Изменения в ДНК белых медведей на юго-востоке Гренландии выявили ученые из University of East Anglia (Великобритания). Так животные пытаются адаптироваться к потеплению климата. Здесь проживает недавно обнаруженная популяция белых медведей (Ursus maritimus), обитающая в более теплой климатической зоне, подобной той, что ожидается в ближайшем будущем из-за существенного сокращения площади морского льда.
По прогнозам, уже к 2050 г. вымрут порядка 75% белых медведей, а к 2100 г. – исчезнут полностью. Виной тому – антропогенное изменение климата.
Ученые пытаются выяснить, возможно ли спасти медведей, есть ли в их популяции механизмы адаптации к изменению климата.
Они исследовали геномы двух субпопуляций белых медведей Гренландии - в более прохладном северо-восточном регионе и более теплом юго-восточном. Изучались образцы крови 17 взрослых особей – 5 самок и 7 самцов из северного района восточного побережья и 2 самок и 3 самцов – из южного. И сравнивались с эталонными данными по белым медведям.
Отметим, северо-восточная Гренландия – это арктическая тундра. На юго-востоке острова - лесотундра, граница ледникового щита быстро отступает на север, много осадков и сильные ветра. Медведи теряют среду обитания и кормовую базу. Вероятность сокращения их популяции более чем на 90 % в течение 40 лет составляет 71 %.
В ходе исследования анализу подвергались мобильные генетические элементы - участки ДНК, способные менять свое положение в геноме. В геноме белых медведей мобильные генетические элементы составляют 38,1% генома. Они могут влиять на эволюцию, самовоспроизводясь, встраиваясь в геном и меняя экспрессию генов (активность в синтезе РНК). Изучалась зависимость этих процессов от температуры окружающей среды по данным за период 1958-2024 гг. Исследователи обнаружили точки активности в геноме – участки, где экспрессия генов повышена. Эта экспрессия была высокой в тех генах, которые отвечают за терморегуляцию, старение и метаболизм.
Оказалось, что у белых медведей, обитающих на более теплом юго-востоке, экспрессия генов более высокая. Ученые выявили 179 статистически значимых различий между обитателями севера и юга Гренландии. У юго-восточной популяции также наблюдается более существенное отличие от эталонного генома.
При этом у медведей с юга значительно повышены уровни генов белков теплового шока. Кроме того, высока активность белков, связанных с окислением липидов. Это говорит о пищевом стрессе белых медведей. Более теплая среда может влиять на их рацион. А если запас жиров меньший, это влияет на размножение, снижая вероятность рождения детенышей. Ранее обнаружили, что из-за потепления число беременностей белых медведей сократилось на 28 %. Обитатели регионов, где площади морского льда сокращаются, подвержены более высокому риску заражения патогенами.
Точно такие же процессы в условиях дальнейшего потепления наступят и в популяции, обитающей в северных районах Гренландии.
Доктор Alice Godden из University of East Anglia поясняет, почему открытие механизма адаптации медведей к изменению климата важно и как спасти животных от вымирания: «Оно впервые показывает, что уникальная группа белых медведей в самой теплой части Гренландии использует «прыгающие гены» для быстрой перестройки собственной ДНК, что может быть отчаянной попыткой выжить в условиях таяния морского льда. Однако мы не можем расслабляться. Это дает нам некоторую надежду, но не означает, что белые медведи находятся в меньшей опасности вымирания. Нам по-прежнему нужно делать все возможное, чтобы сократить глобальные выбросы углекислого газа и замедлить повышение температуры».