Η Αρκτική δεν είναι το πιο φιλόξενο μέρος στη Γη. Μερικά ζώα της Αρκτικής, όπως οι τάρανδοι, έχουν πολλές γενετικές προσαρμογές για να τους βοηθήσουν να ευδοκιμήσουν εκεί, και ένας από τους κορυφαίους θηρευτές της περιοχής δεν αποτελεί εξαίρεση. Οι επιστήμονες συνενώνονται όταν οι πολικές αρκούδες (Ursus maritimus) μπορεί να έχουν εξελίξει μερικά από τα γονίδια που τα χωρίζουν από τις καφέ αρκούδες (Ursus arctos). Νέα γονιδιωματική ανάλυση αποκαλύπτει ότι μπορεί να έχουν αλλάξει μόλις πριν από 70.000 χρόνια. Τα ευρήματα αναφέρονται αναλυτικά στο α μελέτη που δημοσιεύτηκε στις 15 Σεπτεμβρίου στο περιοδικό BMC Genomics.
Οι πολικές αρκούδες σχετίζονται πολύ στενά με τις καφέ αρκούδες, αλλά έχουν πολλές βασικές προσαρμογές που τις βοηθούν να επιβιώσουν σε ακραίες αρκτικές συνθήκες. Αυτοί έχουν δύο στρώματα γούνας για να τα βοηθήσετε να παραμείνουν ζεστά και στεγνά. Το πρώτο είναι ένα μεγάλο στρώμα από πούπουλα που βρίσκεται ακριβώς δίπλα στο δέρμα τους. Το άλλο στρώμα αποτελείται από μακρύτερες τρίχες που ονομάζεται φύλακες τρίχες που λειτουργούν σαν αδιάβροχο. Τους την υπογραφή της γούνας, φωτεινή λευκή απόχρωση τους βοηθά να καμουφλάρονται. Οι πολικές αρκούδες μπορούν επίσης να αφομοιώσουν υψηλές ποσότητες χοληστερόλης από το λίπος χωρίς να βλάψουν την καρδιά τους. Αυτό τους βοηθά να ευδοκιμήσουν ενώ τρώνε φώκιες και ακόμη και ορισμένα είδη φαλαινών όπως οι μπελούγκα.
[Related: Jackrabbit’s color-changing fur may prepare them for climate change.]
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι οι πολικές αρκούδες και οι καφέ αρκούδες αποκλίνουν αρκετά πρόσφατα σε εξελικτικούς όρους – μέσα στα τελευταία ένα εκατομμύριο περίπου χρόνια. Το πώς και πότε οι πολικές αρκούδες προσαρμόστηκαν στην Αρκτική εξακολουθεί να συζητείται.
Σε αυτό μελέτημια ομάδα ανέλυσε το γονιδίωμα 119 σύγχρονων πολικών αρκούδων, 135 σύγχρονων καφέ αρκούδων και δύο απολιθωμένων πολικών αρκούδων. Ένα από τα απολιθώματα ήταν το Poolepynten γνάθος από το νορβηγικό αρχιπέλαγος Σβάλμπαρντ που χρονολογείται μεταξύ 130.000 και 100.000 ετών. Το άλλο απολίθωμα ήταν ένα ανήλικο κρανίο πολικής αρκούδας με το παρατσούκλι Μπρούνο που βρέθηκε στη θάλασσα Μποφόρ της Αλάσκας. Παρά το όνομα, Ο Μπρούνο ήταν μια θηλυκή αρκούδα που έζησε κάπου μεταξύ 100.000 και 70.000 χρόνια πριν και το γονιδίωμά του βοήθησε τους επιστήμονες να περιορίσουν αυτή την απόκλιση καφέ-πολικής αρκούδας.
«Βρήκαμε κάποιες παραλλαγές που μπορεί να έχουν επιλεγεί τα τελευταία ~ 70.000 χρόνια (δηλαδή δεν ήταν στις απολιθώσεις πολικές αρκούδες)», συν-συγγραφέας της μελέτης και εξελικτικός βιολόγος του Πανεπιστημίου της Κοπεγχάγης Michael Westbury λέει Λαϊκή Επιστήμη. «Πάντα εθεωρείτο ότι όταν οι πολικές αρκούδες αποκλίνονταν από τις καφέ αρκούδες, θα έπρεπε να έχουν προσαρμοστεί γρήγορα στην Αρκτική με μια ταχεία εξελικτική αλλαγή. Ωστόσο, τα αποτελέσματά μας υποδηλώνουν ότι μπορεί να μην ήταν έτσι και η προσαρμογή στην Αρκτική ήταν μια πιο σταδιακή διαδικασία».
Η ομάδα συνέκρινε αυτά τα γονιδιώματα για να καθορίσει πότε είχαν επιλεγεί επτά βασικά γονίδια για προσαρμογές στην Αρκτική. Βρήκαν ότι για τέσσερα από τα γονίδια (ABCC6, AIM1, COL5A3 και POLR1A), όλα τα γονιδιώματα της πολικής αρκούδας είχαν την ίδια παραλλαγή DNA. Αυτό ονομάζεται α σταθερό αλληλόμορφοη οποία είναι η μόνη παραλλαγή που υπάρχει για ένα συγκεκριμένο γονίδιο σε έναν πληθυσμό.
Ωστόσο, τα γονιδιώματα της καφέ αρκούδας είχαν πολλαπλά αλληλόμορφα. Αυτό υποδηλώνει ότι αυτά τα γονίδια είχαν ήδη επιλεγεί σε κάποιο αρχαίο πρόγονο της πολικής αρκούδας και οι πολικές αρκούδες είχαν προσαρμογές για τη ζωή στην Αρκτική νωρίτερα στην εξέλιξή τους.
Ωστόσο, τρία από τα γονίδια – που ονομάζονται APOB, LYST και TTN – περιείχαν αλληλόμορφα που ήταν σταθεροποιημένο στα σύγχρονα γονιδιώματα της πολικής αρκούδας, αλλά όχι στα αρχαία. Τα γονίδια APOB, LYST και TTN σχετίζονται με τις καρδιαγγειακές λειτουργίες. Το APOB και το TTN σχετίζονται με το μεταβολισμό. Το APOB και το LYST σχετίζονται με τη μελάγχρωση.
[Related: What an ancient jawbone reveals about polar bear evolution.]
Η ομάδα πιστεύει ότι αυτά γονίδια μπορεί να σχετίζονται με τις προσαρμογές που έγιναν απαραίτητες για να επιβιώσουν οι πολικές αρκούδες στην πιο πρόσφατη ιστορία, ίσως προς το τέλος της τελευταίας εποχής των παγετώνων. Δεν είναι επίσης σαφές εάν άλλα ζώα της Αρκτικής έχουν παρόμοιες προσαρμογές σε αυτά τα γονίδια που επηρεάζουν το χρώμα της γούνας, την υγεία της καρδιάς και το μεταβολισμό τους.
«Υποθέτω ότι αντίγραφα αυτών των γονιδίων βρίσκονται στα περισσότερα ζώα, αλλά μπορεί να είναι οι συγκεκριμένες παραλλαγές της πολικής αρκούδας που τους επέτρεψαν να ζήσουν στην Αρκτική», λέει ο Westbury. «Δεν εξετάσαμε εάν άλλα ζώα της Αρκτικής είχαν τις ίδιες παραλλαγές, αλλά αυτό θα ήταν ενδιαφέρον για μια περαιτέρω μελέτη».
VIA: popsci.com
