从斑纹到斑点，豹壁虎皮肤的秘密

虽然蜥蜴皮肤的图案和颜色很迷人，但它们背后的机制在很大程度上是未知的。日内瓦大学（UNIGE）的一个团队研究了豹壁虎，这是一种受欢迎的蜥蜴，以了解幼年蜥蜴皮肤上的条纹在成年后是如何变成斑点的

他们的工作表明，这种转变是由不同色素细胞之间的相互作用精心策划的，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显示出惊人的多样性，这是由三种称为色素细胞的细胞之间的相互作用产生的。黑色素细胞负责黑色和棕色；黄色素体用于红色/黄色着色，铱素体填充有反射光的晶体，发出金属色

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，颜色模式是在胚胎发育过程中确定的，并在动物的一生中保持稳定

转变发生在成年期

但也有例外。豹壁虎（Eublepharis macularius）就是这种情况，它是私人殖民地中保存最广泛的物种之一，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，脖子上有一条白色带子，背部有黄色和黑色相间的带子。一旦成年，它的皮肤就会布满黑点，让人想起豹子的皮毛

由UNIGE科学院遗传与进化系高级研究员兼助教Athanasia Tzika领导的小组研究了豹壁虎从带状到斑点的转变过程，以更好地了解爬行动物着色模式的形成

生物学家分析了蜥蜴不同生命阶段皮肤中有色细胞的分布。“通过我们对皮肤样本的观察，我们发现，虽然所有三种类型的色素细胞都存在于青少年身上，但虹膜细胞在几个月后就会消失，这一时期与从带状到斑点的过渡相吻合，”Asier Ullate-Agote解释道，他是UNIGE科学院遗传与进化系的前博士生，也是该研究的第一作者

豹壁虎也很不寻常，因为如果在捕食者的身体攻击后被切断，它可以再生尾巴。无论蜥蜴的年龄多大，这条新尾巴总是长满斑点，从不成带状。科学家们分析了这些再生尾巴的皮肤，发现它们不含铱载体。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

一只突变壁虎来检查这些结果

“这些观察结果使我们分析了一种特定动物的皮肤，这种动物有时会自然出现在我们的繁殖种群中：鲭超级雪豹壁虎。这种动物携带自发突变，天生皮肤黑色，没有条带，但成年后皮肤有斑点，就像其他没有突变的蜥蜴一样。我们发现，鲭超级雪幼崽的皮肤只有黑色素团，但没有虹彩或黄色素团，”Tzika说

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

Tzika总结道：“因此，我们认为，是黑色素细胞和虹彩细胞之间的相互作用导致了幼体的带状图案，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。我们的研究使我们更好地了解了控制豹壁虎皮肤色素沉着的调节机制，以及更普遍的爬行动物颜色图案的形成。” More information: Asier Ullate-Agote et al, The dynamic behavior of chromatophores marks the transition from bands to spots in leopard geckos, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2400486121

Journal information: Proceedings of the National Academy of Sciences