為了解釋清楚這個(gè)問(wèn)題，我們先得認(rèn)識(shí)一個(gè)基因——TYR基因，它是負(fù)責(zé)合成酪氨酸酶的，這個(gè)酪氨酸酶可不簡(jiǎn)單，它參與黑色素的合成與色素沉積。

一般來(lái)說(shuō)，酪氨酸酶的活性越高，黑色素就合成越快越多，動(dòng)物毛發(fā)的顏色也就越深，反之則呈現(xiàn)淺色。

那這和暹羅貓隨溫度變色又有什么關(guān)系呢？

原來(lái)，暹羅貓的TYR基因有些特別，它發(fā)生了突變，合成的酪氨酸酶出現(xiàn)了缺陷，無(wú)法正常發(fā)揮作用。

暹羅貓，圖片來(lái)源萌爪醫(yī)生

如果是完全失去作用，那暹羅貓也不會(huì)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僅是無(wú)法在正常體溫下起作用，可一旦皮膚溫度降低到33℃以下，它就會(huì)恢復(fù)活性，又能正常工作了。

這么一來(lái)，就導(dǎo)致暹羅貓一到冬天就開(kāi)始色素沉淀，越來(lái)越黑。

伯曼貓，它也是TYR基因發(fā)生突變，但和暹羅貓不一樣，圖片來(lái)源萌爪醫(yī)生

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

不過(guò)，溫度影響動(dòng)物毛色還真不是什么值得大驚小怪的事情，有些動(dòng)物，連性別都是溫度說(shuō)了算。

溫度變了，寶寶的性別也得變

通常來(lái)講，生物的性別由遺傳物質(zhì)決定。不過(guò)，凡事都不是絕對(duì)的，自然界還有一些生物，它們的性別受環(huán)境影響很大。其中最重要的一個(gè)因素，就是溫度。例如，許多爬行動(dòng)物的性別由卵孵化時(shí)的環(huán)境溫度決定。而且，不同物種對(duì)溫度的敏感度及響應(yīng)方式也存在差異。

有些動(dòng)物溫度高時(shí)，后代普遍發(fā)育為雌性，溫度低時(shí)為雄性；有些則剛好相反；還有一些則是只有在特定的溫度范圍才發(fā)育為雌性或雄性。

溫度對(duì)動(dòng)物性別的影響有多大呢？舉例來(lái)說(shuō)，34℃下，奧利亞羅非魚產(chǎn)生的后代有97.8%為雄性，27℃下則63%為雄性[1]。

3種羅非魚，圖片來(lái)源網(wǎng)絡(luò)

海龜是大家比較熟悉的一類后代性別受溫度調(diào)控的動(dòng)物，每到繁殖季節(jié)，海龜就會(huì)游回祖祖輩輩都鐘愛(ài)的那塊沙灘開(kāi)始產(chǎn)卵。

海龜，圖片來(lái)源 Hippopx

曾有研究團(tuán)隊(duì)專門調(diào)查了澳大利亞大堡礁北部的綠海龜，發(fā)現(xiàn)在溫度稍高地區(qū)孵化的小海龜，99%為雌性，而在溫度較低的海域，雌性的比例明顯降低，大約為65%-69%。

后續(xù)研究顯示，綠海龜孵卵的沙灘溫度超過(guò)29.3℃時(shí)，雌性幼海龜?shù)谋壤龝?huì)顯著增多。

一只綠海龜在珊瑚礁旁游泳，圖片來(lái)源 Wikipedia

讓研究人員憂心忡忡的是，受全球變暖的影響，近年來(lái)澳大利亞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?shù)淖迦喊l(fā)展蒙上了陰影 。

溫度低，也未必會(huì)冷

溫度不僅會(huì)影響動(dòng)物的性別，還能塑造動(dòng)物對(duì)冷熱的感知能力。

在紀(jì)錄片中，冰天雪地的南極，企鵝們?nèi)匀恍袆?dòng)自如，甚至還想去海里游個(gè)泳；烈日高照的非洲，大象還在悠哉游哉地散著步。

企鵝，圖片來(lái)源 Hippopx

看著這些景象，你有沒(méi)有很好奇呢？為什么企鵝不怕冷，非洲大象也對(duì)炎熱的天氣無(wú)動(dòng)于衷？

非洲象，圖片來(lái)源 Hippopx

動(dòng)物這種對(duì)溫度特殊的適應(yīng)能力和體內(nèi)某種溫度感受器——瞬時(shí)受體電位TRP（transient receptor potentials）離子通道有關(guān)。

