【{$randkws}】科学家深入研究猫胚胎之后 揭开虎斑猫身上独特斑纹的惊人起源 - {$web_name} 经典条纹虎斑尤其受欢迎

在全美国将近6000万只宠物猫中，经典条纹虎斑尤其受欢迎。 PHOTOGRAPH BY AL PETTEWAY AND AMY WHITE, NAT GEO IMAGE COLLECTION

虎斑条纹源自家猫的直系祖先，近东野猫。 PHOTOGRAPH BY TODD GIPSTEIN, NAT GEO IMAGE COLLECTION 
（神秘的地球uux.cn报导）据美国全国地理（撰文：JOANNA KLEIN 编译：钟慧元）：科学家透彻探究猫胚胎之后，揭开了家猫身上这种独特斑纹的惊人起源。
全美国将近6000万只宠物猫中，最受欢迎的其中一种，就是经典虎斑（classic tabby）——那是一种有条纹、圆点和漩涡，详细跑分成绩体验猫咪前额还有像大写M的毛皮花色。
尽管虎斑猫这么受欢迎（想想加菲猫），但科学家针对它们这种独特外表到底是怎么来的，却知之甚少。
在上周一篇发表于《自然通讯》（Nature Communications）期刊的探究中，科学家观察到，在猫的毛皮着手发育之前，猫胚胎皮肤细胞中形成虎斑花纹的基因就已然活化了。在显微镜下，乃至可以目睹这些早期皮肤细胞在模拟虎斑条纹，这在胚胎细胞上是前所未见的察觉。
这种独特的遗传进程，或许和野生猫科动物身上形成斑纹与原点的解读手机摄影排行机制一样，作者群如此推论。 「虎斑」一词的英文是tabby, 源自al-‘Attābiyya，是巴格达的一个区域。该区曾在16世纪时生产有条纹的细致塔夫绸（silk taffeta），但虎斑条纹本身则或许是源自家猫的直系祖先，也就是有条纹的近东野猫（Near Eastern wildcat）。
「能多知晓全球一点点，就［是］会让人有种成就感。」探究主持人葛雷格．巴尔许（Greg Barsh）说，他是哈德逊阿法生物技术探究所（HudsonAlpha Institute for Biotechnology）的探究员；这是一所位于阿拉巴马州亨次维的探究机构。可是这项探究在另一个层面来说也很令人意外，他说：「生物学一再使用同一套工具，所以察觉某种并未更广泛地使用在其他诸多状况下的一文读懂中端机资讯东西，是相当少见的。这个案例很或许就是这种状况。」
家猫毛色和纹路背后的遗传学，牵动科学家的好奇心已然很久。达尔文就曾提出说耳聋的猫大多是蓝眼睛的白猫。他说，在发育过程中，物种有时候会发生不重大的小改变，像是毛色，由于这些改变是跟其他较为有用的改变连结在一起的。
他又补充说，有些改变是我们根本就看不见的。他没有现代的遗传学的知识，但结局他是对的：这是继承而来的遗传异常。
各异类型的猫细胞
由于必须合乎伦理认可的探究协定，巴尔许、史丹佛大学的遗传学家克利斯多夫．凯林（Christopher Kaelin），以及哈德逊阿法的资深科学家凯莉．麦高文（Kelly McGowan）从帮街猫绝育的兽医诊所搜集了将近1000个本来会被丢掉的胚胎；许多猫在被送去诊所时就已然怀孕了。
麦高文用显微镜检视日龄25-28天的胚胎皮肤细胞时，她注意到在皮肤较为厚的区域中穿插着较为薄的区域，形成了一种暂时性的毛色图案，很像成猫身上的虎斑花色。
她最惊讶的，就是能在如此初期的胚胎发育阶段目睹这样的纹路；毛囊和色素都还要很久以后才会呈现，而这两者才是动物毛皮花色的核心。
以便更透彻探究，团队确认了胚胎的个别皮肤细胞，并找到了两种各异类型的细胞，各自都展现出各异组基因。在这些基因之中，最不一样的就是被尤其命名为「Dickkopf WNT讯号通路抑制因子4号」（Dickkopf WNT Signaling Pathway Inhibitor ）的基因，也就是DKK4。
他们检视约20天大的胚胎，看细胞如何展现DKK4，结局察觉有关的细胞，都是那些几天后会形成较厚皮肤纹路的细胞。
巴尔许阐释说，DKK4也是一种传讯蛋白质，被称为「分泌分子」（secreted molecule），会对周围的细胞发出讯号，基础上说的是：「你很尤其。你是要长出黑毛的区域。」
当一切都按照计画进展的时候，有DKK4基因的细胞最后会变成让虎斑猫有虎斑的深色纹路。但突变也常常发生，导致其他的毛皮颜色和纹路，像是白色斑点或较为细的条纹。色素沉着（pigmentation）也或许会导致其他状况：举例来说，全黑的毛皮，就是在该制造其他颜色的色素细胞只制造黑色素的时候导致的。
自然发生的纹路发育
以便知晓这些细胞在猫身上到底是怎么制造出斑纹图案的，团队转而向艾伦．图灵（Alan Turing）、也就是计算机科学家及数理生物学（mathematical biology）的奠基者求助。 1952年，图灵曾经刻画过一种方式，能用数学阐释纹路如何自然浮现。
他的理论名为「反应研究」（reaction-diffusion），这个理论的预测是，在胚胎发育过程中，当抑制因子与活化因子等分子（在猫的例子里则是由基因形成）以各异速率从细胞移动到细胞（也就是研究），操控系统就能自我组织。所以当抑制因子研究得比活化因子更远或更快的时候，那么从数学上来说，此操控系统也能自我整理。在虎斑猫的例子中，抑制因子就是DKK4基因，但活化因子则不明。
图灵并不得知活化因子或抑制因子会是什么；他乃至连有这两种东西存在都不得知。但70年之后，在虎斑猫身上找到的这项察觉，是证明了图灵说得没错的诸多察觉之一。
「我们总是觉得细胞在发育过程中会移动，但它们能在如此初期以这种立体的方式，用皮肤厚度确定斑纹分布……那真的很厉害。」艾莲．奥斯铨德（Elaine Ostrander）说，她在美国全国卫生院位于马里兰州贝什斯达的全国人类基因体探究所（National Human Genome Research Institute）探究家犬的遗传。
并未参与这项探究的奥斯铨德补充说，单纯确认这类细胞「让他们能将这些各异过程的某些若干确认开来，而这一切，对最后获得会出如今子女们历程书中的花纹，都是很重大的。」
巴尔许的团队如今觉得猫咪花色斑纹的形成是一种两个阶段的过程。先是，皮肤细胞会确定虎斑条纹是深色或浅色，然后再长出毛囊并制造色素。
借着探究这些过程在其他动物身上如何管理──为何有些动物有条纹、有些没有──团队期盼能解开有色斑纹是如何演化出来的。巴尔许说，他们也或许会不小心找到看似跟毛皮斑纹不相干的察觉──就像是过去达尔文想像中那种看不见的差异。