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作者：趙吉東（陜西省動(dòng)物研究所）

監(jiān)制：中國(guó)科普博覽

編者按：為解碼生命科學(xué)最新奧秘，科普中國(guó)前沿科技項(xiàng)目推出“生命新知”系列文章，精選生命科學(xué)領(lǐng)域前沿成果，第一時(shí)間用通俗語言進(jìn)行解讀。讓我們深入生命世界，探索無限可能。

近日，陜西長(zhǎng)青國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的工作人員從海量紅外相機(jī)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了一只棕色大熊貓！

保護(hù)區(qū)內(nèi)拍攝到的野生棕色大熊貓

（圖片來源：陜西長(zhǎng)青國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)）

棕色熊貓的謎團(tuán)

據(jù)記載，首次明確記錄棕色大熊貓是在1985年。研究人員在陜西佛坪縣海拔1200m的河谷中發(fā)現(xiàn)一只奄奄一息的大熊貓，后經(jīng)診斷發(fā)現(xiàn)它患有腸炎。這只大熊貓的耳朵、眼圈和四肢的毛發(fā)是紅棕色的，大熊貓研究學(xué)者潘文石教授為它取名“丹丹”，“丹”與“單”諧音，意為獨(dú)特，也表示它的毛發(fā)發(fā)紅之意。

棕色大熊貓“丹丹”被發(fā)現(xiàn)時(shí)患有腸炎

（圖片來源：文獻(xiàn)1）

“丹丹”被送往動(dòng)物園飼養(yǎng)后，不久便與另一只名叫“彎彎”的雄性黑白色大熊貓喜結(jié)良緣，但產(chǎn)下的后代都是正常的黑白色。

自“丹丹”被救護(hù)后，陸續(xù)有研究人員在陜西佛坪保護(hù)區(qū)和長(zhǎng)青保護(hù)區(qū)內(nèi)觀測(cè)到野生棕色大熊貓。直到大明星“七仔”被發(fā)現(xiàn)，棕色熊貓的這種稀有色再次勾起了人們的好奇心，科研人員迫切希望解開毛色變化的謎團(tuán)。

吃胡蘿卜的“七仔”（圖片來源：人民網(wǎng) 記者孫挺）

“七仔”在被發(fā)現(xiàn)時(shí)還是個(gè)寶寶，被送至陜西省珍稀野生動(dòng)物搶救飼養(yǎng)研究中心救護(hù)，目前居住在陜西周至縣秦嶺四寶科學(xué)公園，是目前全球唯一的圈養(yǎng)棕色大熊貓。

“七仔”剛被發(fā)現(xiàn)時(shí)還處于幼年時(shí)期，其父母均為野生大熊貓

（圖片來源：中國(guó)廣播網(wǎng)）

揭開棕色的“秘密”

有人認(rèn)為，棕色大熊貓可能是大熊貓的白化病。近日，來自中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所和江西農(nóng)業(yè)大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)利用多年積累的數(shù)據(jù)和測(cè)序手段揭開了棕色大熊貓的秘密。

研究人員發(fā)現(xiàn)大熊貓的棕白色毛發(fā)是由常染色體隱性遺傳模式控制，位于大熊貓1號(hào)染色體上的Bace2基因突變是其毛發(fā)顏色改變的遺傳基礎(chǔ)。簡(jiǎn)單來說，兩只正常黑白色的大熊貓如果攜帶棕色毛發(fā)基因（Bace2 +/-），就有概率產(chǎn)下棕白色后代（Bace2 -/-），而純合子的黑白色大熊貓（Bace2 +/+）則無法產(chǎn)生棕白色后代。

大熊貓Bace2野生型純合子或雜合子個(gè)體（上圖），大熊貓Bace2純合缺失個(gè)體和其毛發(fā)（下圖，七仔）

（圖片來源：文獻(xiàn)2）

研究人員還利用基因編輯技術(shù)敲除了實(shí)驗(yàn)鼠同源區(qū)段的基因，發(fā)現(xiàn)Bace2基因缺失突變會(huì)減少小鼠毛發(fā)中黑素小體數(shù)量，導(dǎo)致黑色小鼠的毛發(fā)呈現(xiàn)棕色。

