Ученые расшифровали геном 100 000-летнего белого медведя

Белые медведи ( Ursus maritimus ) и бурые медведи ( Ursus arctos ) являются родственными видами, обладающими различными физиологическими и поведенческими адаптациями, которые развились за последние 500 000 лет. В новом исследовании группа ученых создала и проанализировала палеогеном белого медведя возрастом около 100 000 лет, который показывает массовое доисторическое смешение этих двух видов, что очевидно в геномах всех ныне живущих бурых медведей.

В 2009 году череп молодого белого медведя по кличке Бруно был найден на берегу моря Бофорта недалеко от мыса Маклеод на арктической Аляске.

Геоморфологические условия, в которых был найден череп, позволяют предположить, что Бруно жил в самый последний период, когда относительный уровень моря был выше, чем сегодня, возможно, между 110 000 и 70 000 годами до н.э., когда уровень моря был на целых 10 метров выше, чем сегодня, вдоль этой части побережья моря Бофорта.

«Наличие палеогенома Бруно позволило обнаружить событие древней примеси, которое затронуло всех ныне живущих бурых медведей», — говорят ученые.

В ходе исследования они создали ядерный геном и митохондриальный геном с высоким охватом, используя ДНК корня зуба, извлеченного из черепа Бруно.

Геномный анализ показывает, что Бруно принадлежал к популяции белых медведей, которая была предком современных белых медведей.

В какой-то момент, вероятно, около 125 000 лет назад, линия белого медведя, ведущая к Бруно, и линия бурого медведя, ведущая ко всем живым бурым медведям, пересеклись и скрестились.

В результате этой древней примеси предки белых медведей составляют до 10% геномов бурых медведей, живущих сегодня.

«Мы бы никогда не увидели этого без генома Бруно, потому что все современные бурые медведи имеют эту примесь как часть своего генома», — говорят ученые.

Исследование действительно обнаружило некоторые доказательства возможного переноса генов от бурых медведей в родословную Бруно, но отсутствие примеси у белых медведей сегодня подтверждает идею о том, что происхождение от бурых медведей снижает пригодность медведя к жизни в качестве белого медведя.

Отделившись от бурых медведей около 500 000 лет назад, белые медведи превратились в высокоспециализированных охотников на морских млекопитающих на арктическом морском льду. Бурые медведи, напротив, являются универсалами, широко распространенными по всей Северной Америке, Европе и Азии.

Бруно жил во времена изменения климата после пика теплого межледникового периода, когда температура и уровень моря были значительно выше, чем сейчас.

Аналогичные условия можно ожидать в будущем в результате быстрого изменения климата, вызванного сжиганием ископаемого топлива и другой деятельностью человека.

По мере того как арктический морской лед тает, многие популяции белых медведей уже борются за выживание.

“Если быстрое, неестественное и сильное антропогенное потепление Арктики, которое мы фиксируем сегодня, не ослабнет, неясно, будет ли у белых медведей среда обитания на морском льду, в которую они смогут вернуться и выжить генетически”, — говорят ученые.

“Мы не должны удивляться, что сегодня снова происходит смешение, поскольку климат меняется, и эти виды пересекаются и снова сталкиваются друг с другом в дикой природе. Изменение климата позволяет потоку генов происходить между тем, что мы считаем разными видами”.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Ecology & Evolution.