从条纹到斑点豹纹壁虎皮肤的秘密

虽然蜥蜴皮肤的图案和颜色令人着迷，但其背后的机制却鲜为人知。日内瓦大学 (UNIGE) 的一个团队研究了一种常见的蜥蜴——豹纹壁虎，以了解幼蜥成年后皮肤上的条纹如何变成斑点。

他们的研究揭示了这种转变是由不同色素细胞之间的相互作用所协调的，这为爬行动物色素沉着的生物学提供了新的见解。这些结果发表在《美国国家科学院院刊》上。

爬行动物皮肤表面的颜色和图案呈现出惊人的多样性，这是由三种被称为色素细胞的细胞相互作用产生的。黑色细胞负责黑色和棕色;黄细胞负责红色/黄色;而虹彩细胞则充满反射光线的晶体，散发出金属色彩。

根据这些色素细胞在皮肤中的分布，会出现不同的着色模式。对于大多数物种来说，颜色模式在胚胎发育期间就已确定，并在动物的一生中保持稳定。

成年期发生的转变

不过也有例外。豹纹壁虎(Eublepharis macularius)就是个例外，它是私人殖民地饲养最广泛的物种之一，原产于印度和巴基斯坦。这种蜥蜴成年后长约 20 厘米，在生命的最初几个月里，脖子上有一条白色条纹，背上有交替的黄色和黑色条纹。成年后，它的皮肤上布满黑色斑点，让人想起豹子的皮毛。

该研究小组由日内瓦大学理学院遗传与进化系高级研究员兼助教 Athanasia Tzika 领导，研究了豹纹壁虎从条纹到斑点的转变过程，以更好地了解爬行动物色彩图案的形成。

生物学家分析了蜥蜴不同生命阶段皮肤上彩色细胞的分布情况。“通过对皮肤样本的观察，我们发现，虽然幼年蜥蜴身上存在三种色素细胞，但虹彩细胞会在几个月后消失，而这一时期恰逢从条纹到斑点的转变，”日内瓦大学理学院遗传与进化系前博士生、该研究的第一作者 Asier Ullate-Agote 解释说。

豹纹壁虎的另一个独特之处在于，如果在被捕食者攻击后尾巴被切断，它可以再生。无论蜥蜴的年龄多大，这条新尾巴总是会长出斑点，而不是带状。科学家分析了这些再生尾巴的皮肤，发现它们没有虹彩细胞。这些观察结果再次将斑点的存在与虹彩色素细胞的缺失联系起来。

一只变异壁虎来检查这些结果

“这些观察结果促使我们分析了有时自然出现在我们种群中的一种特殊动物的皮肤：超级雪豹壁虎。这种动物携带自发突变，出生时皮肤呈黑色，没有条纹，但成年后皮肤上有斑点，就像其他没有突变的蜥蜴一样。我们发现超级雪豹幼年的皮肤只有黑色细胞，但没有虹色细胞或黄细胞，”齐卡说。

对这些个体的基因分析确定了 PAX7 基因的突变。该基因通常在虹彩细胞和黄细胞中表达，表明它在这两种色素细胞的分化中起着关键作用，而这两种色素细胞的存在对于斑点的形成并不是必需的。

“因此，我们认为，正是黑色素细胞和虹彩细胞之间的相互作用导致了幼年壁虎身上的条纹图案，并且黑色素细胞可以在没有其他色素细胞帮助的情况下形成斑点。我们的研究让我们更好地了解了控制豹纹壁虎皮肤色素沉着的调节机制，更广泛地说，了解了爬行动物颜色图案的形成，”Tzika 总结道。