Хороший вопрос. Это не однофакторный механизм, а система.
У самых простых организмов появился способ ориентации -- фоторецепция. Это было даже ещё не зрение, а сначала просто реакция на свет. Есть свет, значит надо туда двигаться, там будет теплее.
Далее фоторецепция развилась до зрения.
Но одновременно чувствительность к свету позволяла решать и ещё одну задачу -- ориентацию во времени суток и во временах года.
Изменение длительности светового дня указывает на то, что у нас происходит и к чему надо готовиться заранее. Уменьшается, следовательно дело к зиме, холодам. Увеличивается, дело к лету.
У разных наших очень-очень далеких предков, и дальних родственников был обнаружен теменной глаз. Третий :) Рекомендую статью о нем в русской вики: ru.wikipedia.org
Фоторецепторные клетки пинеального комплекса (пинеалоциты (англ.)) и парных глаз (палочки и колбочки), по всей видимости, имеют общее происхождение — они развились из клеток предков позвоночных, которые были способны и к фоторецепции, и к синтезу мелатонина. В ходе эволюции между ними появилось разделение функций, лучше всего выраженное у млекопитающих (и, в меньшей степени, у птиц): фоторецепторы парных глаз обеспечивают зрение, а пинеалоциты специализируются на выработке мелатонина — гормона, регулирующего различные биоритмы[2].
Изменение времени года животные чувствуют по изменении длительности светового дня.
Это доказано многократно (искусственным освещением) и массово используется в животноводстве, птицеводстве.
Но это не всё. Животные, естественно, сталкивались и с нестабильностями климата. Доказано, что и изменения температурного режима влияет на линьку.
У одних животных (например заяц) линька запускается изменением светового режима, а ускоряется или замедляется температурным режимом.
А у других, наоборот, более заметно влияние температурного режима.
Бедных норок изменением режима искусственного освещения принуждают вырастить зимний мех на месяц раньше обычного срока.
Так что неудивительно, что кошки меняют мех независимо от температуры. Их мозг автоматически реагирует на изменение длительности светового дня за окном.