憨態可掬的大熊貓為什么只能拍出“黑白照片”?一直以來,在生物學研究中,這個看似玩笑的問題卻成了嚴肅課題。
大熊貓一向都以黑白相間毛色為世人所熟知。但神奇的大自然中總是充滿了例外,在秦嶺野生的大熊貓種群中,出現了一種長著棕色毛皮的大熊貓。這對于大熊貓來說,稀有的棕色成了解開大熊貓毛色之謎的鑰匙。
從1985年首次發現至今,僅有7只棕色大熊貓被記錄下來,而且它們全都來自秦嶺野生種群。2009年出生的網紅大熊貓七仔是目前世界上唯一的一只棕色大熊貓,也是科學家發現的第7只棕色大熊貓,七仔之名因此而得。
但令人費解的是,七仔的父母“喜悅”和“妞妞”都是正常的黑白色大熊貓。2020年10月和2021年7月,七仔與大熊貓“珠珠”和“正正”分別生下兩個后代。令人遺憾的是,七仔的兩個孩子毛色并無異常。
七仔為什么“特殊”呢?近日,中國科學院動物研究所和秦嶺大熊貓研究中心的科學家,聯合完成了一項研究,揭開了大熊貓的毛色之謎。
科學家首先是對七仔的父母“喜悅”和“妞妞”,妻子“珠珠”和兒子“秦華”做了全基因組測序。隨后又利用保存在大熊貓體細胞庫中的資源,對已故棕色大熊貓“丹丹”一家進行了全基因組測序。為進一步找到棕色大熊貓與正常大熊貓的基因差異,科學家又找來與棕色大熊貓沒有親緣關系的27只大熊貓,進行基因對比,以便篩選出可能會影響大熊貓毛色的全部基因。
由于棕色大熊貓的數量過于稀少,研究人員還額外分析了192只正常大熊貓的特定基因片段,對大熊貓常見的基因變異進行了排除,這才找到了影響大熊貓毛色的關鍵基因。研究發現,棕色大熊貓的Bace2基因上缺失了25個堿基對,這個突變很可能就是導致大熊貓出現棕色的主要原因。
如果把整套基因比作一本指導細胞生產蛋白質的說明書,那么Bace2基因就是專門指導生產毛發中的黑色素顆粒的章節。這25個堿基對的缺失,直接讓大熊貓的毛囊細胞合成黑色素的能力大大下降,從而導致了大熊貓毛色的改變。
我們都知道,每個生物的遺傳基因中,一半來自父親,另一半來自母親。七仔之所以能表現出棕色毛皮,是因為其父母都是Bace2變異基因的攜帶者。而七仔正是繼承了完整的變異基因,才擁有棕色毛皮。但是,七仔的妻子,由于是正常的黑白色大熊貓,所以,它們的兩個孩子即便攜帶了變異的Bace2基因,毛色仍然是正常顏色。
對棕色大熊貓的基因研究,為野生動物毛色的變異和遺傳提供了全新的視角,也為持續繁育稀有的棕色大熊貓給出了科學的指導。某種意義上講,棕色大熊貓如果能長期存在,大熊貓想要拍張彩照的夢也就圓了。
(作者系科普作家、科普影視導演)
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