斑点豹、无斑点豹、条纹豹和大斑豹

当我们想到有斑点的动物时，猎豹可能是我们首先想到的动物之一。这一特征体现在“猎豹”这个名字中，据信源于印度语“chita”，意为“有斑点的”。猎豹身上有大约2000个斑点，每个斑点都有独特的图案，可用于野生动物管理中识别个体。在整个动物界，大自然提供了一系列标志性的外观，从斑点到条纹，再到斑块和斑点，它们引起了众多科学家的好奇。他们发现，这些不同的色素沉着模式源于共同的生物学和数学规律。

学习自然的例外

稀有的猎豹王的皮毛图案如此独特，以至于人们一度认为它是不同种类的猎豹。它的整体颜色较深，背部有大块黑色斑点和条纹。猎豹保护基金会参与了一个研究小组，该小组发现猎豹王的皮毛图案是由一种名为Taqprep的基因突变引起的。

Taqprep基因突变最初被发现会影响家养虎斑猫的毛色。携带正常Taqprep基因的虎斑猫，其毛色为浅色底色，并呈现出一种窄而垂直的条纹图案，这种图案被称为鲭鱼纹，因其形似鱼骨。在虎斑猫中，Taqprep基因突变会导致一种名为“斑点”的毛色图案，科学家注意到这种图案与猎豹身上扩大的暗区相似。Taqprep基因在发育过程中参与皮肤暗区和亮区的形成。皮肤上的这些图案与毛发上的图案相对应。

比看到王豹更罕见的是发现一只无斑点的猎豹。2012 年，在肯尼亚的阿西卡皮蒂保护区发现了一只没有斑点的猎豹，这距离最后一次目击记录已经过去了近一个世纪。近距离观察，这只猎豹背上没有传统的斑点，而是有数百个小雀斑，但从远处看，它是棕褐色的。一些专家认为，这只无斑点的猎豹可能会被误认为是狮子，这可能是一个优势。至于有斑点的猫科动物，猎豹是一个例外，因为它们的栖息地与大多数其他有斑点的猫科动物（如老虎和豹子）不同，它们生活在阴暗的森林中，它们的花纹可以作为伪装。猎豹的斑点似乎确实有助于它们隐藏在高高的草丛中。

动物的图案形成

生物学告诉我们，在发育过程中，基因会在特定的时间和特定的位置被激活，这一过程会形成从体形到皮肤色素沉着等诸多模式。数学模型表明，所有动物皮肤上的色素模式可能源于一个共同的潜在机制。一种名为反应扩散的模型表明，通过改变两种分子在发育皮肤上的扩散方式，有可能形成我们在动物身上看到的许多条纹、斑点或中间色的图案。

想象一下，在皮肤发育过程中，分子 A 会触发色素生成，同时也会启动抑制色素的分子 B 的生成。如果抑制分子 B 的扩散速度比分子 A 快，就会在色素斑点或条纹周围形成一道无色素屏障。这些模型融合了扩散分子波，表明只需对参数进行微小调整，就能得到特定的图案类型，例如猎豹纹和豹纹，但个体之间存在差异，就像人类指纹的独特性一样。

你注意到猎豹的尾巴上有条纹吗？反应扩散模型预测，由于猎豹尾巴较窄，斑点图案应该会变成条纹，而豹子尾巴较宽，斑点应该几乎延伸到尾尖，事实也确实如此。色素沉着之谜远未解开，毫无疑问，大自然将继续为好奇的科学家们提供线索。

观看此 MinuteEarth 视频，了解有关反应扩散的更多信息：“数学能解释动物如何形成它们的图案吗？“

案例

猎豹与王猎豹的比较。 （nd）。

猎豹的条纹是如何形成的——一个基因故事。 （nd）。

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关于猎豹的一些重要事实。 （nd）。

豹子身上为何会出现斑点：猫科动物的花纹发展与生态学的关系。 （nd）。

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