Ученые из Зенкенберга секвенировали полные геномы четырех видов медведей, что позволило проанализировать эволюционную историю всех медведей на уровне генома. Это показывает, что поток генов или обмен генами между видами путем экстенсивной гибридизации возможен между большинством видов медведей, а не только с белыми и бурыми медведями. Образцы ДНК разных видов медведей поступили из разных европейских зоопарков, что подчеркивает их важность не только для сохранения, но и для исследований. Исследование, опубликованное в Scientific Reports, также ставит под сомнение существующую концепцию видов в целом, потому что другие исследования генома также часто обнаруживают поток генов между видами.
Пиззли, гролары или «медведи-капучино» - распространенные названия потомства, полученного в результате спаривания медведей гризли (Ursus arctos) и белых медведей (Ursus maritimus). «Такие гибриды среди медведей не так редки, как мы предполагали до сих пор», - говорит профессор д-р Аксель Янке из Центра исследований биоразнообразия и климата Зенкенберга во Франкфурте. В крупномасштабном анализе группа ученых во главе с немецким генетиком-эволюционистом секвенировала шесть полных геномов медведя. Каждый геном имеет размер около 2,5 миллиардов пар оснований. «Благодаря этим новым данным о солнечном медведе, медведе-ленивце, азиатском черном медведе и очковом медведе у нас теперь есть геномы всех известных видов медведей», - добавляет Янке.
Ранее предполагалось, что количество гибридов между белыми и бурыми медведями увеличивается из-за изменения климата, поскольку бурые медведи вторгаются в северные регионы, а белые медведи выходят на морской лед позже, чем обычно. Однако новые результаты показывают, что обильный поток генов среди различных видов медведей происходил в прошлом. Таким образом, гибриды не обязательно связаны с изменением климата. «Медведи могут образовывать гибриды в различных комбинациях», - объясняет Янке и добавляет: «Мы знали об этом из зоопарков. В дикой природе до сих пор это наблюдалось только для белых и бурых медведей, а также для азиатского черного и солнечного медведя».
Новые геномные данные также показывают, что между полярными и солнечными медведями должен был существовать поток генов. Однако эти два вида живут в географически совершенно разных районах и поэтому никогда не встречались. Исследователи могут объяснить это предполагаемое противоречие, предположив, что «промежуточный хозяин» или «вид-переносчик» передал гены в различных направлениях. Бурый медведь - идеальный кандидат на эту роль переносчика генов: его географическое распространение совпадает с распространением всех других видов медведей, а его геном содержит гены белого медведя. «Путем гибридизации бурый медведь мог передать эти гены белого медведя другим видам медведей в Азии», - добавляет ученый из Франкфурта.
Обнаруженный поток генов среди медведей также ставит под сомнение основную биологическую концепцию вида. Определение биологического вида предполагает, что разные виды не могут производить потомство в дикой природе или что гибридное потомство бесплодно. Самый известный пример - мул - гибрид лошади и осла. Однако было замечено, что гролары, гибриды белых медведей и гризли, часто плодовиты. Янке: «Мы должны спросить себя: верна ли по-прежнему концепция видов, учитывая, что существуют доказательства потока генов не только у медведей, но и у других животных? Поэтому, что нам нужно защищать в будущем - виды или геномные разнообразие?."
Несомненно, поразительный прогресс геномики и ее технологии также поставит под сомнение другие фундаментальные принципы биологии и исследования топлива. «Эволюция создает генетические различия и приспособления, независимо от того, называем мы эти различия видами или нет, менее важно. Однако мы должны сохранить генетическую изменчивость, чтобы защитить разнообразие и обеспечить адаптацию к будущим изменениям окружающей среды», - заявляет Янке.