张磊
拔光斑马所有的毛,它究竟是白马还是黑马? 精选
2019-11-8 22:31
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  曾经听说过一个斑马效应。对于同一匹斑马的颜色,你可以说,它本来是白色的,只是身上长满了黑色的条纹。但他也可以认为,斑马的底色是黑色,是白色的条纹才让它成了斑马。这个效应揭示了一个道理,用不同角度看问题会有不同的结果。

  但回到现实生活中,这个斑马效应显然是不成立的。因为斑马颜色,并非一个模棱两可的答案。将斑马的毛剃光了就能发现真相,它们的底色其实是黑色的。

  

  其实,斑马与斑马线的呈色逻辑差不多。我们在马路上看到的斑马线,是用白色涂料画在深色的路面上。这一点,我们从斑马光滑无毛的黑色嘴唇,就能见端倪。

  

  实际上,在胚胎早期,斑马是全身黑色的。也就是说,炫酷的黑才是它们的本色。

  到了胚胎后期,因为选择性色素沉着的原因,白色的条纹才会显现出来。 但与路上的斑马线不同的是,斑马黑色的皮肤上其实会同时出现黑毛和白毛。这两种截然不同颜色的毛发相间,才形成了斑马独特的条纹。

  

  近距离观察斑马,可以同时看到白毛和黑毛

  那其他动物呢?他们千奇百怪的毛发底下,究竟还藏着什么秘密?我们再来猜猜,同样是黑白色的大熊猫,它们真实的肤色是怎样的?

  其实大熊猫在毛发还长齐的有段时间,皮肤看上去就是黑白相间的大熊猫模样。它们的四肢是黑色的,也有两个硕大的黑眼圈。

  

  那这是不是说,大熊猫的皮色和毛色就是一致的?抱歉,也不是。稍大点,它们皮毛下的皮肤就会变成白色了。也就是说,成年大熊猫,是白肉底的

  曾经有一只大熊猫,因为太皮与同伴打闹把自己的腿给弄骨折了。兽医将其后肢的毛发剃掉后治疗的图片,还一度在网络走红,被大家嘲笑了一番。

  

  而幼崽时期,我们看到的黑色四肢和眼圈,其实是皮下即将生长黑色毛发的毛囊细胞颜色。另外,更早期的大熊猫宝宝,也是通体粉色的。 但扒开老虎的毛,我们看到的却是另一幅景象。它们和表里不一的大熊猫不同,这种大猫就连皮肤底下,都保留着霸气的花纹

  

  此外,雪豹剃了毛之后就会发现,它的斑纹就像被“纹”在了皮肤上一样。

  

  然而大多数时候,同样是猫科动物,你把你家的猫剃光了都难看到其皮肤上的花纹。

  

  被剃毛的大橘

  狗也一样。

  

  

  那么,是什么决定了动物的皮色和毛色?

  尽管,决定毛发颜色和皮肤颜色的都为黑素细胞。但哺乳动物的皮色不一定是统一的。

  在胚胎发育过程中,黑素母细胞(melanoblast)会从神经嵴迁徙并准确定植在皮肤和毛囊球部,它们分别被称为表皮黑素细胞毛囊黑素细胞

  

  皮肤上的表皮黑素细胞

  先说皮肤,我们的表皮共有五层,分别为角质层、透明层、颗粒层、棘层和基底层。其中,表皮黑素细胞就位于皮肤表皮最底部的基底层,会突起触及棘层。表皮黑素细胞内的黑素体,在酪氨酸酶的作用下能将酪氨酸转化为黑色素。当黑素体内充满了黑素后,便可被称黑素颗粒。

  

  之后,这些黑素颗粒,便会移行到细胞突起末端,然后被输送到邻近的细胞内。

  在正常人体表皮上,一个黑色素细胞大约就能顾及数十个角质形成细胞。

  而我们皮肤的颜色,正来自源于角质形成细胞内存储的黑色素。存储的黑色素越多,皮肤也就越深色。

  另外,这些黑色素还能遮挡和反射紫外线,以保护其他细胞免受辐射锁上。

  

  而决定发毛颜色的,则主要是毛囊黑素细胞。位于毛囊最底部的毛囊球体内,有着大量的毛母细胞,这些毛母细胞能不断增殖分裂,使我们的头发得以呈周期性增长。

  但给毛发着色这活儿,还得靠毛囊球体附近的毛囊黑素细胞。在头发增长的同时,它能给新长出的头发提供黑色素,为头发“染色”。 

  

