最近天氣越來越熱，你的毛孩子白回來了嗎？

你敢信這是同一隻貓？圖片來源網絡

很多養(yang) 了暹羅貓的鏟屎官都知道，氣溫一降，自家毛孩子就化身“挖煤工”，毛色越來越深，稱它們(men) 是貓中變色龍真是一點都不誇張。

不過，暹羅貓憑什麽(me) 可以隨著溫度變化任性換裝呢？

因為(wei) 溫度，它們(men) 改變了毛色

為(wei) 了解釋清楚這個(ge) 問題，我們(men) 先得認識一個(ge) 基因——TYR基因，它是負責合成酪氨酸酶的，這個(ge) 酪氨酸酶可不簡單，它參與(yu) 黑色素的合成與(yu) 色素沉積。

一般來說，酪氨酸酶的活性越高，黑色素就合成越快越多，動物毛發的顏色也就越深，反之則呈現淺色。

那這和暹羅貓隨溫度變色又有什麽(me) 關(guan) 係呢？

原來，暹羅貓的TYR基因有些特別，它發生了突變，合成的酪氨酸酶出現了缺陷，無法正常發揮作用。

暹羅貓，圖片來源萌爪醫生

如果是完全失去作用，那暹羅貓也不會(hui) 因此獲得“變色”的特異功能。

神奇就神奇在這種有缺陷的酪氨酸酶僅(jin) 僅(jin) 是無法在正常體(ti) 溫下起作用，可一旦皮膚溫度降低到33℃以下，它就會(hui) 恢複活性，又能正常工作了。

這麽(me) 一來，就導致暹羅貓一到冬天就開始色素沉澱，越來越黑。

伯曼貓，它也是TYR基因發生突變，但和暹羅貓不一樣，圖片來源萌爪醫生

其實擁有這種神奇換裝技能的動物還有不少，比如一些兔子（喜馬拉雅兔）也會(hui) 出現類似的突變。

不過，溫度影響動物毛色還真不是什麽(me) 值得大驚小怪的事情，有些動物，連性別都是溫度說了算。

溫度變了，寶寶的性別也得變

通常來講，生物的性別由遺傳(chuan) 物質決(jue) 定。不過，凡事都不是絕對的，自然界還有一些生物，它們(men) 的性別受環境影響很大。其中最重要的一個(ge) 因素，就是溫度。例如，許多爬行動物的性別由卵孵化時的環境溫度決(jue) 定。而且，不同物種對溫度的敏感度及響應方式也存在差異。

有些動物溫度高時，後代普遍發育為(wei) 雌性，溫度低時為(wei) 雄性；有些則剛好相反；還有一些則是隻有在特定的溫度範圍才發育為(wei) 雌性或雄性。

溫度對動物性別的影響有多大呢？舉(ju) 例來說，34℃下，奧利亞(ya) 羅非魚產(chan) 生的後代有97.8%為(wei) 雄性，27℃下則63%為(wei) 雄性[1]。

3種羅非魚，圖片來源網絡

海龜是大家比較熟悉的一類後代性別受溫度調控的動物，每到繁殖季節，海龜就會(hui) 遊回祖祖輩輩都鍾愛的那塊沙灘開始產(chan) 卵。

海龜，圖片來源 Hippopx

曾有研究團隊專(zhuan) 門調查了澳大利亞(ya) 大堡礁北部的綠海龜，發現在溫度稍高地區孵化的小海龜，99%為(wei) 雌性，而在溫度較低的海域，雌性的比例明顯降低，大約為(wei) 65%-69%。

後續研究顯示，綠海龜孵卵的沙灘溫度超過29.3℃時，雌性幼海龜的比例會(hui) 顯著增多。

一隻綠海龜在珊瑚礁旁遊泳，圖片來源 Wikipedia

讓研究人員憂心忡忡的是，受全球變暖的影響，近年來澳大利亞(ya) 大堡礁北部生活的幼年綠海龜雌性比例大大增加，這給綠海龜的族群發展蒙上了陰影 。

溫度低，也未必會(hui) 冷

溫度不僅(jin) 會(hui) 影響動物的性別，還能塑造動物對冷熱的感知能力。

在紀錄片中，冰天雪地的南極，企鵝們(men) 仍然行動自如，甚至還想去海裏遊個(ge) 泳；烈日高照的非洲，大象還在悠哉遊哉地散著步。

企鵝，圖片來源 Hippopx

看著這些景象，你有沒有很好奇呢？為(wei) 什麽(me) 企鵝不怕冷，非洲大象也對炎熱的天氣無動於(yu) 衷？

非洲象，圖片來源 Hippopx

動物這種對溫度特殊的適應能力和體(ti) 內(nei) 某種溫度感受器——瞬時受體(ti) 電位TRP（transient receptor potentials）離子通道有關(guan) 。

