北极熊在 7 万年前就适应了北极

北极并不是地球上最适宜居住的地方。一些北极动物，比如驯鹿，拥有多种基因适应能力，帮助它们在那里繁衍生息，而该地区的顶级捕食者之一也不例外。科学家们正在拼凑北极熊（ Ursus maritimus ）可能何时进化出一些将它们与棕熊（ Ursus arctos ）区分开来的基因。新的基因组分析显示，它们可能在最近 7 万年前就发生了变化。该研究结果详见 9 月 15 日发表在《BMC Genomics》杂志上的一项研究。

北极熊与棕熊关系非常密切，但它们有许多关键的适应能力，可以帮助它们在极端的北极条件下生存。它们有两层皮毛，帮助它们保持温暖和干燥。第一层是一大层绒毛，紧贴皮肤。另一层由较长的毛发组成，称为保护毛，起到雨衣的作用。它们皮毛标志性的亮白色有助于它们伪装。北极熊还可以消化鲸脂中的大量胆固醇，而不会损害心脏。这有助于它们在吃海豹甚至一些鲸鱼物种（如白鲸）时茁壮成长。

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科学家认为，北极熊和棕熊在进化过程中分化的时间相当近——大约在过去的一百万年内。北极熊如何以及何时适应北极仍存在争议。

在这项研究中，一个团队分析了 119 只现代北极熊、135 只现代棕熊和两头北极熊化石的基因组。其中一块化石是来自挪威斯瓦尔巴群岛的 Poolepynten 颌骨，可追溯到 13 万至 10 万年前。另一块化石是绰号为 Bruno 的幼年北极熊头骨，是在阿拉斯加的波弗特海发现的。尽管名字叫 Bruno，但它是一只生活在 10 万至 7 万年前的雌性熊，它的基因组帮助科学家缩小了棕熊与北极熊分化的范围。

“我们发现了一些可能在过去约 7 万年中被选择的变异（即它们不存在于北极熊化石中），”研究合著者、哥本哈根大学进化生物学家迈克尔·韦斯特伯里告诉《大众科学》 。“人们一直认为，当北极熊与棕熊分道扬镳时，它们一定在一次快速的进化变化中迅速适应了北极。然而，我们的研究结果表明，情况可能并非如此，对北极的适应是一个更为渐进的过程。”

研究小组比较了这些基因组，以确定七个北极适应性的关键基因何时被选中。他们发现，对于四个基因（ABCC6、AIM1、COL5A3 和 POLR1A），所有北极熊基因组都存在相同的 DNA 变体。这被称为固定等位基因，即种群中特定基因的唯一变体。

然而，棕熊基因组有多个等位基因。这表明这些基因在某些古老的北极熊祖先中已被选择，并且北极熊在进化早期就适应了北极生活。

然而，其中三种基因（APOB、LYST 和 TTN）含有在现代北极熊基因组中固定但在古代北极熊基因组中不固定的等位基因。APOB、LYST 和 TTN 基因与心血管功能有关。APOB 和 TTN 与新陈代谢有关。APOB 和 LYST 与色素沉着有关。

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研究小组认为，这些基因可能与北极熊在近代历史中生存所必需的适应性有关，也许是在上一个冰河时代末期。目前还不清楚其他北极动物是否也有类似的基因适应性，这些基因会影响它们的皮毛颜色、心脏健康和新陈代谢。

“我猜想这些基因的副本存在于大多数动物中，但北极熊身上的特定变异可能让它们能够在北极生存，”韦斯特伯里说。“我们没有调查其他北极动物是否也有相同的变异，但这对后续研究来说会很有趣。”