棕熊是当今最大的陆生食肉动物之一,广泛分布于北半球。 与上一个冰河时代末期面临灭绝的许多其他大型食肉动物(穴熊、剑齿虎、洞鬣狗)相比,棕熊是幸运的幸存者之一,它们一直活到现在,这个问题困扰了生物学家近一个世纪——为什么会这样?
棕熊(ursus arctos)是第四纪晚期巨型动物灭绝的幸存者之一。 然而,尽管棕熊遍布整个北冰洋,但它们的活动范围已经大大缩小,在某些地理区域,它们甚至已经灭绝。 以前使用遗传数据的研究为了解棕熊的进化历史提供了有价值的信息。 然而,大多数研究仅限于当代个体或线粒体DNA,限制了对前现代种群过程的理解。
研究人员展示了来自本州、日本和东西伯利亚的两只晚更新世棕熊的基因组数据,并将它们与已发表的来自全北极棕熊范围的当代和古代基因组数据相结合,以研究棕熊种群之间的时空进化关系。 通过纳入来自晚更新世和全新世个体的基因组数据,这些个体在其当前范围之外采样,发现了当代人群中不存在的多样性。
需要注意的是,虽然当代个体表现出地理结构的种群,很可能是由距离隔离驱动的,但这种模式在不同地区的古代标本中有所不同。 将古代棕熊纳入分析为棕熊的进化历史提供了新的视角,有助于了解晚第四纪消失的棕熊的种群和多样性。
棕熊具有生态适应性,饮食范围广泛。 虽然棕熊是食肉动物,但它们的饮食也可以主要由植物组成,这使它们能够适应环境的变化。 然而,在上一个冰河时代,棕熊也经历了广泛的活动范围缩小和区域灭绝。 棕熊生活在更广阔的地区,包括爱尔兰、日本最大的岛屿本州和加拿大魁北克。
某些地区的熊种群数量下降或消失是因为熊离开了这些地区,去了它们仍然生活的地方,还是具有独特基因的独特熊种群栖息在这些地区并灭绝,导致整体物种多样性的丧失?
来自丹麦哥本哈根大学和日本山梨大学的研究人员试图通过研究可追溯到3,800至60,000年前的古代棕熊的基因组来研究棕熊之间跨越时空的进化关系,从而解决这个问题,其中包括目前棕熊范围之外的几个个体。
他们的研究表明,棕熊不仅会随着环境的变化而迁徙,而且会随着种群灭绝而灭绝。 古代棕熊代表了当今棕熊种群中没有的遗传多样性。 虽然棕熊在全球大灭绝中幸存下来,但它们的历史范围和遗传多样性却遭受了相当大的损失。
这一新视角突出了棕熊历史上的一个关键时期,以及它们在上一个冰河时代和之后面临的挑战。
该研究的资深作者迈克尔·韦斯特伯里(Michael Westbury)补充说:"随着我们继续努力应对人类与野生动物共存的挑战,从影响深远的过去中获得的见解对于塑造可持续的未来将是无价的。 尽管研究最近的标本可以提供一些见解,但通过包括过去的样本和物种不再存在的地区,我们可以更好地量化当前的多样性模式是如何产生的,并告知它们如何应对未来的环境变化。 "
参考资料: Takahiro Segawa, Alba Rey-Iglesia, Eline D洛伦岑和迈克尔五世Westbury于2024年1月24日发表在《英国皇家学会会刊B》上,题为:"全北极棕熊种群的起源和多样化是从过去和现在的棕熊种群的基因组中推断出来的"(the origins and diversification of holarctic brown bear populations inferred from genomes of past and present populations)。
doi: 10.1098/rspb.2023.2411
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