Mobile DNA: глобальное потепление стало угрозой ДНК белых медведей

В результате анализа генетического материала белых медведей (Ursus maritimus) выявлены специфические изменения в их геноме, которые, вероятно, являются адаптацией к климатическим изменениям, вызванным глобальным потеплением. Впервые установлена статистически значимая корреляция между повышением температуры и мутационными процессами в геноме диких млекопитающих, что позволяет рассматривать данные изменения как эволюционный ответ на современные климатические вызовы.

Таяние морского льда, обусловленное глобальным потеплением, представляет собой критическую угрозу для выживания белых медведей, которые значительную часть года проводят на льду, охотясь на морских млекопитающих, являющихся их основным источником пищи. Сокращение периода ледостава и уменьшение площади ледового покрова приводят к дефициту пищевых ресурсов, что, по прогнозам, может привести к снижению численности популяции белых медведей на две трети к 2050 году.

Исследовательская группа из Университета Восточной Англии провела анализ образцов крови белых медведей, собранных в двух регионах Гренландии. Особое внимание уделялось изучению мобильных генетических элементов, таких как ретротранспозоны, которые способны влиять на экспрессию соседних генов и, следовательно, на фенотипические характеристики организма.

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), содержащая генетический код организма, определяет его биологические характеристики, включая рост, развитие и метаболизм. Результаты исследования продемонстрировали, что повышение температуры окружающей среды вызывает значительное увеличение активности ретротранспозонов у белых медведей в юго-восточной части Гренландии.

Обнаруженные генетические изменения затрагивают участки ДНК, связанные с терморегуляцией, старением, метаболизмом и липидным обменом. В частности, выявлены модификации в генах, ответственных за метаболизм жиров, что свидетельствует о пластичности генома белых медведей в ответ на изменение климатических условий. Питание белых медведей варьируется в зависимости от региона обитания: в более тёплых районах они потребляют больше растительной пищи, а в холодных — преимущественно жирную пищу, что отражается в структуре их генома.

Исследование выявило, что белые медведи из наиболее тёплых регионов Гренландии способны быстро адаптировать свою ДНК к изменяющимся условиям окружающей среды. Этот механизм можно рассматривать как своего рода «экстренную адаптацию», направленную на обеспечение выживания в условиях таяния льда. В перспективе планируется провести аналогичные исследования для других популяций белых медведей, численность которых составляет около 20 субпопуляций.

Генетические изменения у белых медведей могут свидетельствовать о их способности адаптироваться к климатическим изменениям, однако для предотвращения дальнейшего сокращения их численности необходимо предпринимать меры по стабилизации глобального потепления и сохранению арктических экосистем.

Аналогичные угрозы глобального потепления наблюдаются и у других видов, таких как северные олени (Rangifer tarandus). Прогнозы показывают, что к 2100 году численность популяции северных оленей может сократиться на 80 %. В предыдущих исторических периодах потепления также наблюдалось значительное снижение численности этих животных, что может повториться в будущем при сохранении текущих климатических тенденций.