【落痕无声的回答(136票)】:
谢邀~
这个问题看起来或许有点歧义，可以有如下解释：
如果按第一种意思来解释的话，那么是否也可以问为什么北极熊是白色？为什么黑熊是黑色的？如果北极熊，黑熊和大熊猫如果是来自共同的祖先，那么始祖熊到底是白色，黑色，还是黑白相间？在一般人看来或许这是一个莫名其妙的而且很蠢的问题，却也是至关重要。
熊科中和大熊猫亲缘关系最近的是眼镜熊，而且眼镜熊也和大熊猫有类似的黑白相间的被毛，只不过仅集中在面部和下颌部，其他地方都是黑色。而其他亲戚比如棕熊、黑熊的被毛颜色虽然单一，但是种类却很丰富，它们的毛色会因不同的亚种和地域分布而不同，从金色、棕色、黑色到棕黑等。而更远的亲戚如小熊猫和浣熊的被毛颜色则更加复杂。
熊科和犬科大约在6100万年前分开，因此大熊猫和狗也算某种近亲了。如果仅从熊科的分化来看，大熊猫绝对算是个异类，大熊猫一度被认为是熊猫科，后来通过分子标记的结果认为大熊猫更接近于熊科，从熊科中分化出来的时间大概是1400万年前，另一分支后来分化成了黑熊，棕熊和北极熊(giant panda genome, giant panda genetics)。我们可以猜想分化之前的始祖熊的被毛颜色可能是单一均匀分布的，而且倾向于类似黑熊和棕熊的棕黑色，毕竟黑熊和棕熊是现今熊科中分布最广，适应性最强的两个物种，几乎遍布整个北半球。
自然选择是适应性产生的唯一过程，棕熊被毛颜色丰富的种类能够让棕熊适应北半球各种环境，可见棕熊的被毛决定基因适应性很强，会受到一定程度的选择抑制。那么决定大熊猫特殊的黑白相间的被毛基因是如何被选择下来的？
2010年大熊猫的基因组草图完成后，结合对大熊猫化石的分析，大熊猫的起源和进化历史也有了新的进展。大熊猫曾经生活在中国西南部以及周边的国家，在100万年和4万年前有过两次种群的高峰；在20万年和2万年则出现两次种群瓶颈，随后种群不断在减小，一直持续到现在。在30万年和2700年前出现过两次种群的分化，最终形成了现今的三个大熊猫类群(demographic history and local adaptation)。由于大熊猫的三个分类群都同样的被毛形态，因此被毛形态的变异在很有可能是在第一次种群分化之前就已经产生了，即黑白相间的大熊猫可能在30万年以前就已经出现了，但是这个变异是如何从众多其他被毛形态中脱颖而出，最后遍布所有的大熊猫种群的？
很容易我们就会联想黑白相间的被毛形态是否比其他形态具有更强的适应性？而一个基因的适合度取决于其与物理和生物环境的作用以及同其他基因的相互作用。很多原因会改变适合度，最显著的就是与外界环境的协同变化。恰巧大熊猫的两次种群瓶颈都发生在气候剧烈变化的时期：第一次种群的瓶颈发生在更新世冰期，第二次瓶颈发生在2万年前最后一次冰川期。如果说熊科的棕色或黑色的被毛在温暖的原始森林中具有更强的适合度，冰川期的森林则是一个黑白的世界，黑白相间的被毛则更利于隐藏和伪装。也许正是来自冰川期的瓶颈效应选择性清洗其他类型等位基因，造成了黑白相间被毛形态的溯祖，假如我们能够追踪决定被毛的基因的祖先，那么现今所有的拷贝都会溯源到这个带新突变的共同祖先。
哺乳动物中鉴定到50多个基因与色素形成和皮毛颜色相关。或单独作用，或通过上位性作用，最终形成动物或人外表的颜色。追溯色素细胞的来源，要从从胚胎发育时期的神经嵴开始，色素从合成，分配，运输以及转移，历经千难险阻才得以在皮肤或毛中表现出来(The Color Loci of Mice)。具体过程可参见我的另一个回答为什么动物混血就能混出花斑，人和人混血就只能混成均匀肤色？一些控制色素细胞命运和色素的合成的位点和胚胎发育是相关联的，这些基因会比较保守，突变可能会致死；而另一部分基因则会在不同的物种中变异较大，就造成物种毛色分布的多样性。
