用（Lyonization，指在雌性个体细胞中，两条X染色体随机失活一条，从而使雌性和雄性都只有一条活性X染色体）的影响而产生。
雌性X染色体上携带的基因过度表达可能导致生物个体发育异常，而里昂化作用有效避免了这种情况的发生。对于XR Xr基因型个体而言，XR 或Xr 染色体上的里昂化作用（失活）会随机发生在任意的毛囊细胞中。因此，猫的每根毛的颜色都会随机选择黑色系或红色系，整体呈现出分布无规则的玳瑁色。
白色“谜团”
三花色指红色、黑色和白色3种色系的毛成簇分布，与玳瑁色两种颜色的毛随机分布有所不同。这3种颜色的毛之所以能成簇分布，是因为控制白色毛的白色基因影响了里昂化作用。
猫的白色基因包括3种等位基因：全白基因W（毛色表现为全白）、白斑基因S（毛色表现为白斑）和野生型基因N（毛色不表现白色）。三者之间的显隐性关系为W>S>N。
因此可推，纯白色猫的基因型可能为W W、W S、W N，白斑毛色的猫基因型可能为S S、S N，无白毛色的猫基因型只能为N N。
有趣的是，白斑的位置虽然是随机分布，但通常出现在靠近猫腹部的区域。这是由于携带白斑基因的猫色素细胞的增殖速度较慢，不足以覆盖它的全部皮肤，在胚胎阶段，腹侧缝生长速度较快，色素细胞的移动速度因此受到限制，相对集中在腹部和周围区域，因此，它们的腹部便被“涂”成了白色。
小小的猫毛之下藏着精妙的遗传机制，这张大自然绘制的涂色卡，也让我们窥见生物基因独有的浪漫与奇妙。
责任编辑｜赵青云
运营编辑｜李雅欣 麦芷琪（实习）
质量审核 | 原飞燕
图文来源 | 《知识就是力量》杂志《猫咪‘涂色卡“》，撰文/苟妮娜（陕西省动物研究所），原文有删改，原创作品转载请注明来源。
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