冰河时代的幸存者：棕熊是如何战胜灭绝的？

棕熊是当今最大的陆生食肉动物之一，广泛分布于北半球。与上一个冰河时代结束时面临灭绝的许多其他大型食肉动物（洞熊、剑齿虎、洞鬣狗）相比，棕熊是幸运的幸存者之一，它们一直生存到现在，这个问题困惑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，尽管棕熊广泛分布于整个北冰洋地区，但其分布范围却大为缩小，在某些地理区域甚至已经灭绝。以前利用遗传数据进行的研究为了解棕熊的进化史提供了宝贵的资料。然而，大多数研究仅限于当代个体或线粒体 DNA，从而限制了对现今之前种群过程的了解。

研究人员在论文中展示了来自日本本州和西伯利亚东部的两只晚更新世棕熊的基因组数据，并将其与已发表的棕熊全北极分布区的当代和古代基因组数据相结合，研究棕熊种群之间的时空进化关系。通过纳入在目前分布范围之外采样的晚更新世和全新世个体的基因组数据，发现了当代种群中不存在的多样性。

值得注意的是，虽然当代个体显示出地理结构上的种群，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样本中有所不同。将古棕熊纳入分析为棕熊的进化史提供了新的视角，有助于理解在晚第四纪消失的棕熊种群和多样性。

棕熊的生态适应性很强，饮食范围很广。虽然棕熊是肉食动物，但它们的食物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，棕熊在上一个冰河时期也经历了广泛的分布范围缩小和地区性灭绝。棕熊曾生活在包括爱尔兰、日本第一大岛本州和加拿大魁北克在内的更广阔的区域。

某些地区熊种群数量的减少或消失，是因为熊离开了这些地方，去了它们目前仍然生活的更好的地方，还是具有独特基因的独特熊群栖息在这些地区并灭绝，导致物种整体多样性的丧失？

丹麦哥本哈根大学和日本山梨大学的研究人员通过研究距今3800年至6万年前的古棕熊基因组（包括棕熊现分布区以外的几个个体），试图通过调查棕熊之间跨越时空的进化关系来解决这个问题。

他们的研究表明，棕熊并没有简单地随着环境的变化而迁移，而是出现了种群灭绝。远古棕熊代表了当今棕熊种群所不具备的遗传多样性。虽然棕熊在全球大灭绝中幸存了下来，但它们的历史分布范围和遗传多样性却遭受了相当大的损失。

这一新观点强调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期间和之后也面临着挑战。

该研究的资深作者迈克尔-韦斯特伯里（Michael Westbury）补充说：”在我们继续努力应对人类与野生动物共存的挑战时，从深远的过去获得的洞察力对于塑造可持续的未来非常宝贵。尽管研究最近的标本可以提供一些见解，但通过纳入过去和某一物种不再存在的地区的样本，我们可以更好地量化当前多样性模式是如何产生的，并为预测它们如何应对未来的环境变化提供信息。”

参考文献：Takahiro Segawa、Alba Rey-Iglesia、Eline D. Lorenzen 和 Michael V. Westbury 于 2024 年 1 月 24 日发表于《英国皇家学会会刊B》，题为”从过去和现在棕熊种群的基因组推断全北极棕熊种群的起源和多样化”（The origins and diversification of Holarctic brown bear populations inferred from genomes of past and present populations）。

DOI: 10.1098/rspb.2023.2411

编译来源：ScitechDaily