古老的下颌骨揭示了北极熊进化的哪些秘密

古老的下颌骨揭示了北极熊进化的哪些秘密

越是深入研究北极熊,你就会越觉得它们很奇怪。它们是最大的熊类,也是最大的陆地捕食者。它们适应了穿越开阔的浮冰或等待饥饿的夏季过去的生活。尽管有这些极好的描述,但很难弄清楚这些熊究竟是如何形成的,因为它们很少留下骨头供研究。纽约州立大学布法罗分校的进化生物学家夏洛特·林德奎斯特说:“它们死后,遗骸会沉入海底。”

因此,2004 年,一位在挪威斯瓦尔巴群岛悬崖上工作的地质学家发现了一块 11.5 万年前的下颌骨从沉积物中露出,这一发现激发了人们数十年来对北极熊进化的深入研究。本周发表在《美国国家科学院院刊》上的一项关于该下颌骨所含 DNA 的新高分辨率分析,为棕熊和北极熊在变暖和变冷的全球环境中的进化打开了一扇窗户。

这项研究还澄清了进化生物学家多年来的争论:北极熊和棕熊关系如此密切,以至于有人提议将这两种动物归为一个物种。根据这项新分析,将古代颌骨的 DNA 与 65 只现代熊的 DNA 进行了比较,结果表明这两个物种在基因上明显不同。

林德奎斯特领导了大部分有关古代北极熊基因的研究,他说北极熊和棕熊的种群历史“非常不同”。他说:“一种是北极特有的物种,一种是北方通才,遍布北半球。”

但在过去大约一百万年里,这两种动物一直在同步进化,北极熊携带着与棕熊反复杂交产生的基因。这是一个新发现——之前的研究没有接触过这块古老的颌骨,曾怀疑北极熊向棕熊贡献了基因。事实上,情况恰恰相反。

自 21 世纪初以来,随着棕熊向北迁徙到北极熊的栖息地,生物学家们观察到北极高地地区的“灰熊”数量不断增加。但是,灰熊(北极熊和灰熊的后代)并不像新闻报道中那么常见。据基因组学家所知,这些杂交种都是一只雌性北极熊与两只不同的棕熊交配的后代。

这种模式似乎也适用于古代的熊类。杂交可能是一致的,但并不常见——只是少数个体之间的偶然相遇,而不是跨物种的爱情盛宴。棕熊和北极熊的生活截然不同,即使它们生活在同一纬度。北极熊主要是海洋动物——因此它们的学名是Ursus maritimus——并且主要在三月和四月繁殖。棕熊在森林和平原狩猎,并在夏季繁殖。

棕熊与它们的海洋近亲相比,在遗传上具有极大的多样性。其中有美国人所熟知的灰熊种群,它们栖息在落基山脉,曾居住在墨西哥以南。还有欧洲棕熊,它们生活在斯堪的纳维亚半岛和俄罗斯。还有科迪亚克熊,它们生活在阿拉斯加科迪亚克群岛,体型几乎是普通棕熊的两倍,可与野牛相媲美。

[相关:动物园北极熊的秘密可能有助于野生动物保护工作]

北极熊也曾具有遗传多样性。在挪威发现的这只古代北极熊的颌骨携带着足够多的独特基因,可以与现代北极熊成为“姐妹群”。不过,林德奎斯特说,它和今天的北极熊生活在同一地方。它长到了差不多一样的体型。“至少从有限的证据来看,它只是一只我们今天所知道的普通北极熊,”她说。

当它还活着的时候,这只古熊可能并不是一个遗传异常——它只是众多正在减少的姊妹种群之一。这似乎证明了北极熊的多样性世界在 30 万年前开始萎缩。目前尚不清楚是什么引发了这场灭绝,尽管它大致与冰川期的开始相吻合。但“这是一个非常广泛的巨大瓶颈,”林德奎斯特说。“可以肯定的是,它们失去了很多多样性。”

这只古熊生活在一个温暖的世界,即上一次间冰期,当时全球气温高于现在。当这只熊划过北冰洋时,古代河马在英国漫游。林奎斯特说,她担心这一发现会被误解:人们会说,好吧,熊应该可以适应气候变化。但她说,这些发现“确实看起来非常可怕”。

北极熊可能已经经历了一百万年的气候变化。但它们从未经历过如此快速的变化,而且它们正在进入一个新的、更热的时期,不再享有它们曾经引以为豪的遗传多样性。

<<:  空气中的二氧化碳含量比人类历史上任何时候都要多

>>:  一台 120 英尺长的海洋模拟器正在七大洋上掀起波澜

推荐阅读

古代人类也耕种亚马逊河流域

当我们想到亚马逊雨林时,我们往往会想到两件事之一:要么是一个充满生物多样性的原始热带天堂,要么是一个...

“梦想成为巨星”:歌曲的情感与评价

梦想成为巨星 ——《大家的歌》的魅力与背景《梦想成为巨星》是1993年10月在NHK教育电视台(现N...

这款售价 35 美元的牙刷可以减少看牙医的次数,这可能是最好的母亲节礼物

现在只需 34.97 美元即可获得 ADA 认可的 AquaSonic 牙刷(含八个替换刷头)。5 ...

美国为何要在哈萨克斯坦建立高科技鼠疫实验室

1992 年,苏联生物学家 Kanatjan Alibekov 博士从当时的哈萨克斯坦首都阿拉木图登...

去!宇宙战舰山本洋子 II——激情动作与动人故事的全面回顾

《出发啦!宇宙战舰山本洋子Ⅱ》的魅力与评价《出发啦!宇宙战舰山本洋子 II》于 1997 年作为 O...

只需 160 美元即可在这个假期通过此套装磨练您的技能并学习新语言

截至 10 月 31 日,您可以使用代码 ROSETTA 以 159.97 美元的价格获得无限终身学...

毁灭恐龙的小行星引发了高达 2 英里的海啸

墨西哥尤卡坦半岛西海岸附近有一个深 12 英里、宽 6.2 英里的希克苏鲁伯陨石坑。这个 6600 ...

摘自:为外星人设计产品

在 1952 年 10 月的《大众科学》杂志上,我们报道了 20 名麻省理工学院学生牵头的一项令人着...

Freetube 是观看 YouTube 的最佳方式

YouTube 网站就像一个兔子洞,旨在让你尽可能长时间地观看。Freetube 无法治愈你的瘾,但...

这款受大黄蜂启发的机器人在翅膀受伤后可以恢复

鉴于大黄蜂以令人惊讶的规律性在周围环境中弹跳的习性,它们确实名副其实。但尽管它们有过多次碰撞,这种小...

你最喜欢的公司被黑客攻击的原因是什么?愚蠢的员工

今年 1 月,《纽约时报》宣布自己遭受了长达四个月的网络攻击,这家媒体巨头也加入了一个规模虽小但日益...

很少有交易能与这款售价 89.97 美元的高尔夫模拟器套装相媲美

高尔夫赛季即将开始,但您无需等待即可开始打球。事实上,您甚至不需要去球场。有了 Phigolf 家庭...

智能手机位置数据仍然对军队及其人员构成真正的安全风险

每部手机都会永久生成其所有者位置的特定记录。然后它会与第三方共享这些信息。综合起来,结合商业市场上的...

购买翻新 Apple 设备和全新配件可享优惠

最新的 Apple Keynote 于上个月发布,并推出了一系列时髦的设备,包括搭载 M1 芯片的 ...

那张蜘蛛网是怎么穿过马路的?

对于蜘蛛来说,一个古老的问题不是它们为什么会过马路,而是它们是如何过马路的。长期以来,自然学家们认为...