  毛囊黑素细胞示意图

  不过,无论是表皮黑素细胞和毛囊黑素细胞,它们都能产生两种黑色素,分别为真黑素(eumelanin,颜色为黑)和褐黑素(oheomelanin,颜色为棕红)。

  两种黑色素的含量以及比例不同,毛发和皮肤也会呈现出不同的颜色。例如,真黑素主要决定毛发的深浅,而褐黑素则使头发呈红色或者橙色。

  

  以毛色丰富的宠物狗来看,它们身上所有黑色部分均受真黑素的影响。而主要产生真黑素的宠物狗,往往是

  黑色系的。

  当然,受复杂的基因调控,真黑素的浓度不同也会让狗呈现不同的毛色,如棕色、蓝灰色或是丁香色等稀释色。

  

  

  相反,主要产生褐黑素的狗,发色则多为红色系的,如深红色、橘黄色、浅奶油色以及金黄色等。

  

  

  不过,大多数时候,狗的被毛中都会同时含有真黑素和棕黑素。有时候,在同一根毛发上拥有的两种色素还是有规律的,以一段深一段浅地交替着。而这主要受agouti基因控制,该基因也被称为环纹基因。

  

  这类狗狗的毛色,宠物爱好者常常会称之为“貂色”。

  

  貂色柯基犬

  而在宠物猫中,这类由环纹基因调控的毛色,则会被称为“渐层”,如金渐层、银渐层等。

  

  金渐层英短 从形成机制来看,毛发和皮肤的颜色,确实都由黑色素细胞和黑色素种类及其浓度的不同等决定。但其背后,却由多个不同基因共同调控着,非常复杂。

  而目前所知,已经有150多个与毛色相关的基因被识别。全身上下哪里给什么颜色、怎么给、比例多少以及浓度多高都会有很大差异。这也叫选择性色素沉着。

  例如,我们头顶就长着乌黑的头发,但剃掉头发后皮肤却不是黑色,甚至还比其他部位白皙。原因是人皮肤在新生儿期之后,表皮黑素细胞就比较少在有毛区的表皮存活了。再如白毛的宠物狗,其实是因为毛干缺乏黑色素,而显现出干净的白色。但它们的鼻头和嘴边依然会受黑色素的影响,被染成了黑色。

  

  
但若是所有的黑色素原料——酪氨酸酶出现问题,则会引起黑色素合成障碍所致的白化病。这类人和动物会因为缺乏黑素色而全身皮肤、毛发都变成白色,眼睛则会变红。

  是的,黑色素还决定着眼睛的颜色。因为几乎没有黑色素的生成,白化病人的虹膜会接近半透明状,而双眼呈现的红色或粉色其实是从视网膜反射出来的。这种现象,与闪光灯拍照出现的红眼(红光反射)有些类似。

  

  

  动物的皮毛颜色,其实充满了人类难以参透的秘密。而最神奇的,莫过于北极熊的毛色和肤色。如果说北极熊的毛是白色的,没多少人会有异议。但事实上,这一说法并不准确,更确切来说它们的毛其实是接近透明的

  动物毛发中的色素主要存在于中间的皮质层,但将北极熊的“白毛”放在扫描电子显微镜下就会发现,北极熊的毛除了几乎没有黑色素以外,它们还是空心结构的。

  而我们肉眼之所以看成“白色”,是因为毛管的内表面较为粗糙,能将入射光线折射得较为凌乱。

  

  左:扫描电镜下的北极熊毛横截面;右:显微镜下的北极熊毛

  这种中空且透明的小管,是非常巧妙的。紫外线能够轻送地透过北极熊的毛发射入皮肤。这能帮助北极熊在寒冷的极地大量地收集来自太阳的热量,让其能抵御严寒。

  

  除此之外,北极熊透明的毛下还藏着一身黑色的皮肤。这点从它们的鼻头和爪垫就能看出。而有了这一袭黑色的皮,就更有利于它们吸热了。当阳光透过透明的皮毛照射到皮肤上,黑色的皮肤则能帮助吸收更多的热量。

  由此可见,动物的毛色并非只是“伪装色”那么简单。例如,我们到现在还没彻底搞懂,斑马为什么会进化出黑白的条纹。

  

  牛的避蚊套装

  最经典的说法——条纹是斑马的迷彩服,能帮助斑马在草原上完成伪装。但这种说法已经非常过时了。

  现在,有学者已发现,条纹能避免吸血蝇停留在斑马身上。还有的学者认为,条纹有助于调节体温,因为白纹和黑纹之间的温度不同可以形成小对流帮助散热。尽管答案还没有定论,但问题真的不简单。


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