以下文章来源于物种日历 ，作者YYYYb

世界上的生物只有两种——已经出现在物种日历的，以及将要出现在物种日历的。这里既有萌点奇怪的『冷知识』，也有丰富『走心』的自然科普。每天一物种，带你看世界。

黑毛与白毛的区别

黑毛白毛最大的区别在于黑毛中含有大量的黑色素，形成的颗粒使得毛发可以呈现各种颜色，而白毛中并没有黑色素形成的颗粒，所以呈白色。

那么问题来了，为什么黑色素的存在可以使毛发呈现各种颜色呢，不应该只是灰色和黑色吗？因为黑色素并不一定就是黑色的。实际上黑色素有两种，一种是真黑素，另一种是棕黑素。真黑素颗粒呈球形，吸收所有频率的可见光，所以呈黑色；棕黑素颗粒呈橄榄型，吸收可见光的能力不如前者，呈现棕色。

那，黑色素的分布由啥决定呢？

黑色素颗粒的合成与分布很大程度上是由基因决定的。对猫来说，参与决定毛色的基因有很多对，猫的毛色也是各种各样，纯色、虎纹以及白斑都比较常见，我们今天重点说说白斑基因。

白斑基因

白斑基因的表达会使得猫毛出现白色块状区域。任何颜色的猫，都有可能出现白斑，我们以黑猫为例，如果它没有白斑基因（ss），那么它会是纯黑色的；如果它有一个白斑基因（Ss），那么它身上有0%-50%的区域是白色的；如果它有两个白斑基因（SS），那么那么它身上有50%-100%的区域是白色的。

白斑基因对于面部毛色的影响

随着白斑基因表达程度的降低，猫的脸越来越黑。当白斑基因表达程度较高时，可能只有头顶有两块很小的黑色区域（图最左）；当白斑基因表达程度较低时，可能只有下巴是白色的，其他地方都是黑色的（图最右）。

为什么有黑背白肚的猫，

却没有白背黑肚的猫？

在白斑基因的作用下，猫的体色呈现黑白色，黑色区域与白色区域的大小与基因表达程度有关系。那“上黑下白”是什么情况，为什么没有“上白下黑”的猫呢？

这就要从胚胎发育过程中的白斑形成说起了。在猫胚胎发育的过程中，白斑基因的表达对猫成黑素细胞（产生黑色素的皮肤细胞）有影响作用，进而对毛色分布产生影响，对其具体过程有三种理论。

理论1

成黑素细胞发源于神经嵴（胚胎背侧），由此向全身迁移扩散。当皮肤完全形成时，扩散停止，有色素细胞的皮肤可以合成黑色素，长黑色毛发；成黑素细胞未扩散到的皮肤则无法合成黑色素，长白色毛发。由于猫的爪子、肚腩和胸部离神经嵴较远，色素细胞较难迁移到达，所以这些部位的毛色是白色。

理论2

理论1中假设大部分区域没有黑色素，色素细胞是迁移而来。理论2刚好与之相反：假设全身都有成黑素细胞，随着胚胎的发育，这些细胞会由四肢到躯干进行凋亡（可以理解成“褪色”），凋亡的强度会越来越弱，所以靠近四肢的毛是白色的，猫的背部的毛是黑色的。

理论3（新）

上面两个理论虽然可以在一定程度上解释猫“上黑下白”这一现象，但是其中的漏洞也显而易见。

对于这只猫来说，猫躯干毛发中黑色斑块与白色斑块的形成过程是无法用以上的理论解释清楚的，所以研究者们提出了新的看法。

成黑素细胞会在胚胎发育初期迁移到全身皮肤表面，当白斑基因的表达程度较高时，随着胚胎的发育生长，皮肤被“撑开”，表面的成黑素细胞分散在若干块状区域内（图1），新长出来的组织不允许黑色素进入细胞，所以它们不含黑色素，长出来的毛呈白色。

小猫开始生长了（图2）！想象一下大陆板块漂移的原理，身体渐渐长大，原来的黑色部分就互相散开了。而四肢和肚皮的细胞分裂速度更快，所以长得也更快（图3），最终呈现的结果就是：黑色毛发更多存在于猫的背侧，而白色毛发更多存在于猫的四肢与腹侧（图4）。

所以，“猫妈妈生着生着没墨了”是有科学道理的，但不是那么简单的科学道理。

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原标题：《为什么黑白猫都是“上黑下白”？》