Эволюционное разделение бурых медведей и белых медведей сложное.

Новое исследование дает улучшенный взгляд на переплетение эволюционных историй белых и бурых медведей.

Превращение в совершенно отдельные виды не помешало этим животным скрещиваться друг с другом. Ученые знали об этом в течение некоторого времени, но новое исследование опирается на обширный набор данных, включая ДНК из древнего зуба белого медведя, для извлечения более подробной информации.

Возникающая история раскрывает сложности, подобные тем, что были в истории человеческой эволюции.

Ископаемая челюсть белого медведя, жившего от 115 000 до 130 000 лет назад на норвежском архипелаге Шпицберген. Исследование генома включает в себя анализ ДНК, извлеченной из зуба, прикрепленного к этой челюстной кости, который сейчас находится в Музее естественной истории Университета Осло. Фото: Фото: Карстен Сунде/Университет Осло)

«Формирование и поддержание вида может быть хаотичным процессом», — говорит Шарлотта Линдквист, ведущий автор исследования, доцент биологических наук Университета Буффало и эксперт в области генетики медведей.

“То, что произошло с белыми и бурыми медведями, является элегантным аналогом того, что мы знаем об эволюции человека: разделение видов может быть неполным. Поскольку все больше и больше древних геномов извлекаются из древних человеческих групп, включая неандертальцев и денисовцев, мы видим, что произошла примесь. Генетически всенаправленное происходит, когда различные группы древних людей скрещивались с предками современных людей. Белые медведи и бурые медведи — еще один порядок, в котором вы видите, как это происходит».

«Мы нашли доказательства скрещивания между белыми и бурыми медведями, которые предшествовали древнему белому медведю, которого мы изучали», — говорит она. Кроме того, наши результаты показывают сложную и переплетенную эволюционную историю между бурыми и белыми медведями, с основной ориентацией потока генов в белых медведей от бурых медведей.

«Это отражает гипотезу, предложенную другими исследователями, о том, что поток генов был однонаправленным и направлялся к бурым медведям на пике последнего ледникового периода».

Помесь белого медведя с бурым медведем

Концепция адаптивных арктических белых медведей, улавливающих генетический материал бурых медведей, приспосабливающихся к жизни в низких широтах, является одним из нескольких открытий, представляющих потенциальный интерес для ученых, интересующихся влиянием изменения климата на исчезающие виды.

По мере потепления в мире и уменьшения морского льда в Арктике белые медведи и бурые медведи могут чаще сталкиваться друг с другом в местах, где их ареалы пересекаются. Это делает их общую эволюционную историю особенно интересной темой для изучения, говорит Линдквист.

Ученые когда-то считали, что современные люди и неандертальцы просто разделились на отдельные виды после эволюции от общего предка. Затем исследователи обнаружили ДНК неандертальца у современных евразийских народов, а это означает, что современные люди получили поток генов от неандертальцев в какой-то момент своей общей эволюционной истории, говорит Линдквист.

Она добавляет, что ученые только позже поняли, что эта генетическая примесь также дополнила неандертальцев современными человеческими генами. Другими словами, гибридизация может быть сложной и не обязательно улицей с односторонним движением, говорит она.

Новое исследование медведей рассказывает удивительно похожую историю: исследователи говорят, что анализ находит доказательства гибридизации в геномах как белого медведя, так и бурого медведя, причем белые медведи, в частности, несут сильную подпись потока ДНК от бурых медведей. Линдквист говорит, что предыдущие исследования показали только обратную картину.

У медведя с белым мехом и коричневыми пятнами коричневое лицо и темные круги вокруг глаз.
Геном, проанализированный в новом исследовании медведей, включает геном медведя, изображенного здесь в 1995 году на северном склоне Аляски. Ученые задавались вопросом, был ли этот медведь гибридом бурого медведя, но новое исследование показало, что «этот медведь не гибрид, а просто светло-бурый медведь», — говорит Шарлотта Линдквист, биолог из Университета Буффало. (Источник: Ричард Шеделер/Департамент рыбы и дичи Аляски)

“Удивительно, как ДНК может помочь раскрыть историю древней жизни. Определить направление потока генов сложнее, чем просто их присутствие, но эти закономерности необходимы для понимания того, как прошлые адаптации передавались между видами, чтобы дать современным животным их нынешнее состояние”. черты», — говорит Кали Липала, исследователь с докторской степенью в Исследовательском отделе математических наук Университета Оулу.

— говорит Луис Эррера Эстрелла, профессор геномики растений и директор Института геномики абиотической толерантности к стрессу Техасского технологического факультета растениеводства и почвоведения.

“Медведи рассказывают о видообразовании не больше простых историй, чем эволюция человека. Это новое генетическое исследование показывает, что группы видов млекопитающих могут скрывать сложную историю эволюции”.

древние зубы белого медведя

В ходе исследования были проанализированы геномы 64 современных белых и бурых медведей, в том числе нескольких новых медведей с Аляски, где обитают оба вида.

Команда также создала новый, более полный геном белого медведя, который жил 115 000–130 000 лет назад на норвежском архипелаге Шпицберген. Исследователи извлекли ДНК древнего белого медведя из зуба, прикрепленного к челюстной кости ископаемого, который сейчас находится в Музее естественной истории Университета Осло.

Используя этот набор данных, исследователи подсчитали, что белые и бурые медведи стали отдельными видами примерно от 1,3 до 1,6 миллиона лет назад, обновив более ранние оценки некоторых из тех же ученых. По словам Линдквиста, возраст раскола был и остается предметом научных дискуссий, а прошлые межпородные скрещивания и ограниченные ископаемые свидетельства существования древних белых медведей входят в число факторов, затрудняющих определение времени.

Новое исследование пришло к выводу, что в любом случае после того, как белые медведи стали самостоятельным видом, они испытали значительное сокращение численности и долгосрочную генетическую асфиксию, в результате чего у этих медведей было гораздо меньше генетического разнообразия, чем у бурых медведей. Результаты подтверждают предыдущие исследования, указывающие на те же тенденции, и добавляют доказательства в поддержку этой гипотезы.

В сочетании с анализом потоков генов эти результаты позволяют по-новому взглянуть на хаотичную и переплетенную эволюционную историю белых и бурых медведей.

Исследование появляется в Труды Национальной академии наук.

Дополнительные исследователи представлены из Института искусств и наук Крайнего Северо-Запада, Департамента рыбы и дичи Аляски, Музея естественной истории Университета Осло, Технологического университета Наньян, Хельсинкского университета, Орхусского университета, Университета Оулу, Национальной лаборатории геномики биоразнообразия Мексики. , Техасский технологический институт и Университет в Буффало.

Работа финансировалась Национальным фондом рыбы и дикой природы, Национальным научным фондом, Департаментом рыболовства и дичи Аляски и Геологической службой США.

Источник: Университет Буффало.

Leave a Comment