在大熊猫中，这些与色素和皮毛颜色相关基因到底到底发生了什么变化？根据中性理论可以推断群体内的变异模式。选择行为可以通过比较可能对适合度有影响的变异与那些没有太多影响的中性变异来检测。一般利用氨基酸的非同义突变与同义突变的频率的比值来判断(Ka/Ks)，如果一个基因没有功能限制，那么Ka/Ks的期望值就等于1，如果这个基因受到一定的选择限制，那么他们的Ka/Ks小于1，如果该基因存在正向选择使得氨基酸位点发生改变，那么Ka/Ks可能大于1。
比较这些色素形成和皮毛颜色基因在大熊猫的和其他常见的哺乳动物之间的差异，发现有5个基因出现了显著的正向选择，即Ka/Ks大于1，Brca1、Krt2、Sox10、Tyr和Mlph。其中Brca1、Krt2和Sox10参与色素细胞的发育和分化。Tyr是色素合成中一个重要酶，Mlph是参与黑素体在细胞骨架中的运输(giant panda genome)。在人类中Sox10基因的缺陷会形成瓦登伯革氏症候群。也许解释大熊猫黑白相间的毛色的关键就藏在这几个基因中。但是由于无法直接在大熊猫中验证这些基因的功能，只能通过其他哺乳动物如小鼠来做分析，将来如果幸运的话也许能获得一只黑白相间的小鼠。
如果按照第二种意思来解释。为什么大熊猫会形成固定的黑白相间的模式？ @Aleni提出的图灵斑的假说，确实是一个让人浮想联翩的解释，仅仅通过简单的规则就能建立起复杂的结构，在没有自然选择的帮助下也能够产生复杂的结构。这可以算一种生命的自组织现象。图灵最早就是从奶牛的花纹中悟出图灵假说的，所以谈到动物斑纹的时候最容易想到图灵假说了。斑马鱼的色素分布是最接近图灵机制的zebrafish，但是从公式里的变量到特定的基因还是差那么一步。
既然如此，那么大熊猫的黑白相间的模式到底是自然选择出来的，还是由自组织形成的？假如是自组织产生的，这种图灵机制为什么没有在熊科其他物种中出现？假如是自然选择形成的，那么这些微小的的变异是如何一步一步积累起来，是否存在黑白相间的过渡形态？
受@Aleni的答案中提到的一篇文章(Bmp-Sox9-Wnt Turing network)的启发，Bmp-Sox9-Wnt三个基因形成的图灵网络解释了很好的模拟了肢体发育，并且得到了实验的证实。这种相似的图灵机制是否会在色素形成中发挥作用？Wnt基因作为一种morphogen信号不仅参与了肢体的发育，也会影响色素细胞的发育。大熊猫色素相关基因的Sox10基因在进化过程中受到了显著的正向选择。Sox10和Sox9是含有SRY-box的同源基因，而且有研究表明Sox10也能负调控Wnt信号。也许在色素细胞形成过程中Sox10也能和Wnt甚至某种其他未知因子之间形成图灵网络。那么问题又来了，如果这个图灵网络本身就存在，为什么在熊科其他物种中没有出现黑白相间的斑图？又或者是Sox10是在大熊猫进化过程中通过不断地正向选择才逐渐形成这种了图灵机制，然后这种机制的作用下自发形成了这种特殊的黑白相间模式。即自然选择利用自组织产生了大熊猫适应完好的黑白相间的毛色。
为什么我会脑洞大开从肢体的发育角度联想到大熊猫的被毛形成机制？其实这里面有个巧合，大熊猫在进化过程中确实也发生了肢体发育的改变：进化出了假指(Pseudo-thumb)。当然这两个过程可能毫无关联，不过至少有种可能Bmp-Sox9-Wnt三个基因的图灵网络在大熊猫进化过程中确实发生改变，那么谁又能保证这种改变不会影响到色素细胞的命运呢？
以上只是由这个问题出发并结合一些已知的结果脑洞大开提出的关于大熊猫被毛形成原因的一些疑问，并没有确切的结论。也许当这些疑问逐渐解开的时候就能彻底解释这个问题了。
【Horace的回答(9票)】:
