克萊門汀的粉絲們應(yīng)該注意了，這只貓最近以罕見的眼睛顏色迷住了TikTok。獵豹銳利的金色凝視，雪豹醒目的藍(lán)色凝視，以及豹子閃閃發(fā)光的綠色光芒，這些特征都可以追溯到同一個祖先，一種類似豹貓的貓科動物祖先，它在3000多萬年前漫游在地球上。

在《科學(xué)》雜志上發(fā)表的一項新研究中，哈佛大學(xué)的研究人員表示，這個祖先種群的貓可能同時擁有棕色和灰色的眼睛，后者為今天貓科動物虹膜顏色的快速和廣泛多樣化鋪平了道路。

“當(dāng)我開始這項研究時，我問，‘我們對眼睛顏色了解多少?而事實是，很少，因為基本上幾乎沒有關(guān)于眼睛顏色的系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化研究，”該研究的主要作者、格里芬藝術(shù)與科學(xué)研究生院生物與進(jìn)化生物學(xué)專業(yè)的學(xué)生朱利葉斯·塔賓說。

大多數(shù)研究都集中在一個物種中眼睛顏色的分布，或者集中在人類和家養(yǎng)動物中與眼睛顏色有關(guān)的基因上。由于保存和缺乏多樣性的挑戰(zhàn)，對動物種群眼睛顏色的研究很少——大多數(shù)動物的眼睛是棕色的。

雖然人類眼睛的顏色很可能是性選擇的結(jié)果，而家養(yǎng)動物則是人工選擇的結(jié)果，但塔賓想知道是什么刺激了野生貓科動物的廣泛多樣性。由于沒有化石保存作為依據(jù)，Tabin采用了一種新穎的方法，通過分析來自iNaturalist等來源的數(shù)字圖像來識別和分類52個貓科動物分類群中不同的眼睛顏色。

Tabin和他的合作者Katherine Chiasson(約翰霍普金斯大學(xué)的博士候選人)創(chuàng)建了一個算法，將虹膜顏色映射到Felidae的系統(tǒng)發(fā)育樹上。

“我們發(fā)現(xiàn)物種之間的顏色有很多差異，”Tabin說，“但令人震驚的是，我們也發(fā)現(xiàn)了很多種內(nèi)的差異?！贝蠖鄶?shù)物種的眼睛顏色都是單一的，沒有變化。所以，令人驚訝的是，一旦你進(jìn)入貓科動物——獅子、老虎、黑豹等——我們看到所有這些不同的眼睛顏色。實際上，在它們的種群中，只有一種眼睛顏色的貓科動物很少?！?/p>

有了繪制到系統(tǒng)發(fā)育樹上的顏色，研究人員開始重建祖先的狀態(tài)。他們發(fā)現(xiàn)，早期的前貓科動物譜系(貓科動物的祖先和它們最近的親戚——臨桑人)只有棕色的眼睛。然而，在臨桑貓科動物分支出來之后，灰眼睛的貓科動物和棕色眼睛的貓科動物一起出現(xiàn)了。

塔賓說:“這很可能是由于基因突變導(dǎo)致眼睛中的色素急劇減少?！焙谏乜梢允亲厣恼婧谏?，也可以是黃色的泛黑色素。

從棕色眼睛變成灰色眼睛需要真黑色素的減少。這種減少會導(dǎo)致眼睛不完全是棕色的，也不完全是灰色的，而是棕灰色的，這就是研究人員發(fā)現(xiàn)的。

這些灰眼睛的貓打開了綠色、黃色和藍(lán)色的大門，在棕色眼睛和新顏色之間提供了一個錨。

“藍(lán)眼睛需要精心平衡低水平的色素，在貓科動物中可能是隱性的。一個野生種群很可能無法在一個種群中維持藍(lán)眼睛，在一個種群中，棕色眼睛的海洋中只有一個藍(lán)眼睛的個體。

“你可能需要比棕色更淺，但不像藍(lán)色那么淺的顏色來充當(dāng)調(diào)解員。這就是你所看到的:在每一種藍(lán)眼睛的貓中，它們也有灰色的眼睛?！?/p>

Tabin和Chiasson還觀察到棕色眼睛和黃色眼睛很少在一個物種中共存。他們說，他們驚訝地發(fā)現(xiàn)黃眼睛和圓瞳孔之間存在正相關(guān)，而棕色眼睛和圓瞳孔之間存在負(fù)相關(guān)。

研究人員發(fā)現(xiàn)，活動模式、動物地理區(qū)域、棲息地和眼睛顏色的均勻性之間沒有顯著的相關(guān)性，這使得擁有不同眼睛顏色的適應(yīng)性益處成為一個懸而未決的問題。

研究人員不僅重建了出現(xiàn)在每個進(jìn)化節(jié)點(diǎn)上的一般眼睛顏色類型，而且他們還能夠預(yù)測每個祖先眼睛的確切顏色。

塔賓說:“能夠定量地重建顏色是這篇論文最大的優(yōu)勢之一，因為這意味著自數(shù)百萬年前這些貓科動物存活以來，我們是第一批看到這些眼睛顏色的動物?！?/p>

對恰森來說，這項研究很特別，部分原因是他們使用的所有資源都可以在網(wǎng)上免費(fèi)獲得?！跋裎覀冞@樣嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯靠梢杂扇魏斡谢ヂ?lián)網(wǎng)連接和一些好奇心的人來完成，這一事實表明，一場廣泛的革命正在增加世界各地科學(xué)的可及性。”

塔賓說，這項研究為進(jìn)一步研究灰色眼睛在進(jìn)化中的重要性以及自然種群中眼睛顏色的進(jìn)化提供了機(jī)會?！爱?dāng)我知道貓科動物的祖先同時擁有棕色和灰色的眼睛時，我仍然興奮不已，因為這是我沒有預(yù)料到的，甚至沒有想到的。”

本文由哈佛大學(xué)官方報紙《哈佛公報》提供。更多大學(xué)新聞，請訪問harvard。edu。