北極熊DNA快速重組:東格陵蘭族群展現氣候適應新機制
编辑者: Olga Samsonova
一項新近發表於《Mobile DNA》期刊的研究揭示,全球氣溫上升與北極熊的遺傳物質之間存在顯著關聯,暗示該物種可能正在發展出應對棲地劇烈變化的生存機制。此研究結果對當前的物種保育策略至關重要,它提供了預測北極熊在持續暖化情勢下潛在存續能力的線索,並有助於精確識別最易受威脅的族群。
由英國東安格里亞大學(University of East Anglia, UEA)科學團隊主導的這項調查,聚焦於格陵蘭島東南部地區的北極熊群體。該區域相較於北部族群,面臨著更為溫和且不穩定的海冰條件。研究人員在這些熊的DNA中,觀察到與熱壓力、新陳代謝調節及老化過程相關的特定基因表現出不同的活性模式。此項研究首次在野生哺乳動物中,確立了基因表現變化與環境溫度升高之間具有統計學上的顯著關聯性。
研究核心鎖定於「跳躍基因」(transposable elements,或稱轉座子)的DNA序列,這些序列可在基因組中移動,進而重寫遺傳指令。首席研究員Alice Godden博士指出,在東南部族群的基因組中,這些跳躍基因的活躍程度呈現戲劇性增長。Godden博士將此現象描述為北極熊為對抗氣候變遷所採取的「絕望的生存機制」,暗示DNA的快速重組可能是一種應急的適應策略。此外,研究團隊亦檢測到與脂肪處理相關的基因表達有所調整,這反映出牠們的飲食結構可能正從傳統高脂肪的海豹轉向更為粗糙的植物性食物來源。
為繪製這些基因活性的精確圖譜,研究人員對17隻成年北極熊的血液樣本進行了RNA定序分析,以確認基因表達的差異。研究團隊分析了來自東北部(12隻)和東南部(5隻)的樣本,並將基因活性數據與當地氣候資料進行比對。研究發現,東北部氣候較為寒冷穩定,而東南部則環境更溫暖、海冰更少,溫度波動性更高,此環境與物種未來預測的條件相似。
儘管基因層面的快速響應為物種的短期存續帶來一線希望,研究作者們仍嚴正警告,持續的全球性努力以限制溫度進一步上升,對於北極熊的長遠生存仍是絕對必要。過去的研究曾預估,若全球未能有效減緩化石燃料排放,超過三分之二的北極熊族群可能在2050年前面臨滅絕命運。因此,科學界呼籲,保育策略的制定必須結合對這些新興基因適應機制的理解,但根本性的氣候行動刻不容緩。
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來源
Mirage News
The Guardian
Semantic Scholar
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The Guardian
EurekAlert! Science News
Alice Godden - Google Scholar
bioRxiv
Alice Godden - University of East Anglia
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