就像斑马的皮肤颜色、黑熊的皮肤黑色一样，熊猫基因中的控制毛发颜色的基因属于极度保守片段，很难发生突变，能够稳定遗传。另外，熊猫除了具有黑白毛色的显性遗传基因外，还具有棕白毛色的隐性遗传基因，但只有当大熊猫的一对等位基因是两个棕白色隐性基因时，才可能显示棕白毛色。而这个几率约在百分之几，十分罕见，足见珍贵。
【张群的回答(130票)】:
看了其它朋友的回答，都是“言必称希腊”，拿基因说事儿，声称“还需要进一步的研究”云云。即使分子生物学研究清楚了各自是什么基因编码熊猫的黑毛、白毛（已研究清楚），熊猫身上黑白相间的条纹这种样式如何形成依然无法解释。不过熊猫斑块状毛色和斑马条纹是非基因决定论的经典案例，化学生化的解释已经是充要的。
熊猫的黑白相间条纹是斑图（Pattern），符合图灵方程（reaction-diffusion，反应扩散方程）。就是说，熊猫在子宫里发育的中期，决定皮肤颜色的（毛囊）的生物化学物质（色素、形态素）已经按图灵方程生成了黑白相间的条纹。斑图是非线性物理学的分支，不同尺度的斑图都可以用图灵方程分析，如宇宙物质分布、星系结构、沙丘形状。图灵方程：
同样的道理，同样的道理，斑马、金钱豹、老虎、荷斯坦奶牛、小丑鱼、金环蛇、银环蛇等毛皮上斑纹的形成都遵循同样的方程。想了解具体生物学机制的朋友请看下列文献4，5。
应 @袁霖 建议，把文献2中的具体解释补充进来：“在动物胚胎期，一种默瑞（James D. Murray，生物数学家)称之为形态剂（morphogen）的化学物质随着反应扩散的动力系统在胚胎表面形成一定的空间形态分布，然后在随后的细胞分化中形态剂促成了黑色素（ Melanin）的生成，而形态剂的不均匀分布也就造成了黑色素的空间形态。 在这里反应扩散方程组是定义在一个稍扁的圆柱体表面（动物表皮）加上一个长长的圆柱体表面（尾巴）上面。公式中的拉普拉斯算子在圆柱体表面上的特征函数正是两个方向的余铉函数之乘积，即 cos(nx/a)cos(2my/b)，这里a,b分别是动物身体长度和“腰围”，m,n是自然数或者零，x,y是两个方向变量。最重要的就是a和b的比例。a/b不太大或小时，两个方向都容易在特征函数中出现，所以斑图倾向于斑点型；a/b很大或很小时，特征函数就容易是一个方向的余弦函数，斑图就是条纹。用这么一点简单分析，我们就可以得到生物学两条“定理”了：
“定理”一：蛇的表皮一般总是条纹状，很少斑点状。不相信这个规律的朋友不妨找一些蛇的图片来验证一下，有名的毒蛇如金环蛇，银环蛇都是条纹状表皮的典型。数学上蛇正是动物身体长度和宽度比例很大的最好例子。另外，根据同样道理，蛇的条纹也大多是横条，很少竖条。
“定理”二：世界上只有条纹尾巴，斑点身体的动物，而没有斑点尾巴，条纹身体的动物。 大家看到身体和尾巴都是条纹的东北虎，身体和尾巴都是斑点的雪豹（leopard），条纹尾巴，斑点身体的猎豹（cheetah），惟独没有斑点尾巴，条纹身体的动物”！
相关文献：
1 斑马，斑马-白底黑斑 & 黑底白斑？2011-05-06
2 pdf: 浅谈生物数学与斑图生成 史峻平 《科学》杂志 2005年第6，global-sci.,org 的页面
3 ppt：斑图与反应扩散系统 中山大学 邵元智，胡文勇，李惟慎 2012，simwe.com 的页面
4 ...Bmp-Sox9-Wnt Turing network modulated by morphogen gradients,<Science> 1 Aug 2014
5 Developmental Biology 10e Online: The Mathematics of Patterning
6 图灵生物花纹形成理论获实验证明 《科技日报》 2014年08月04日
