換個季而已，怎麼換得連親媽都不認得了？

原標題：換個季而已，怎麼換得連親媽都不認得了？

作者：源的天空

編輯：小柒

對於「毛髮稀疏」的人類來說，衣服可以稱得上是非常重要的存在了！它們不但可以幫人們保暖禦寒，還能把自己打扮的「美美噠」。每當季節更替，我們都會換上應季的新裝。

其實，對於一些小動物來說，「應季換裝」也是例行之事。有的「換裝達人」甚至會讓你覺得它們在冬夏兩季完全不是同一隻……

毛球們的夏裝（下）和冬裝（上）。岩雷鳥（A，Lagopus muta）；雪兔（B，Lepus timidus）；白鼬（C，Mustela erminea）；北極狐（D，Vulpes lagopus）。圖片來源：參考文獻[2]

毛球為啥要換裝？

大部分鳥類和哺乳類動物，為減少身體熱量的喪失，進化出了「羽衣」或「毛衣「。但是由於許多地區環境溫度的季節差異較大，一身「衣服」是無法滿足不同季節要求的，因此很多「毛球」都掌握了「換裝」技能。

有些「變裝高手」不但能改變皮毛薄厚，甚至連顏色都更隨季更替！這對於生活在高緯度地區的動物有著非常重要的意義（可不是為了要美美噠……）——讓它們在多變的環境中更好得偽裝自己。畢竟，穿著棕黃的夏裝走在白茫茫的雪地中，對於捕食者或被捕食者來說，都太過「暴露」了。

白色的皮毛是在雪地最好的偽裝—雪兔（Lepus timidus）圖片來源：wikimedia

新衣服，慢慢穿

人類換衣服通常幾分鐘就可以搞定，但對動物來說，這個過程卻要經歷幾個月。它們換裝，可不像人類那樣根據實時溫度隨時調整，而是更多取決於日照長度（遵守光照周期）。每當秋天到來的時候，隨著日照長度的縮短，換裝動物的毛色便逐漸開始由深變淺。這樣才不會因為某個倒春寒打亂正常的換裝過程。

雪兔（A，Lepus timidus），柳雷鳥（B，Lagopus lagopus）和白鼬（C，Mustela erminea）秋冬毛色變化過程。圖片來源：修改自參考文獻[2]

變裝也不是兩極分化

這些變裝動物的換裝行為通常和當地環境的變化保持同步，它們的冬裝往往會隨著降雪的多少，在地理上呈現由淺色過度到深色的梯度變化。這個原理其實很好理解，因為隱蔽需要，降雪較多的地區毛色較淺，降雪少的地區毛色較深。

降雪不同地區（多→少）伶鼬（Mustela nivalis）的冬裝。圖片來源：參考文獻[2]

那麼，按照這一理論，某種變裝動物在同一地區的著裝畫風總應該是一致的吧？

「不走尋常路」的野兔

然而，總有那麼些喜歡「打破常規」的選手，喜歡推翻人們好不容易發現的規律。比如，有一種叫北美野兔（Lepus americanus）的兔子，本來夏天的時候毛是棕黃色的，到了冬天便會換上雪白的冬裝。然而近年來發現，在某些地方，這種兔子群體中的一小撮兒「異類」，即便到了冬天，依然穿著棕黃色的夏裝！

為什麼這種兔子在同一個地區能具備迥然不同的「著裝風格」呢？

「兄弟，你沒看錯，咱倆是一家人！」 北美野兔（Lepus americanus）。圖片來源：參考文獻[1]

因何「另類」？

美國蒙大拿大學的Matthew等研究人員對這一現象進行了仔細的研究[1]，他們發現，原來是這種野兔體內一種叫做Agouti的基因在作怪，它可以通過表達一種信號肽（Agouti signalling peptide）來控制兔子的毛色。

到了秋天，一部分野兔個體的Agouti基因表達，抑制黑色素生成從而導致毛色變白。而另一部分個體的Agouti基因卻一直「沉睡著」不表達，這些野兔的毛色便終年不變了。

北美野兔的「變裝」機制。圖片來源：修改自參考文獻[1]

進一步的研究發現，冬季不換裝兔子的Agouti基因與換裝兔子相比確實發生了變化，但並不是基因突變導致的，而是發生了基因滲入（Introgression）現象。

這種基因滲入是指由於種間雜交，使本來屬於某個物種的基因出現在另一個物種的基因庫中，而改變了這個物種的性狀。比如斑馬和驢雜交後代的「半身斑紋」性狀，就是一種「形象的」基因滲入結果。

有斑馬條紋特徵的「斑馬驢」。圖片來源：commons.wikimedia.org

因「禍」得福

那麼，是誰的基因滲入到北美野兔群體中呢？

原來，在北美野兔生活的區域，還有另一種兔子—黑尾長耳大野兔（Lepus californicus），這種兔子不會在冬季變裝。正是它的Agouti基因型「混入」了北美野兔的群體並讓其失去了變裝特性！

你也許會問，這樣一來，深色兔子在雪地里不就容易捕食者發現了嗎？

其實，當冬天缺乏降雪的時候，雖然在同一地區，但是，穿白色冬裝的北美野兔就會變得顯眼，而穿棕色冬裝的個體反而更加有優勢。於是，在年際降雪不穩定的地區，兩種冬裝的共存更有利於種群的生存。因此，這一基因型在北美野兔的基因庫中保留下來。

這事兒是我乾的！——具有強勢基因的黑尾長耳大野兔（Lepus californicus）。圖片來源：wikimedia

在全球變暖的狀況下，北美野兔這種冬季「混搭」出場或許正好能夠幫助它們迅速的適應新的環境。

冬季「混搭」出場的北美野兔。圖片來源：參考文獻[1]

嗯，說到底，你換衣服是為了美美噠，人家想的可是：如何活下去……

作者名片

參考文獻：

[1] Matthew R. Jones et al. Adaptive introgression underlies polymorphic seasonalcamouflage in snowshoe hares. Science.360, 1355-1358 (2018).

[2] M. Zimova, K. Hackl?nder, 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://doi.org/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. Hackl?nder, 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.wikipedia.org/wiki/Agouti_(gene)

[6] https://en.wikipedia.org/wiki/Introgression

我們也是顏色不同的一家人

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