Urșii polari s-au adaptat la condițiile arctice cu doar 70.000 de ani în urmă9 min read

Urșii polari sunt înrudiți îndeaproape cu urșii bruni, dar au câteva adaptări genetice importante care îi diferențiază clar de aceștia. Oamenii de știință studiază când și de ce s-au separat urșii polari de urșii bruni.

Arctica este un mediu ostil, iar unele animale, precum renii, au adaptări genetice care le permit să supraviețuiască acolo. Asemenea, urșii polari (Ursus maritimus) se numără printre prădătorii care au dezvoltat trăsături genetice specifice ce îi diferențiază de urșii bruni (Ursus arctos), cu care se înrudesc. Cercetătorii investighează de ceva vreme momentul în care aceste diferențe genetice au apărut. O nouă analiză genomică sugerează că schimbările ar fi avut loc acum aproximativ 70.000 de ani. Aceste descoperiri sunt prezentate într-un studiu publicat în septembrie 2024 în revista BMC Genomics.// „Late Pleistocene polar bear genomes reveal the timing of allele fixation in key genes associated with Arctic adaptation”, bmcgenomics.biomedcentral.com //

Urșii polari sunt strâns înrudiți cu urșii bruni, dar au numeroase adaptări care îi ajută să supraviețuiască în condițiile extreme din Arctica. Aceștia au două straturi de blană care îi mențin calzi și uscați. Primul strat, pufos, este situat aproape de piele, iar al doilea strat este format din fire de păr mai lungi, numite peri de protecție, care acționează ca un impermeabil. Culoarea albă a blănii îi ajută să se camufleze în peisajul arctic. De asemenea, urșii polari pot digera cantități mari de colesterol fără ca asta să le afecteze inima, ceea ce le permite să prospere hrănindu-se cu foci și chiar unele specii de balene, cum ar fi beluga. 

Oamenii de știință consideră că urșii polari și urșii bruni s-au separat relativ recent din punct de vedere evolutiv, în urmă cu aproximativ un milion de ani. Însă modul și momentul exact în care urșii polari s-au adaptat la condițiile arctice rămân subiecte de dezbatere.

În noul studiu, echipa de cercetători a analizat genomurile a 119 urși polari și a 135 urși bruni moderni, precum și două fosile de urși polari. Una dintre fosile este o mandibulă din Poolepynten, o peninsulă situată pe insula Prins Karls Forland din arhipelagul Svalbard, Norvegia, care datează de acum 130.000-100.000 de ani. Cealaltă fosilă este un craniu de urs polar tânăr, poreclit Bruno, descoperit în Marea Beaufort din Alaska. Deși numit Bruno, ursul era de fapt o femelă care a trăit cu între 100.000 și 70.000 de ani în urmă, iar genomul său a ajutat cercetătorii să clarifice perioada în care urșii polari s-au diferențiat de urșii bruni.

Echipa de cercetători a concluzionat că unele variații genetice ar fi fost selectate în ultimii aproximativ 70.000 de ani, deoarece acestea nu erau prezente la urșii polari fosilizați. Deși se presupunea anterior că urșii polari s-au adaptat rapid la condițiile arctice, într-o singură schimbare evolutivă bruscă, rezultatele acestui studiu sugerează că procesul de adaptare la mediul arctic a fost mai lent și treptat.

Savanții au comparat aceste genomuri pentru a determina momentul în care șapte gene esențiale pentru adaptarea la Arctica au fost selectate. Au descoperit că, pentru patru dintre aceste gene (ABCC6, AIM1, COL5A3 și POLR1A), toate genomurile urșilor polari aveau aceeași variantă de ADN, numită alelă fixată,// Alelele sunt variante diferite ale unei gene care pot apărea în aceeași poziție (locus) pe un cromozom. Fiecare individ are două copii ale fiecărei gene, una moștenită de la mamă și una de la tată. Alelele pot influența trăsături specifice, cum ar fi culoarea părului sau a ochilor, și pot determina dacă o trăsătură este dominantă sau recesivă. De exemplu, o alelă poate codifica o variantă a unei trăsături (păr brun), în timp ce alta poate codifica o variantă diferită (păr blond). // ceea ce înseamnă că este singura variantă prezentă a unei gene în cadrul unei populații.

În schimb, genomurile urșilor bruni aveau mai multe alele. Acest lucru sugerează că aceste gene au fost deja selectate la un strămoș vechi al urșilor polari, iar urșii polari au dezvoltat unele adaptări pentru viața în Arctica mai devreme în evoluția lor.

Cu toate acestea, trei dintre genele studiate – APOB, LYST și TTN – prezentau alele fixate în genomurile urșilor polari moderni, dar nu și în cele fosilizate. Genele APOB, LYST și TTN sunt legate de funcțiile cardiovasculare. APOB și TTN sunt implicate în metabolism, iar APOB și LYST sunt asociate cu pigmentarea.

Cercetătorii consideră că aceste gene ar putea fi legate de adaptări necesare pentru supraviețuirea urșilor polari în istoria mai recentă, posibil spre sfârșitul ultimei ere glaciare. Autorii studiului subliniază că aceste gene există probabil în majoritatea animalelor, dar variantele specifice din genomul urșilor polari ar putea fi cele care le-au permis să trăiască în Arctica. Echipa nu a investigat dacă alte animale arctice au aceleași variante, dar consideră că acest aspect ar putea fi explorat într-un studiu viitor.