7 手指脚趾的形成也符合图灵生物花纹理论 《科技日报》 2014年08月04日
【苏澄宇的回答(14票)】:
结论：潜在分子机制模式尚不清楚
抱歉，这就是答案。如果有谁有答案了，呵呵~
因为动物毛色的形成的遗传变异和进化机制研究，主要在集中在家养动物……
家养动物具有丰富的表型变异，但在其野生祖先中发现的比较少。野生动物在被毛表型上通常比较一致，而家养动物则相反，具有较大的变异性。这是因为动物进化过程中，只有少部分个体能成为家养动物的始祖，且动物的遗传变异在早期的驯化过程中是十分有限的。
其变异的原动力是动物驯化过程中的基因突变，选择育种，隔离，遗传漂变。
家养动物不同被毛的表型可能是育种过程中随机产生的副产品。古DNA研究表明，野生动物的被毛表型要优于家养动物的。新的被毛表型很可能产生于小的驯化群体，驯化动物在人类的保护下以及新的环境下，被毛的选择性限制得以解除，同时新的毛色表型在家养动物中出现。被毛表型的遗传表现很可能是在几个世纪内或者经过两个世纪有目的的育种下出现的。
因此人类的介入的正向选择产生了不同表型的被毛。
目前，对野生动物的被毛研究集中在刺鼠信号蛋白（ASIP）基因和黑色素皮质激素受体（MC1R）基因1。野生动物毛色的形成的潜在分子机制尚未清楚。这主要是因为研究投入较少，且研究样本获得比较困难。家养动物的研究成果不适用于野生动物。
总之，哺乳动物的被毛表型受单个基因或多个基因影响，被毛类型主要取决于不同色素在时空和地域上的分布。
【鱼幸福的回答(0票)】:
我家61也是规律的黑白花呀，不服看图！
【刘文静的回答(8票)】:
……2014.12.31日更
谢邀。
简单的来说，就是遗传决定的。
大熊猫的毛色并不是那么特别规律的，也存在棕色的大熊猫和其他的毛色的大熊猫。当然，相比较猫猫狗狗的动物来说，大熊猫的毛色是比较稳定的。
ps,看到评论里有人说斑马毛色稳定，实则不然。斑马的条纹不稳定，每一匹马的条纹都是不一样的，就像每一片树叶的纹路都不同。
我们都知道遗传与基因是分不开的，但是基因的作用机制却不都相同。
比如说，玳瑁猫的出现是因为X染色体的随机失活；一只玉米上的子粒会出现多种颜色是因为基因的转座；有些花的花色不同，表现出从白色到红色之间各种颜色（十几种或者更多），是基因的微效多基因作用……
大熊猫的体色相对比较稳定，我们推测大熊猫的体色由基因决定且受环境影响较小。另外，决定其体色的基因比较保守，变异较小。
此外，还应当考虑到自然选择的作用。虽然大熊猫被誉为“活化石”和“中国国宝”，但是在食物链中它的作用是不大的，可想，如果没有人类的保护，大熊猫可能早已灭绝。而人类保护大熊猫，就是因为大熊猫好看，当然，好看的大熊猫指的是那些黑眼圈黑四肢的大熊猫，换句话说，所谓“毛色稳定遗传的”这种毛色的大熊猫是被选择出来的，其他毛色的大熊猫会被淘汰掉。
最后，关于棕色的大熊猫，现在对于其形成的原因还没有定论，科学家普遍认为是熊猫的近亲交配导致了这种现象，这个是很有可能的。至于其确切的遗传机制，还需要进一步的研究。
………………分割线…………………
刚看到 @肖世云 评论：太扯了，大熊猫发现不到一百年。
1.据《南方周刊》刊登（其实好多地方都看得到），大熊猫是1869年4月1号法国科学家戴维神甫在四川发现的，一百四十多年了。
2.大熊猫是被发现了一百四十多年，并非存在了一百四十多年。甚至在他发现之前人类和大熊猫就已经在“打交道”了。古籍记载的花熊、白貂、食铁兽什么的应该都指的是大熊猫，况且，戴维神甫也是在当地老乡的帮助下才发现大熊猫的。
或许你会问，那大熊猫跟人有交集并不代表人就会保护大熊猫、把这种黑胳膊黑眼圈的大熊猫选择出来呀！是的，以前发生了什么我也不知道，或许人们把这种奇特的动物挑出来保护着，更有可能把这种奇特的动物挑出来猎杀了。
