猫猫的“白手套”是哪来的

不只是爪爪，许多喵星人的腹部和脸部都是白色的。不管你是蓝猫橘猫还是黑猫，白爪子和白肚兜似乎都是标配。

为什么猫猫们长得五颜六色，却还能同时戴着“白手套”？

要想回答这个问题，我们得先了解一下猫猫的上色机制。

给喵星人上色的颜料主要是真黑素与褐黑素，它们都是黑素细胞分泌的产物，统称为黑色素。

其中，真黑素会让猫猫呈现黑色或棕色；而褐黑素控制的则是红色与黄色，我们最爱的胖橘就是典型代表[1]。

在猫猫体内多种基因的复杂调控下，这两种颜料以不同比例和形式混合，最终让我们的猫主人获得了五颜六色的毛衣。

在稀释基因的调控下，猫猫可以呈现出多样的毛色 / 答案如下

那白色又是怎样出现的呢？为什么还偏偏喜欢聚集在猫猫的腹部与爪子处？

其实，出现白色的部分并不是额外加了白颜料，而是单纯没有上色到位，说明在这一区域，出现了黑色素缺失的状况[2]。颜料都没了，自然只能做留白处理。

黑素细胞是由位于脊髓中的神经嵴细胞分化而来[3]，在猫猫尚处于胚胎发育的时期，提供颜料的黑素细胞就在努力地从后背向腹部扩散。在猫猫出生后，上色了的区域会随着身体的成长而同步扩大[4]。

这就是说，猫主人的“白手套”在它们还没出生前就已经被带上。

哺乳动物的毛色是相对稳定的，但也有特例，如雪鞋兔能使其毛色随着季节而变化 / 图虫创意

长期以来，人们一直认为黑素细胞是直接从后部向前部迁移。因此前部上不了色，是由于黑素细胞的移动速度不够快[5][6]。

但最新的实验证明，这并不是移动速度的问题，而是黑素细胞分裂频率低，没有足够的细胞来为胚胎发育中的所有区域着色[2]。

也就是说，猫猫腹部和爪爪的“留白”，不是颜料的扩散速度不给力，而是颜料的产量不足。即使黑素细胞能按时到岗，也会因为人手不够而难以完成上色这一重大项目。

黑色素合成后，通过各种蛋白质载体运输到周围的表皮细胞中进行上色 / 图虫创意

科学家发现，黑素细胞的“难产”问题，很有可能与猫猫体内的KIT基因突变有关[2]。

KIT基因会给参与细胞内信号传递的蛋白质提供指令，这种蛋白质信号对于某些细胞类型的发育很重要，其中就包括了黑素细胞[7]。

在KIT基因内，存在着许多的等位基因，而与猫猫出现白色毛发相关的，主要是纯白基因、白斑基因、野生型基因这三个等位基因[8]。

纯白基因最为强势，只要猫猫带有纯白基因，那它就一定是一只全身雪白的猫咪。而既没有纯白基因也没有白斑基因，就不用担心墨水不足的问题。

纯白基因和白斑基因是猫猫毛色的“白色颜料” / 答案如下

除此之外，还存在另外一种基因突变的极端情况——白化病。这是一种先天性疾病，表现特征是毛发、皮肤和眼睛缺乏色素[9]。

不过也不用担心，与白化病不同，猫猫的白爪子是现在很常见的基因突变现象。

其实，猫猫白手套的出现，最开始很可能只是人在驯化野猫过程中的偶然产物[10]。

早在12000年前，当两河流域的先民们从狩猎采集转变为农耕生活时，猫猫就已经开始逐步进入我们的生活。最初的原因很简单，和汤姆的主人一样，养猫抓老鼠[11]。

因为农耕生活伴随的是食物的储集，很容易吸引老鼠等啮齿动物的聚集。这虽然是一件很烦人的事情，但是对于猫猫来说却意味着钓到了一张长期饭票[12]。就这样，人和猫组成了一对一起过日子的好搭子。

突然有一天，出现了一只有着白色爪子的猫咪，引起了人们的注意。白爪子在野外过于明显，不利于猫隐藏与捕食。或是出于喜爱的原因，我们的祖先们选择将它们留在身边，让这一性状得以流传扩散[10]。

所以，科学家认为，猫咪的“白手套”种代表着驯化的印记[12]。

在古埃及壁画中就出现了带有白手套的猫 / Wikimedia Commons

当然，不论猫猫是白爪爪还是黑爪爪，都阻止不了铲屎官们对它们无限的爱。

毕竟，就连见老鼠就晕厥的哆啦A梦，也还是能美美收到铜锣烧的投喂。

撰文：EL

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内容编辑：懒羊羊

参考文献

[1]Fontanesi, L., Beretti, F., Riggio, V., Dall'Olio, S., González, E. G., Finocchiaro, R., ... & Portolano, B. (2009). Missense and nonsense mutations in melanocortin 1 receptor (MC1R) gene of different goat breeds: association with red and black coat colour phenotypes but with unexpected evidences. BMC genetics, 10, 1-12.

[2]Mort, R. L., Ross, R. J., Hainey, K. J., Harrison, O. J., Keighren, M. A., Landini, G., ... & Yates, C. A. (2016). Reconciling diverse mammalian pigmentation patterns with a fundamental mathematical model. Nature communications, 7(1), 10288.

[3]SNAI2 Gene. National Library of Medicine.

[4]Kaelin, C. B., McGowan, K. A., & Barsh, G. S. (2021). Developmental genetics of color pattern establishment in cats. Nature communications, 12(1), 5127.

[5]Wehrle-Haller, B., & Weston, J. A. (1995). Soluble and cell-bound forms of steel factor activity play distinct roles in melanocyte precursor dispersal and survival on the lateral neural crest migration pathway. Development, 121(3), 731-742.

[6]Mintz, B. (1967). Gene control of mammalian pigmentary differentiation. I. Clonal origin of melanocytes. Proceedings of the National Academy of Sciences, 58(1), 344-351.

[7]Piebaldism. National Library of Medicine.

[8]David, V. A., Menotti-Raymond, M., Wallace, A. C., Roelke, M., Kehler, J., Leighty, R., ... & Ryugo, D. K. (2014). Endogenous retrovirus insertion in the KIT oncogene determines white and white spotting in domestic cats. G3: Genes, Genomes, Genetics, 4(10), 1881-1891.

[9]Imes, D. L., Geary, L. A., Grahn, R. A., & Lyons, L. A. (2006). Albinism in the domestic cat (Felis catus) is associated with a tyrosinase (TYR) mutation. Animal genetics, 37(2), 175-178.

[10]Cieslak, M., Reissmann, M., Hofreiter, M., & Ludwig, A. (2011). Colours of domestication. Biological Reviews, 86(4), 885-899.

[11]Nilson, S. M., Gandolfi, B., Grahn, R. A., Kurushima, J. D., Lipinski, M. J., Randi, E., ... & Lyons, L. A. (2022). Genetics of randomly bred cats support the cradle of cat domestication being in the Near East. Heredity, 129(6), 346-355.

[12]Montague, M. J., Li, G., Gandolfi, B., Khan, R., Aken, B. L., Searle, S. M., ... & Warren, W. C. (2014). Comparative analysis of the domestic cat genome reveals genetic signatures underlying feline biology and domestication. Proceedings of the National Academy of Sciences, 111(48), 17230-17235.