Ученые уже не первый год говорят о сокращении численности белых медведей, вызванном глобальным потеплением. Однако свежие результаты исследования указывают на то, что эти животные способны приспособиться к жизни в условиях более теплого климата.
Белые медведи – крупнейшие из всех наземных хищников. Они не только стали символом Арктики, но и являются показателем состояния ее природных комплексов. Эти животные обитают и охотятся на тюленей на дрейфующих льдинах. Однако, как известно, глобальное потепление приводит к уменьшению площади ледяного покрова. В перспективе это может вызвать снижение численности белых медведей. Международный союз охраны природы отнес вид к уязвимым и прогнозирует, что к 2050 году может быть потеряно две трети популяции.
В 2022 году исследователи выявили отдельную группу этих животных на юго-востоке Гренландии. Местные медведи смогли адаптироваться к среде, где ледового покрова меньше, а климат более теплый и нестабильный. Примечательно, что, согласно прогнозам, подобные условия ожидают всех белых медведей к концу XXI века.
Ученые из Университета Восточной Англии (Великобритания) осуществили всесторонний геномный анализ данной популяции. Полученные данные исследования опубликовали в журнале Mobile DNA. Исследователи провели анализ данных РНК-секвенирования, полученных из образцов крови, взятых у семнадцати взрослых белых медведей: двенадцать особей обитали в северо-восточном, а пять – в юго-восточном регионе Гренландии.
В ходе научной работы авторы проанализировали, какие «прыгающие гены» демонстрируют большую активность в одной популяции в сравнении с другой, установили время их активации и выявили гены, кодирующие белки, которые функционируют по-разному. Полученные различия были соотнесены с биологическими процессами. В модель также были интегрированы долгосрочные метеорологические данные, что позволило статистически оценить воздействие температуры как независимого фактора на генетическую активность.
Выяснилось, что у медведей из юго-восточной популяции наблюдается повышенная активность «прыгающих генов» – участков генома, способных перемещаться и изменять работу других генов. Это свидетельствует о большей изменчивости генома медведей в ответ на стресс, вызванный изменением климата. Кроме того, было установлено, что белки, отвечающие за реакцию на перегрев в клетках белых медведей юго-восточной популяции, функционировали с гораздо большей интенсивностью. Таким образом, организм животных испытывал тепловой стресс на физиологическом уровне и затрачивал дополнительные ресурсы для защиты клеток от перегрева.
У южных медведей наблюдалось снижение активности гена BBS12, участвующего в метаболических процессах. Это может свидетельствовать о перестройке обмена веществ в связи с возможным дефицитом основного источника жирной пищи – тюленей. Вместо этого более интенсивно активировались клеточные механизмы, обеспечивающие устойчивость к стрессу, регенерацию клеток и увеличение продолжительности жизни. Проще говоря, адаптация организма к жаре сопровождалась глубокими изменениями, направленными на экономию энергии и восстановление тканей. Другим признаком генетической адаптации стала повышенная активность генов, отвечающих за противовирусную защиту и общий иммунный ответ.
Замеченная интенсивная перестройка генома белых медведей является первым свидетельством реакции организма на быстрые экологические преобразования. Ученые, авторы исследования, отметили, что выявленные генетические модификации указывают на возможность адаптации, но не способны устранить последствия утраты привычной среды обитания и ледяного покрова.