ДНК возрастом более 115 тысяч лет указала на уязвимость белых медведей перед потеплением климата

Биологи секвенировали геном древнего белого медведя, жившего 130–115 тысяч лет назад, и сравнили его с геномами 65 современных белых, бурых и черных медведей. Оказалось, что белые и бурые медведи разделились более миллиона лет назад, но при этом довольно долго продолжали активно скрещиваться. Кроме того, выяснилось, что белые медведи утратили генетическое разнообразие — и это делает их уязвимыми перед потеплением климата. Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Потепление климата может привести к исчезновению многих видов организмов, среди которых и белый медведь (Ursus maritimus). На протяжении последних нескольких сотен тысяч ледниковые эпохи чередовались с межледниковыми, поэтому изучение ДНК древних белых медведей может помочь выяснить, как этот вид реагировал на изменения климата в прошлом — и как он может отреагировать в будущем. Однако субфоссильные остатки белых медведей редки и в основном относятся к голоцену (не старше 11,7 тысячи лет).

В 2008 году ученые сообщили о находке в плейстоценовых отложениях Шпицбергена нижней челюсти белого медведя, возраст которой оценили в 130–110 тысяч лет (впоследствии возраст исправили на 130–115 тысяч лет). В 2010 году биологи представили митохондриальный геном этого медведя, а в 2012-м — черновую последовательность ядерного генома.

Тяньин Лань (Tianying Lan) из Университета штата Нью-Йорк в Буффало и ее коллеги из шести стран, в том числе и некоторые авторы работ 2010 и 2012 годов, повторно секвенировали ядерную ДНК этого древнего белого медведя (генетический материал, как и в предыдущих исследованиях, извлекли из клыка). Затем его геном сравнили с геномами 65 современных белых, бурых (U. arctos) и черных (U. americanus) медведей.

Оказалось, что белые и бурые медведи разделились примерно 1,3–1,6 миллиона лет назад, что согласуется с некоторыми предыдущими оценками (1, 2). При этом подтвердились данные о том, что после расхождения два вида продолжали активно скрещиваться в теплые периоды, когда их ареалы перекрывались. Биологи выяснили, что поток генов шел в двух направлениях, но в основном от бурых медведей к белым, а около 200 тысяч лет назад он практически прекратился. Исследователи отмечают, что их результаты опровергают выводы предыдущих работ (3, 4), согласно которым поток генов шел от белых медведей к бурым. Ученые также выяснили, что современные белые медведи отличаются от древних низким генетическим разнообразием. Это говорит о том, что однажды их численность сильно сократилась, то есть они прошли через «бутылочное горлышко».

Исследователи заключают, что гибридизация играла большую роль в эволюции белых и бурых медведей. Аллели, полученные от бурых медведей, гипотетически могли приносить пользу их арктическим родственникам в условиях меняющегося климата. В наше время из-за изменения климата ареалы бурых и белых медведей все больше перекрываются, из-за чего гибридизация будет происходить все чаще. Однако, несмотря на возможную пользу от гибридизации, белые медведи уязвимы перед потеплением климата из-за низкого генетического разнообразия (которое, скорее всего, возникло из-за потепления климата в древности) 

Активная межвидовая гибридизация была характерна и для древних людей. Так, сапиенсы скрещивались и с неандертальцами, и с денисовцами.

Семён Морозов