這是一類在外周和中樞神經係統分布很廣泛的通道蛋白，主要工作原理是使陽離子通過細胞膜的跨膜離子通道，進而引發一係列細胞反應，讓生物感覺到冷熱。

研究人員對分布在不同生活環境下的脊椎動物的TRP離子通道進行研究，發現TRP離子通道的冷敏感性在南極企鵝和非洲大象之間存在巨大差異，企鵝的冷敏感性明顯低於(yu) 非洲象。

所以，企鵝雖處在寒冷的環境下，但自己卻不覺得有多冷，反之，非洲象也沒覺得非洲有多熱（怎麽(me) 有點掩耳盜鈴的感覺？）。

為(wei) 了進一步證實TRP離子通道的作用，研究人員通過轉基因技術，讓原本冷敏感性高的小鼠表達冷敏感度低的TRP離子通道，結果小鼠變得更偏好低溫環境。這進一步證實了TRP離子通道可以影響動物對溫度的感知。

最後，研究人員提出了一種動物對溫度的適應機製：在進化過程中，為(wei) 了適應變化的環境溫度，生物會(hui) 不斷改變TRP離子通道的敏感性，來調整身體(ti) 對冷熱的感知能力，從(cong) 而更好地適應環境。

太冷太熱怎麽(me) 辦？當然是睡覺

溫度變化還與(yu) 動物的睡眠周期有關(guan) ，這個(ge) 問題在模式生物果蠅的身上研究比較透徹，我們(men) 就以果蠅為(wei) 例來做說明。
研究人員發現，果蠅體(ti) 內(nei) 存在一種“溫度計”式的神經回路，這個(ge) 回路可以將外部的低溫信息傳(chuan) 遞給大腦，抑製果蠅大腦中促進清醒的神經元細胞。這樣一來，低溫環境中的果蠅就很難迅速清醒過來（而且，實驗證明這種抑製作用在早上表現得更加明顯，是不是突然找到起床困難症的病因了）。

果蠅大腦對不同溫度的反應不同，圖片來源 current biology

進一步研究表明，果蠅觸角上有一類神經細胞專(zhuan) 門負責報告外界的低溫，當環境溫度低於(yu) 果蠅的“舒適區”（25℃）時，這種感知寒冷的神經細胞就會(hui) 持續活躍，向大腦發出“寒冷”信號，而且氣溫越低信號越密集。

果蠅大腦中睡眠-覺醒周期控製中心有一組神經元，就專(zhuan) 門負責接收這種寒冷信息。接收信息後，這些神經元的活動性就會(hui) 持續受到抑製，阻擋果蠅從(cong) 睡眠中清醒過來。

睡不醒“低溫嗜睡”的極端例子就是冬眠了，這種特殊的行為(wei) 有助於(yu) 動物躲避嚴(yan) 寒，大大提高了動物應對不良自然環境的能力。

當然，溫度過高對動物來說同樣是一種環境脅迫因素。怎麽(me) 辦？很多動物依舊選擇了直接睡過去——夏眠。眼睛一睜一閉，高溫季節就過去了，豈不美哉。

溫度對生物的影響無處不在，不過作為(wei) 爬到食物鏈頂端的生物——人，我們(men) 對溫度變化最直觀的感受估計就是不同時節的美味了，比如最近的“春季特供”——香椿，你嚐了嗎。

香椿炒雞蛋超好吃噠，圖片來源見水印

參考資料：[1] Desprez D, Mélard C. Effect of ambient water temperature on sex determinism in the blue tilapia Oreoc

[2] 龔世平, 史海濤, 徐汝梅. 龜類溫度依賴型性別決(jue) 定的保護生物學意義(yi) [J]. 生物學通報, 2005, 40(3):8-9.

[3] 馬雙陶, 曹廷兵, 馬麗(li) 群, 羅誌丹, 郝新忠, 王利娟, 劉道燕, 祝之明. 瞬時受體(ti) 電位通道家族M8型受體(ti) 轉基因小鼠模型的建立, 中國醫科大學學報. 2010, 39(04)


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