换个季而已，怎么换得连亲妈都不认得了？

源的天空 发表于  36分钟前

|· 本文来自“我是科学家”·|

对于“毛发稀疏”的人类来说，衣服可以称得上是非常重要的存在了！它们不但可以帮人们保暖御寒，还能把自己打扮的“美美哒”。每当季节更替，我们都会换上应季的新装。

其实，对于一些小动物来说，“应季换装”也是例行之事。有的“换装达人”甚至会让你觉得它们在冬夏两季完全不是同一只……

毛球们的夏装（下）和冬装（上）。岩雷鸟（A，Lagopus muta）；雪兔（B，Lepus timidus）；白鼬（C，Mustela erminea）；北极狐（D，Vulpes lagopus）。图片来源：参考文献[2]

毛球为啥要换装？

大部分鸟类和哺乳类动物，为减少身体热量的丧失，进化出了“羽衣”或“毛衣“。但是由于许多地区环境温度的季节差异较大，一身“衣服”是无法满足不同季节要求的，因此很多“毛球”都掌握了“换装”技能。

有些“变装高手”不但能改变皮毛薄厚，甚至连颜色都更随季更替！这对于生活在高纬度地区的动物有着非常重要的意义（可不是为了要美美哒……）——让它们在多变的环境中更好得伪装自己。毕竟，穿着棕黄的夏装走在白茫茫的雪地中，对于捕食者或被捕食者来说，都太过“暴露”了。

白色的皮毛是在雪地最好的伪装—雪兔（Lepus timidus）图片来源：wikimedia

新衣服，慢慢穿

人类换衣服通常几分钟就可以搞定，但对动物来说，这个过程却要经历几个月。它们换装，可不像人类那样根据实时温度随时调整，而是更多取决于日照长度（遵守光照周期）。每当秋天到来的时候，随着日照长度的缩短，换装动物的毛色便逐渐开始由深变浅。这样才不会因为某个倒春寒打乱正常的换装过程。

雪兔（A，Lepus timidus），柳雷鸟（B，Lagopus lagopus）和白鼬（C，Mustela erminea）秋冬毛色变化过程。图片来源：修改自参考文献[2]

变装也不是两极分化

这些变装动物的换装行为通常和当地环境的变化保持同步，它们的冬装往往会随着降雪的多少，在地理上呈现由浅色过度到深色的梯度变化。这个原理其实很好理解，因为隐蔽需要，降雪较多的地区毛色较浅，降雪少的地区毛色较深。

降雪不同地区（多→少）伶鼬（Mustela nivalis）的冬装。图片来源：参考文献[2]

那么，按照这一理论，某种变装动物在同一地区的着装画风总应该是一致的吧？

“不走寻常路”的野兔

然而，总有那么些喜欢“打破常规”的选手，喜欢推翻人们好不容易发现的规律。比如，有一种叫北美野兔（Lepus americanus）的兔子，本来夏天的时候毛是棕黄色的，到了冬天便会换上雪白的冬装。然而近年来发现，在某些地方，这种兔子群体中的一小撮儿“异类”，即便到了冬天，依然穿着棕黄色的夏装！

为什么这种兔子在同一个地区能具备迥然不同的“着装风格”呢？

“兄弟，你没看错，咱俩是一家人！”北美野兔（Lepus americanus）。图片来源：参考文献[1]

因何“另类”？

美国蒙大拿大学的Matthew等研究人员对这一现象进行了仔细的研究^[1]，他们发现，原来是这种野兔体内一种叫做Agouti的基因在作怪，它可以通过表达一种信号肽（Agouti signalling peptide）来控制兔子的毛色。

到了秋天，一部分野兔个体的Agouti基因表达，抑制黑色素生成从而导致毛色变白。而另一部分个体的Agouti基因却一直“沉睡着”不表达，这些野兔的毛色便终年不变了。

北美野兔的“变装”机制。图片来源：修改自参考文献[1]

进一步的研究发现，冬季不换装兔子的Agouti基因与换装兔子相比确实发生了变化，但并不是基因突变导致的，而是发生了基因渗入（Introgression）现象。

这种基因渗入是指由于种间杂交，使本来属于某个物种的基因出现在另一个物种的基因库中，而改变了这个物种的性状。比如斑马和驴杂交后代的“半身斑纹”性状，就是一种“形象的”基因渗入结果。

有斑马条纹特征的“斑马驴”。图片来源：commons.wikimedia.org

因“祸”得福

那么，是谁的基因渗入到北美野兔群体中呢？

原来，在北美野兔生活的区域，还有另一种兔子—黑尾长耳大野兔（Lepus californicus），这种兔子不会在冬季变装。正是它的Agouti基因型“混入”了北美野兔的群体并让其失去了变装特性！

你也许会问，这样一来，深色兔子在雪地里不就容易捕食者发现了吗？

其实，当冬天缺乏降雪的时候，虽然在同一地区，但是，穿白色冬装的北美野兔就会变得显眼，而穿棕色冬装的个体反而更加有优势。于是，在年际降雪不稳定的地区，两种冬装的共存更有利于种群的生存。因此，这一基因型在北美野兔的基因库中保留下来。

这事儿是我干的！——具有强势基因的黑尾长耳大野兔（Lepus californicus）。图片来源：wikimedia

在全球变暖的状况下，北美野兔这种冬季“混搭”出场或许正好能够帮助它们迅速的适应新的环境。

冬季“混搭”出场的北美野兔。图片来源：参考文献[1]

嗯，说到底，你换衣服是为了美美哒，人家想的可是：如何活下去……（编辑：小柒）

参考文献：

1. Matthew R. Jones et al. Adaptive introgression underlies polymorphic seasonalcamouflage in snowshoe hares. Science.360, 1355-1358 (2018).
2. M. Zimova, K. Hackländer, J. M. Good,J. Melo-Ferreira, P. C. Alves, L. S. Mills, 820, Function and underlyingmechanisms of seasonal colour moulting in mammals and 821 birds: what keepsthem changing in a warming world? Biol. Rev. (2018), 822https:///10.1111/brv.12405.
3. L. S. Mills, E. V Bragina, A. V Kumar, M. Zimova, D.J. R. Lafferty, J. Feltner, B. 815 M. Davis, K. Hackländer, P. C. Alves, J. M.Good, J. Melo-Ferreira, A. Dietz, A. 816 V Abramov, N. Lopatina, K. Fay, Wintercolor polymorphisms identify global hot 817 spots for evolutionary rescue fromclimate change. Science. 359, 1033–1036 818 (2018).819
4. E. Le Pape, T. Passeron, A. Giubellino, J. C.Valencia, R. Wolber, V. J. Hearing, 857 Microarray analysis sheds light on thededifferentiating role of agouti signal 858 protein in murine melanocytes viathe Mc1r. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 106, 859 1802–1807(2009).
5. https://en./wiki/Agouti_(gene)
6. https://en./wiki/Introgression

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