北极是地球上最不适宜居住的地方之一。有些北极动物，如驯鹿，拥有多种基因适应性来帮助它们在那里繁衍生息，而该地区顶级捕食者之一也不例外。科学家们正在拼凑北极熊 (Ursus maritimus) 可能进化出哪些基因，将它们与棕熊 (Ursus arctos) 分离开来。新的基因组分析显示，它们可能在7万年前就已经发生了变化。这些发现详细记录在一篇9月15日发表在《BMC Genomics》杂志上的研究中。
北极熊与棕熊关系非常密切，但拥有许多关键的适应性，帮助它们在极端北极条件下生存。它们拥有两层毛皮，帮助它们保持温暖和干燥。第一层是靠近皮肤的大片绒毛层。另一层是由称为保护毛的长毛组成的，它们的作用就像雨衣。它们标志性的亮白色毛皮有助于伪装。北极熊还可以在不损害心脏的情况下消化高胆固醇的脂肪。这有助于它们在食用海豹甚至某些鲸鱼物种，如白鲸时茁壮成长。
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科学家们认为，北极熊和棕熊在进化上分化相对较晚——在大约过去一百万年内。北极熊何时以及如何适应北极仍然存在争议。
在这项研究中，一个团队分析了119只现代北极熊、135只现代棕熊和两只化石北极熊的基因组。其中一具化石是来自挪威斯瓦尔巴特群岛、可追溯到13万至10万年前的Poolepynten 颌骨。另一具化石是绰号为Bruno的幼年北极熊头骨，它在阿拉斯加的波弗特海被发现。尽管有绰号，Bruno 是一只雌性熊，生活在大约10万至7万年前，它的基因组帮助科学家们缩小了棕熊-北极熊分化的时间范围。
“我们发现了一些可能在最近约7万年内被选择的变异（即在化石北极熊中不存在），”该研究的合著者、哥本哈根大学进化生物学家Michael Westbury告诉《流行科学》。“一直以来，人们都认为北极熊在与棕熊分化后，必须在一次快速的进化变迁中迅速适应北极。然而，我们的结果表明情况可能并非如此，适应北极是一个更渐进的过程。”
该团队比较了这些基因组，以确定七个关键的北极适应性基因是在何时被选择的。他们发现，对于四个基因（ABCC6、AIM1、COL5A3 和 POLR1A），所有北极熊基因组中都存在相同的 DNA 变异。这被称为等位基因固定，即在一个群体中，特定基因只存在一种变异。
然而，棕熊基因组则有多种等位基因。这表明这些基因在某些古代北极熊祖先中已经得到了选择，而北极熊在进化早期就已具备了适应北极生活的特性。
然而，三个基因——APOB、LYST 和 TTN——所含的等位基因在现代北极熊基因组中是固定的，但在古代基因组中则不是。APOB、LYST 和 TTN 基因与心血管功能有关。APOB 和 TTN 与新陈代谢有关。APOB 和 LYST 与色素沉着有关。
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该团队认为，这些基因可能与北极熊在近期历史中生存所必需的适应性有关，或许是在最后一个冰河时代末期。此外，尚不清楚其他北极动物是否在这些影响它们毛皮颜色、心脏健康和新陈代谢的基因上具有类似的适应性。
“我推测这些基因的副本存在于大多数动物体内，但可能是北极熊特有的变异使其能够生活在北极，”Westbury 说。“我们没有研究其他北极动物是否具有相同的变异，但这将是后续研究的一个有趣方向。”
