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为什么人类同一胎产下的婴儿长得一样,而动物一胎产下的多个幼崽却毛色不一?

2024-07-21宠物

这是宠物主人花了25万克隆的自家宠物猫,左边是克隆体,右边是死去的本体。

?如果你是宠物主人会不会有句漂亮的中国话要说:

要知道克隆可是跟本体的基因一模一样的

「大蒜」主人在接受采访时也表示,目前克隆「大蒜」与本体「大蒜」确实存在差异:本体下巴上有一个黑色的小块,这是它最明显的特征,现在的克隆猫没有了;本体左腿上有花纹,克隆猫变成在右腿上了。

一模一样的基因都这样,何况猫的几个孩子可能都不是一个爹生的,你说它们差别大不大?

想知道宠物花色背后的秘密,且听我娓娓道来:

1首先,人是单胎动物,猫是多胎动物,人一次排一个卵,猫排多个。同一只母猫可以跟不同的公猫不同时间受孕,产下多个父亲的后代(异父超级受精现象,人类很少见)。

2其次,猫等动物的花色属于表观遗传,哪怕是相同基因也能表现出不同花色。

1异卵和异父

通常来说人类是一夫一妻的单胎动物。一次只排一个卵,并且排卵后才受精,当合适的精子抵达卵子后就会终止后面精子进来的渠道。

比较少见的就是多胞胎,一种是由同一个受精卵分裂来的同卵双胞胎,长得像那是必然的。

如果是一次排了两个卵子,并且都成功受孕,这就是异卵双胞胎,但是在国内的情况,因为大家都是黄皮黑头发,而且往往都是同一个父亲,所以发色和长相还是类似的。

但是在国外异卵双胞胎就可能肤色和头发差别挺大:

极少见的情况会发生异父超级受精现象,也就是在一次排了两个卵子的情况下,由两个不同的父亲完成受精。

虽然很少见,但是在这种怀疑双胞胎孩子其中有一个不是自己生的情况下闹上法庭里面。还是有2.4%的比例(双胞胎有两个父亲)。(相当惊人了。)*1

但是对猫,尤其是流浪猫来说,异父超级受精简直稀松平常。

因为猫首先是一妻多夫策略,然后猫一次排多个卵,再然后猫是诱导排卵,也就是说卵子并不是提前在子宫里等着精子大驾光临,而且受精之后由雌激素介导排卵,有可能从卵巢出来还要挺久的时间,这个时候上一次停留在身体的其他公猫的精子就有可能和才来的精子一起受孕。

所以流浪猫生下来的宝宝颜色更稀奇古怪的。

2猫毛色表达

有许多基因决定猫的颜色和颜色图案;这些基因可分为四个功能级别:

  1. 控制基本颜色 的基因,包括重点色基因(基因座 C)、刺豚鼠色基因(基因座 A)、橙色基因(基因座 O)和基因座 E。这些基因产生了赋予猫基本颜色的色素。(黑色和橙色)
  2. 修改基本颜色的 基因,包括棕色(基因座 B)、稀释(基因座 D),以及稀释修饰基因座和银色(抑制剂,I 基因座)。这些基因可以修改由基本颜色基因定义的颜色。
  3. 白斑 基因,包括显性白(基因座 W)和白斑(基因座 S)。这些基因不产生颜色,而是导致缺乏颜色(即白色)。
  4. 决定颜色图案 的基因,包括虎斑、斑点和斑点。这些基因将毛发内和毛发带之间的色素聚集在一起,形成猫科动物著名的皮毛颜色图案。

先介绍表观遗传的相关概念:

X 染色体失活(XCI)

一般来说,多余或缺失的染色体对细胞非常有害。拥有两个 X 染色体意味着与 XY 细胞相比,X 染色体基因的活性增加一倍。令人惊讶的是,XX 个体利用表观遗传机制来纠正这种不平衡!在胚胎发育过程中,携带两个 X 染色体的细胞会关闭一个副本——这一过程称为「X 染色体失活」(XCI)——而另一个副本保持活跃。

XCI 是表观遗传机制的一个典型例子:它不会改变 DNA 序列本身,但会影响细胞对基因的解释方式,并将这种变化传递给子细胞。XCI 过程也以首次发现这一现象的遗传学家 Mary F. Lyon 的名字命名为「lyonization」。

要理解 XCI,首先要记住,DNA 并非「裸露」在细胞核中。它缠绕在一组称为组蛋白的蛋白质上, 就像线缠绕在线轴上一样。在这些组蛋白或 DNA 上添加或去除微小的化学修饰会影响附近基因的活性。这些修饰是表观遗传调控 的支柱。

基因可以存在略微不同的版本,对于猫来说,橙色基因(基因座 O)具有两种毛色变体——橙色或黑色。

因为这个基因恰好位于X染色体上,所以遵循表观遗传的原则,表达的时候会随机沉默掉一个X.

该基因有两种版本,即显性橙色 (O) 等位基因和隐性野生型非橙色 (o) 等位基因。橙色 (O) 阻止黑色素 (真黑素) 形成,只迫使形成黄色素 (褐黑素)。非橙色 (o) 允许形成黄色和黑色素。雌猫拥有两条 X 染色体,可以呈现橙色 (O/O)、橙色和黑色 (o/o),或橙色和黑色的杂色混合,称为玳瑁色 (O/o)。

这种橙色和黑色混合的皮毛颜色模式只发生在雌猫身上,雌猫有两条 X 染色体(图 3)。一条 X 染色体可以携带编码橙色的基因版本,另一条 X 染色体可以携带编码黑色的基因版本。如前所述,在任何给定细胞中,只有一条 X 染色体会处于活跃状态,这取决于胚胎发育过程中的随机选择。例如,尾巴根部的细胞可能有父系 X 染色体处于活跃状态并导致橙色,而尾巴末端的细胞可能有母系 X 染色体处于活跃状态并长出黑色皮毛。

所以就出现了同一个基因的猫咪由于胚胎发育早期的随机XCI导致出来的颜色不尽相同。

猫咪的毛色真的是非常有趣的一件事!

对此感兴趣的以后我专门再写个文章讲一讲。

以上~

1.https://en.wikipedia.org/wiki/Superfecundation