基因敲除小鼠模型揭示Bace2缺失會(huì)降低小鼠毛發(fā)中黑素小體數(shù)量

（圖片來源：文獻(xiàn)2）

人類的白化病分為眼皮膚白化病（OCA）和眼白化?。∣A），前者屬于常染色體隱性遺傳，后者屬于X連鎖隱性遺傳，具體分型及臨床表現(xiàn)復(fù)雜，涉及的突變基因也較多，與棕色大熊貓的Bace2基因缺失不同。

人類的白化病還會(huì)伴隨異常癥狀，例如患者眼部虹膜色素缺乏、視力低下、畏光、皮膚對(duì)紫外線敏感等，部分白化病類型還會(huì)伴隨器官的慢性炎癥或纖維化。大熊貓“七仔”經(jīng)過多年的飼養(yǎng)，目前十分健康，尚未報(bào)道類似的癥狀。

在熊科動(dòng)物中，還有一種特殊色系的熊，它就是美洲黑熊的亞種之一——生活在加拿大大熊雨林的柯莫德熊（Kermode bear），也叫靈熊（Spirit bear）。

生活在加拿大大熊雨林的靈熊（Ursus americanus kermodei）

（圖片來源：circa1983）

和棕色大熊貓一樣，靈熊也不是真正意義上的白化動(dòng)物。它們身體健康，皮膚和眼睛也有正常的色素分布，除了毛發(fā)顏色以外，其它生理功能和黑色的美洲黑熊無異。

和黑色同類搶食鮭魚的靈熊

（圖片來源：Paul Nicklen）

導(dǎo)致美洲黑熊出現(xiàn)白色變種的原因是其黑素皮質(zhì)素受體1（mc1r）出現(xiàn)了突變。同樣地，白色這一特征也是隱性遺傳，親本都攜帶該突變，才有可能誕下白色個(gè)體。

一頭雌性黑熊帶著它的兩個(gè)幼崽，其中一只是靈熊

（圖源：Pacific Wild）

在北美洲的大熊雨林（Great Bear Rainforest），靈熊已經(jīng)形成了穩(wěn)定的白色個(gè)體種群，但總量?jī)H有400-1200只。

大熊雨林深處的靈熊

（圖片來源：circa1983）

當(dāng)?shù)鼐用駥㈧`熊視為神靈，避免了過多拜訪者的打擾，因此靈熊也直到近代科學(xué)考察時(shí)才被發(fā)現(xiàn)。2016年，加拿大不列顛哥倫比亞政府宣布將大熊雨林的85%的核心區(qū)域永久保護(hù)起來。

不知道棕色大熊貓何時(shí)能在野外形成穩(wěn)定種群，屆時(shí)將有更多的大熊貓可以拍彩色照片！

參考文獻(xiàn)

[1]. 潘文石. 漫長(zhǎng)的路. 1998. 江蘇科學(xué)技術(shù)出版社.

[2]. Guan D, Sun S, Song L, Zhao P, Nie Y, Huang X, Zhou W, Yan L, Lei Y, Hu Y, Wei F. Taking a color photo: A homozygous 25-bp deletion in Bace2 may cause brown-and-white coat color in giant pandas. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2024, 121: e2317430121.

[3]. 棕色大熊貓丹丹[J].陜西林業(yè)，2005(S1): 34.

[4]. 熊貓列傳. [紀(jì)錄片]. 潘文石；呂植. 2010. 央視網(wǎng).

[5]. Ritland K, Newton C, Marshall HD. Inheritance and population structure of the white-phased "Kermode" black bear. Current Biology. 2001, 11(18): 1468-1472.

[6]. Kermode bear or spirit bear. (22 March, 2022). 熊類保護(hù)網(wǎng).

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