這是一類在外周和中樞神經(jīng)系統(tǒng)分布很廣泛的通道蛋白，主要工作原理是使陽(yáng)離子通過(guò)細(xì)胞膜的跨膜離子通道，進(jìn)而引發(fā)一系列細(xì)胞反應(yīng)，讓生物感覺(jué)到冷熱。

研究人員對(duì)分布在不同生活環(huán)境下的脊椎動(dòng)物的TRP離子通道進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)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于非洲象。

所以，企鵝雖處在寒冷的環(huán)境下，但自己卻不覺(jué)得有多冷，反之，非洲象也沒(méi)覺(jué)得非洲有多熱（怎么有點(diǎn)掩耳盜鈴的感覺(jué)？）。

為了進(jìn)一步證實(shí)TRP離子通道的作用，研究人員通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)，讓原本冷敏感性高的小鼠表達(dá)冷敏感度低的TRP離子通道，結(jié)果小鼠變得更偏好低溫環(huán)境。這進(jìn)一步證實(shí)了TRP離子通道可以影響動(dòng)物對(duì)溫度的感知。

最后，研究人員提出了一種動(dòng)物對(duì)溫度的適應(yīng)機(jī)制：在進(jìn)化過(guò)程中，為了適應(yīng)變化的環(huán)境溫度，生物會(huì)不斷改變TRP離子通道的敏感性，來(lái)調(diào)整身體對(duì)冷熱的感知能力，從而更好地適應(yīng)環(huán)境。

太冷太熱怎么辦？當(dāng)然是睡覺(jué)

溫度變化還與動(dòng)物的睡眠周期有關(guān)，這個(gè)問(wèn)題在模式生物果蠅的身上研究比較透徹，我們就以果蠅為例來(lái)做說(shuō)明。
研究人員發(fā)現(xiàn)，果蠅體內(nèi)存在一種“溫度計(jì)”式的神經(jīng)回路，這個(gè)回路可以將外部的低溫信息傳遞給大腦，抑制果蠅大腦中促進(jìn)清醒的神經(jīng)元細(xì)胞。這樣一來(lái)，低溫環(huán)境中的果蠅就很難迅速清醒過(guò)來(lái)（而且，實(shí)驗(yàn)證明這種抑制作用在早上表現(xiàn)得更加明顯，是不是突然找到起床困難癥的病因了）。

果蠅大腦對(duì)不同溫度的反應(yīng)不同，圖片來(lái)源 current biology

進(jìn)一步研究表明，果蠅觸角上有一類神經(jīng)細(xì)胞專門負(fù)責(zé)報(bào)告外界的低溫，當(dāng)環(huán)境溫度低于果蠅的“舒適區(qū)”（25℃）時(shí)，這種感知寒冷的神經(jīng)細(xì)胞就會(huì)持續(xù)活躍，向大腦發(fā)出“寒冷”信號(hào)，而且氣溫越低信號(hào)越密集。

果蠅大腦中睡眠-覺(jué)醒周期控制中心有一組神經(jīng)元，就專門負(fù)責(zé)接收這種寒冷信息。接收信息后，這些神經(jīng)元的活動(dòng)性就會(huì)持續(xù)受到抑制，阻擋果蠅從睡眠中清醒過(guò)來(lái)。

睡不醒“低溫嗜睡”的極端例子就是冬眠了，這種特殊的行為有助于動(dòng)物躲避嚴(yán)寒，大大提高了動(dòng)物應(yīng)對(duì)不良自然環(huán)境的能力。

當(dāng)然，溫度過(guò)高對(duì)動(dòng)物來(lái)說(shuō)同樣是一種環(huán)境脅迫因素。怎么辦？很多動(dòng)物依舊選擇了直接睡過(guò)去——夏眠。眼睛一睜一閉，高溫季節(jié)就過(guò)去了，豈不美哉。

溫度對(duì)生物的影響無(wú)處不在，不過(guò)作為爬到食物鏈頂端的生物——人，我們對(duì)溫度變化最直觀的感受估計(jì)就是不同時(shí)節(jié)的美味了，比如最近的“春季特供”——香椿，你嘗了嗎。

香椿炒雞蛋超好吃噠，圖片來(lái)源見(jiàn)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定的保護(hù)生物學(xué)意義[J]. 生物學(xué)通報(bào), 2005, 40(3):8-9.

[3] 馬雙陶, 曹廷兵, 馬麗群, 羅志丹, 郝新忠, 王利娟, 劉道燕, 祝之明. 瞬時(shí)受體電位通道家族M8型受體轉(zhuǎn)基因小鼠模型的建立, 中國(guó)醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào). 2010, 39(04)


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