东南格陵兰岛的北极熊生活在与通常与经典北极相关的环境非常不同的环境中。那里没有大片连续的冰原,而是山脉、深峡湾和多变的气候。这个地区就像是物种未来的一个窗口,因为它反映了可能在未来几十年内扩展到北极其他地区的条件。
虽然格陵兰岛东北部保持着更冷和更稳定的气候,但东南部面临着更高和更不稳定的温度,这使得狩猎和日常生存变得复杂。此外,这一群体由于海洋洋流而在几个世纪以来相对孤立,这使其成为研究与气候相关的遗传变化的关键案例。
科学研究
这项研究发表在《自然通讯》上,比较了格陵兰岛东北部和东南部的北极熊。研究小组利用了丹麦气象研究所的历史记录,确认东南部更温暖且变化多端。
与集中于遗传的DNA研究不同,这项工作分析了血液中的基因活动,即哪些基因在当前是活跃或不活跃的。这使得观察有机体如何响应当前环境成为可能。
转座元件:跳跃基因
一个关键发现是转座元件,即能够激活并修改其他基因的DNA片段。在北极熊中,它们占基因组的三分之一以上。通常它们是受控的,但环境压力可能会改变这种平衡。
科学家分析了来自两个地区的17只成年北极熊的血液样本。尽管数量有限,但他们检测到了明显的模式:
- 东南部的北极熊显示出更高的转座元件活动,有约1,500个片段与东北部的表现不同。
- 大多数属于哺乳动物常见的LINE家族。
- 许多是遗传上“年轻”的,这表明是最近的活动而不是无功能的残余。
活动集中在基因组的特定区域,这强化了身体对温暖环境的有组织响应的想法。

检测到的其他遗传变化
除了转座元件外,还观察到了以下变化:
- 热休克基因,帮助细胞在压力下运作。
- 与代谢和衰老相关的基因,表明身体面临更苛刻的环境。
- 免疫系统基因,这表明环境压力可能影响有机体的防御。
在某些情况下,这些基因与转座元件活跃的区域一致,这表明可能的相互作用。
限制和范围
该研究并未证明北极熊正在进化以适应全球变暖。它分析的是身体的当前响应,而不是可遗传的变化。样本来自血液,一种体细胞组织,要谈论进化需要生殖细胞DNA的数据。
样本量——17只北极熊——也限制了范围,但观察到的模式是一致的,并提供了关于北极热如何影响物种生物学的宝贵线索。
东南格陵兰岛的北极熊表明,气候变化不仅影响冰和狩猎,还影响动物的基因活动。这种营养和分子重组反映了有机体如何响应更温暖和多变的环境。尽管这不是进化,但它确实表明全球变暖正在北极最具代表性的物种的生物学中留下深刻的印记。



