Finansowany ze środków europejskich, międzynarodowy zespół naukowców odkrył, że drzewo genealogiczne niedźwiedzia polarnego doprowadziłoby do samicy niedźwiedzia brunatnego, która żyła od około 20.000 do 50.000 lat temu, w połowie ostatniej epoki lodowcowej, w rejonie współczesnej Irlandii.

Dzięki dofinansowaniu przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych, pochodzącemu z budżetu Siódmego Programu Ramowego (7PR), zespół naukowców z Irlandii, Hiszpanii, Rosji, Szwecji, USA i Wlk. Brytanii wyjaśnia, jak zmiany klimatu oddziałujące na pokrywę lodową Północnego Atlantyku spowodowały w stopniu więcej niż prawdopodobnym okresowe nakładanie się siedlisk niedźwiedzi. To częściowe pokrywanie się siedlisk doprowadziło do krzyżowania międzygatunkowego, przez co matczyne DNA niedźwiedzi brunatnych pojawiło się u niedźwiedzi polarnych.

W toku badań zespół poddał analizie 242 próbki rodowodów mitochondrialnych niedźwiedzi brunatnych i polarnych pochodzące z okresu ostatnich 120.000 lat i rozmaitych stref geograficznych.

Prezentując swoje odkrycia w czasopiśmie Current Biology, zespół stwierdza, że obecnie więcej wiadomo na temat genealogii niedźwiedzi polarnych, zagrożonego gatunku, co pozwoli na lepsze ukierunkowanie działań na rzecz ich ochrony.

Istnieją ogromne różnice między niedźwiedziami polarnymi a brunatnymi, zwłaszcza pod względem rozmiarów ciała, koloru skóry i futra, typu futra, budowy zębów i wielu innych cech fizycznych. Różnice te znajdują również odzwierciedlenie w zachowaniu. Podczas gdy niedźwiedzie polarne są doskonałymi pływakami, potrafiącymi radzić sobie z arktycznym trybem życia, niedźwiedzie brunatne są znacznie lepiej przystosowane do regionów górskich, lasów i dolin Azji, Europy i Ameryki Północnej.

"Mimo tych różnic wiemy, że te dwa gatunki krzyżowały się ze sobą - oportunistycznie i prawdopodobnie wielokrotnie - w ciągu ostatnich 100.000 lat" - wyjaśnia Beth Shapiro, jeden z naukowców pracujących nad projektem z Uniwersytetu Stanowego Pensylwanii w USA. "Co ważniejsze wyniki wcześniejszych badań wskazywały, że niedźwiedź brunatny wniósł materiał genetyczny w rodowód mitochondrialny niedźwiedzia polarnego - matczyną część genomu, czy też DNA przekazywane potomstwu wyłącznie przez matki. Niemniej do tej pory nie było wiadomo, kiedy współczesne niedźwiedzie polarne zyskały obecną formę genomu mitochondrialnego."

Chociaż naukowcy sądzili wcześniej, że samica-praprzodek współczesnych niedźwiedzi polarnych żyła na wyspach ABC (alaskie wyspy Admiralicji, Baranowa i Cziczagowa) około 14.000 lat temu, wyniki ostatnich badań pogłębiają wiedzę na ten temat i ujawniają, że dwa gatunki krzyżowały się ze sobą znacznie wcześniej. To oznacza, że mitochondrialne DNA współczesnych niedźwiedzi polarnych uległo prawdopodobnie utrwaleniu - drastycznej redukcji zmienności genetycznej i przejściu w stan, w którym cała pula genowa obejmuje zaledwie jedną formę określonego genu.

Chociaż niedźwiedzie polarne, podobnie jak brunatne, doświadczyły długich okresów stabilności geograficznej, okresy ocieplenia i ochłodzenia w ciągu ostatnich 500.000 i więcej lat doprowadziły prawdopodobnie do warunków środowiskowych sprzyjających krzyżowaniu się tych dwóch gatunków.

"Niedźwiedzie polarne i brunatne wchodziły ze sobą w kontakt prawdopodobnie sporadycznie, w szczególności w regionach przybrzeżnych, gdzie skutki zmian klimatu mogły być silniejsze" - zauważa Shapiro. "Niezależnie od tego, kiedy wchodziły ze sobą w kontakt, wydaje się, że niewiele stało na przeszkodzie ich parzeniu się. Konkluzja jest taka, że dwa gatunki wpadały na siebie przez dłuższe okresy przy rozmaitych sposobnościach, dzieląc ze sobą siedliska i geny."

Zmiany klimatu, dzięki którym dwa niedźwiedzie mogły się spotkać, wiązały się z ogromnymi fluktuacjami w ilości i rozmieszczeniu siedlisk w regionie Północnego Atlantyku. Fluktuacje te powodowały tymczasowe nakładanie się zasięgów geograficznych niedźwiedzi polarnych i brunatnych. Na przykład w okresie ocieplenia, podwyższona temperatura powietrza, topniejący lód z lodowców i podnoszący się poziom morza prawdopodobnie zmuszały niedźwiedzie polarne do spędzania więcej czasu na poszukiwaniu pożywienia na lądzie, gdzie były bliżej swoich kuzynów, niedźwiedzi brunatnych. Tak samo w okresie lodowcowym niedźwiedzie brunatne żyjące dalej od wybrzeża mogły być zmuszane do przenoszenia się do siedlisk zajmowanych zazwyczaj przez niedźwiedzie polarne.

Około 20.000 lat temu ogromne lodowce uchodzące do morza na zachodnim szelfie i w dół do basenu Morza Irlandzkiego i Morza Celtyckiego spowodowały, że części Irlandii nie nadawały się już do zamieszkania z powodu zlodowacenia. To oznacza, że niedźwiedzie brunatne zostały prawdopodobnie zmuszone do spędzania większej ilości czasu na szelfach lodowych i na lądzie, niżej nad poziomem morza.

Naukowiec jest przekonana, że planeta doświadcza obecnie kolejnego okresu ocieplania znanego jako holocen lub obecny interglacjał, który jest nawet cieplejszy od okresu, który zapoczątkował ostatnią epokę lodowcową.

"Co ciekawe, obecnie obserwujemy podobne zmiany w klimacie arktycznym z topniejącym lodem lodowcowym, mniejszą liczbą dni z pokrywą lodową na morzu, dłuższymi okresami wolnej wody latem i podnoszącym się poziomem morza" - zauważa Shapiro. "Ponownie ta zmiana stwarza niedźwiedziom polarnym i brunatnym sposobność do dzielenia się siedliskami i hybrydyzację (krzyżowanie się). Rzeczywiście, w ciągu ostatnich pięciu lat odnotowano kilka dorosłych, niedźwiedzich hybryd."

To oznacza, że działania z zakresu ochrony muszą skoncentrować się teraz również na hybrydach.

© Unia Europejska 2005-2011

Źródło: CORDIS

Referencje dokumentu: Edwards, C.J., et al. (2011) Ancient Hybridization and an Irish Origin for the Modern Polar Bear Matriline. Current Biology. DOI:10.1016/j.cub.2011.05.058.