研究發現,貓的虎斑紋路形成,與貓的基因、胚胎發育過程及遺傳息息相關。
貓咪的虎斑紋路主要由 Taqpep 基因(Transmembrane Aminopeptidase Q, Taqpep)所控制。這個基因會影響毛色的圖案,而另一個關鍵基因 Edn3(Endothelin 3)則負責調節色素細胞的分佈。
當貓胚胎還處於早期發育階段時,皮膚細胞就已經顯示出潛在的紋路圖案,而這些圖案會進一步影響黑色素和黃色素的分佈,最終形成我們看到的虎斑紋。
2012 年的研究發現,Taqpep 基因的突變會改變虎斑紋的排列方式,使一些貓咪呈現更偏向斑點狀的毛色,而不是傳統的條紋或漩渦狀圖案。
此外,這些基因與野生貓科動物(如獵豹、雲豹)的花紋也有相似的作用,顯示出這類基因在貓科動物演化中扮演了重要角色。
虎斑紋的形成過程與著名的圖靈反應-擴散模型(Turing reaction-diffusion model)有關。這個數學模型由英國數學家艾倫·圖靈(Alan Turing)提出,用來解釋動物皮膚上規律的條紋或斑點如何產生。
研究指出,在貓的胚胎發育過程中,特定的化學訊號分子(如 Edn3)會在皮膚細胞之間擴散並互相影響,導致顏色分佈形成規律的條紋或斑點。這與斑馬的條紋、豹的斑點等現象有相似的機制。
有趣的是,即使虎斑紋的花樣在貓咪出生後才變得明顯,這些毛色模式早在胚胎階段的皮膚細胞內部就已經「決定」了。這也是為什麼即使剃掉貓的毛,長出來的新毛依然會保持相同的虎斑圖案。
虎斑紋路不只是裝飾,而是貓科動物在演化過程中發展出的生存策略。
虎斑花紋在野生環境中能幫助貓隱藏於草叢或森林陰影之中,使其在狩獵時更不易被獵物發現。這種偽裝效果在野生貓(如我常在講座上提到家貓的祖先—非洲野貓 Felis lybica)身上就特別明顯,而家貓也保留了這種遺傳特徵。
總結來說,貓的虎斑紋是基因、胚胎發育機制與演化選擇共同作用的結果。Taqpep 和 Edn3 等基因決定了虎斑紋的基本模式,而皮膚細胞的化學訊號則進一步影響色素的分佈,使這些圖案得以表現出來。虎斑紋就像是天然的迷彩裝,讓貓在狩獵及躲藏過程中都獲得不少幫助。當然,這不包含貓從椅子下偷襲你的腳踝,或是深夜暴咬你的腳趾。
參考文獻
1. Kaelin, C. B., Xu, X., Hong, L. Z., David, V. A., McGowan, K. A., Schmidt-Küntzel, A., … & Barsh, G. S. (2012). Specifying and sustaining pigmentation patterns in domestic and wild cats. Science, 337(6101), 1536-1541.
2. Emerson, J. J., Li, W. H., & Durrett, R. (2008). Genetic basis of evolutionary change in regulatory networks. PLoS Genetics, 4(2), e1000043.
3.Turing, A. M. (1952). The chemical basis of morphogenesis. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences, 237(641), 37-72.
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