濒危北极熊有多老?

一项新的基因分析表明,北极熊可能在过去的气候变化中幸存下来

根据一项新的基因分析,北极熊可能已经在地球上生活了数百万年。这表明,这种身披白色皮毛的巨型熊类经受住了过去自然气候变化的考验,并且可能早于今天它们首选且唯一的栖息地——北极冰,这也是为什么该物种的未来目前仍不明朗的原因。

“不能保证它们这次能够幸存下来,”宾夕法尼亚州立大学的遗传学家韦伯·米勒说,他是7月23日发表在《美国国家科学院院刊》上的这项研究的作者之一。米勒指出,毕竟,该物种目前缺乏足够的遗传多样性来帮助其适应不断变化的环境,并且还面临着前所未有的威胁,例如在北极地区积累的重金属污染。通过更好地了解该物种的年龄,科学家们希望更好地了解可以做些什么来帮助北极熊应对即将来临的气候变化和其他生存挑战。

通过分析28只熊的基因组——包括北极熊(包括来自挪威斯瓦尔巴群岛的大约12万年前的标本)、现代棕熊和黑熊——科学家们实际上回溯到了至少四百万年前的共同祖先。这一发现与今年早些时候发表在《科学》杂志上的一项基因分析相冲突,后者认为该物种只有大约60万年的历史,而新研究背后的团队认为,这可能是由于误读了过去与近亲棕熊的杂交事件。


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事实上,这里的关键问题可能是,从技术上讲,北极熊可能根本不是一个物种。““如果将两个物种的分离定义为它们不能产生可育后代时,那么也许棕熊和北极熊还不是独立的物种,”米勒承认道。”

是什么让北极熊成为北极熊?有白色的皮毛和黑色的皮肤,以及一些不太明显的差异,例如更厚的皮下脂肪层和更浓的乳汁。这些以及其他独特的适应北极恶劣环境的特征使生物学家们相信,北极熊代表着一种独特的动物——一个独立的物种。毕竟,作为其最近的现存亲属的棕熊缺乏所有这些适应性,外观不同,吃不同的食物,并且在北极冰原的恶劣条件下无法生存。

然而,棕熊和北极熊在相遇时可以交配,这在基因记录和野外观测中都得到了证实。由于近年来北极熊在冰上以外的地方花费了更多时间,它们似乎已经开始与邻近的棕熊种群杂交,其中一些杂交种已经进入第二代。如果物种的基本定义是一群能够在自身群体内交配并产生可育后代的生物,那么北极熊和棕熊就不符合条件。

熊类物种之间的这种杂交使基因分析变得更加困难。毕竟,如果物种即使杂交一次,那么如果科学家恰好只分析受该交配事件影响的基因组部分,那么这单个事件也可能看起来决定了两个物种分化的时间点。而且,北极熊和棕熊之间的遗传物质混合已经持续了很长时间,这使得理清它们的遗传历史变得更加困难。

就北极熊而言,不同的估计也一方面依赖于关于熊猫何时成为独立物种的化石信息,另一方面依赖于包括人类在内的灵长类动物的突变率。通过将科学家们所说的分子钟——突变以可预测的速度发生的假设——校准到熊猫分离的1200万年前,一组研究人员认为,北极熊作为一个物种的出现是一个相对较新的现象。另一组研究人员通过暗示熊的突变速度与人类大致相同(人类也可能与尼安德特人等近亲人族杂交),发现了更古老的谱系。““人们可能已经怀疑,食肉动物,尤其是熊的突变率,很可能与灵长类动物的突变率不同,”德国生物多样性和气候研究中心的生物信息学家阿克塞尔·扬克辩称,他是发表在《科学》杂志上的这项研究的研究人员之一。”

无论北极熊作为一个物种有多古老,或者它是否根本是一个物种,这些研究的目的都是为了更好地了解这种白色巨熊在北极地区生存的能力,而北极地区现在正因全球变暖加速而迅速变化。了解熊类如何经受住过去的气候变化或无海冰条件可能有助于确定可以做些什么来帮助这种独特的动物生存。

新的分析表明,关键可能在于具有适宜环境条件的避难所。例如,大约12万年前的北极熊标本在温暖的间冰期在斯瓦尔巴群岛幸存下来,因为该北极群岛比其他地区更寒冷。““斯瓦尔巴群岛有可能在变暖时期提供了一个重要的避难所,在那里,小北极熊种群得以幸存,并在较冷的时期从中扩展出创始种群,”纽约州立大学布法罗分校的生物学家夏洛特·伦德奎斯特辩称,她是这项新研究的合著者。这也可能解释了现代北极熊相对缺乏遗传多样性的原因,这种情况似乎已经持续了50万年。新的基因分析发现,生活在北极两侧的北极熊之间的差异小于亚洲人和欧洲人之间的差异。

但是,像古代斯瓦尔巴群岛冰雪绿洲这样的地方,即使它们在人为造成的全球变暖中相对保持不变,也可能不足以在这次拯救北极熊。毕竟,北极熊面临着人类污染、捕猎以及北极地区日益增加的活动(如航运和石油钻探)以及其海冰栖息地变化的冲击。““目前,没有哪个物种比北极熊更值得仔细研究了,”米勒说。“我希望我的曾孙们能够看到它们。”

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