格陵兰东南部北极熊基因组显示快速适应气候变化的迹象

编辑者: Olga Samsonova

一项前沿科学研究揭示了全球气温上升与北极熊DNA结构变化之间存在显著关联,这暗示着该物种可能正在发展出一种应对严峻环境压力的潜在生存机制。英国东安格利亚大学(UEA)的科学家团队通过对比分析,发现格陵兰岛东南部北极熊种群的特定基因,特别是那些与热应激反应、生物衰老过程及新陈代谢速率相关的基因,其活性模式与北部种群存在明显差异。

这项发现对于北极熊的物种保护工作具有关键意义,它不仅提供了关于北极熊如何在持续变暖的世界中维持生存的线索,同时也帮助科研人员精确识别出那些最易受到气候变化威胁的特定群体。研究的深入分析聚焦于生活在气候相对温暖、海冰覆盖率较低的格陵兰岛东南部地区的北极熊,重点考察了其基因组中的“跳跃基因”,即转座子(transposable elements)的活动情况。首席研究员爱丽丝·戈登博士(Dr. Alice Godden)指出,在这些东南部的北极熊DNA中,转座子的活性出现了显著增强的迹象,她将此描述为一种北极熊为对抗气候变迁而进行的“绝望的生存机制”。

这种基因组的快速重写过程被认为是物种应对海冰消融这一严峻挑战的直接反应。此外,研究团队还观察到与脂肪处理相关的基因表达区域发生了变化,这表明它们正在适应更为严苛和多变的食物来源,可能意味着其饮食结构正从高度依赖海豹转向更多地摄入植物性食物。科学家们通过对17只成年北极熊的样本进行RNA测序,成功绘制了基因活性的图谱,并确认这是首个将环境温度升高直接与野生哺乳动物DNA变化联系起来的科学研究。

值得注意的是,转座子,这类占据基因组很大比例的“跳跃基因”,虽然传统上被视为基因组的“寄生者”,但近期的研究表明它们能够作为基因调控的工具箱,参与基因表达的调控。另一项对熊科物种的染色体级基因组研究亦佐证了基因组的适应性变化,例如发现与北极熊白化表型相关的基因正向选择,为熊类适应性进化提供了分子证据。

尽管这些基因适应性变化为北极熊的短期存续带来了一线希望,但研究的作者们同时发出审慎警告:持续的全球性努力来限制温度的进一步升高,对于该物种的长期繁衍和稳定仍然是至关重要的首要任务。专家预测,若不采取行动,到2050年,超过三分之二的北极熊可能面临灭绝的命运。研究团队计划将后续工作扩展至全球其他地区的北极熊种群,以探究是否也出现了类似的DNA变异现象,以期更全面地理解这一适应性进化过程。

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来源

  • Mirage News

  • The Guardian

  • Semantic Scholar

  • YouTube

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  • The Guardian

  • EurekAlert! Science News

  • Alice Godden - Google Scholar

  • bioRxiv

  • Alice Godden - University of East Anglia

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