那么，问题来了，为什么我还不觉得自己之前的表述有问题……
人类保护大熊猫的历史并不长（或许你说的是人类有意识的保护大熊猫的时间还不到一百年），…
人类对大熊猫的保护对于大熊猫来说是一种自然选择，然而，………重点来了………，自然选择从来都不以时间长短为判定标准（刚想起个特别合适的词突然脑抽给忘了，表喷我）。
大熊猫发展成如今的情况是有其特殊性的。
第一，在人类开始保护大熊猫的时候，大熊猫的数量已经很少了，这个物种的基数比较小（也可以说很小），选择起来相对简单。就好比从十个人中选出一半男性要比从十三亿人里头选出一半男性容易多了。
第二，人类对大熊猫的保护力度非常大。这要比“放开生育二胎”政策的力度大多了，所以，这个种群的增长率是很大的。
有点类似“瓶颈效应”，在经过瓶颈期后，种群的基因型频率会发生变化。
由于这两个原因，就可以在短期内把黑胳膊黑眼圈的“毛色稳定遗传的”大熊猫选择出来了。
【许立的回答(2票)】:
动物园的介绍大概是这样的，野外大熊猫在正面是几乎没有天敌的，所以条纹的伪装不是很重要。
长成这样是因为背面看起来也有一对眼睛，睡着时候看起来眼睛也睁着，可以防止饿坏的捕食者不长眼偷袭。
听起来蛮有道理的，不知道是不是真的
【陈江帝的回答(27票)】:
看到最高票的回答，瞬间雷到了。这完全搞混了因果关系嘛
大熊猫的条纹是按照图灵方程来生长？你确定这不是逗我吗？我似乎看到了当年轰轰烈烈的上帝论，类似的可以说，大熊猫的条纹是按照上帝规定来长的。
事实上，以目前的科学认知来看， 大熊猫长出斑纹，斑马的斑纹，蛇的斑纹，都是基因决定的（环境当然有影响，但是还是会作用到基因上）。 @苏澄宇 和刘文静的答案其实就很好，奈何这个答案大家不喜欢，没办法，纯科学的东西，第一，难懂， 第二，没市场。但是这就是答案啊。
图灵老先生是1912-1954年出生的，难不成1912年前，大熊猫的斑纹就是不规则了？斑马的斑纹就是红白条？还是说大熊猫和斑马出生前，先点一炷香祭奠下图灵，然后开始通话，今天，咱们要生个均一分布的大熊猫？
事实上，我们目前的定律，规律和方法，本质上，是一种归纳总结，是一种对现象的描述。无论是牛顿三大定律还是达尔文的进化论或者爱因斯坦的相对论，都是一种对现象的描述和解释。比如三大定律，只是解释了宏观运动遵守的一些规律，但并非是宏观物体是按着这些规律而存在的。类似的，生物学上有很多理论，比如贝格曼定律解释为什么东北虎比华南虎体型大，这是因为体积越大，平均散热面积越小，所以更抗冻。但是，无论如何，东北虎长那么大，并非因为贝格曼定律，你就是把东北虎扔到非洲生个崽，还是会长的很大，因为这是基因决定的。只不过贝格曼定律可以更好的解释这种现象。
总结，大熊猫的条纹，就是基因决定的，对于这种现象，用图灵方程可以描述下这种分布。但是为啥会如此均一，a大熊猫祖先是存在条纹的， 可能有的均一，有的不均一。b不均一的在进化过程中，不符合环境，比如容易被猎物发现，或者不均一不好洗澡（哈哈哈），然后就被淘汰了，剩下的就是均一的了。over。
ps：额外提醒一下，进化论的核心是选择，也就是说，自然只是在现有的基础上进行选择，自然无法改变生物本质。
【SnailSun的回答(0票)】:
为什么头发不长在脸上
【轻狂鸣奏曲的回答(0票)】:
你知道小姑娘卓玛和熊猫的故事吗
【劳资不服的回答(0票)】:
因为物以类聚，人以群分
【张Kev的回答(0票)】:
因为它是国宝，他任性。。
【知乎用户的回答(0票)】:
以为乱长的都不是熊猫，熊猫也有自己的审美。
【柏桦的回答(0票)】:
那为什么你的鼻子，嘴巴，眼睛和别人是长在同一个位置的！一个道理
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