Современные популяции бурых медведей разделились около 150-100 тысяч лет назад

Генетики исследовали ДНК 39 современных и 12 древних бурых медведей, обитавших в разных уголках Голарктики. Оказалось, что этих животных можно разделить на четыре крупные популяции: европейскую, сибирскую, североамериканскую и японскую, линии которых разошлись между 150 и 100 тысячами лет назад. Вполне возможно, что этот процесс связан с начавшейся около 115 тысяч лет назад последней ледниковой эпохой. Результаты исследования в виде препринта выложены на сайте bioRxiv.org.

В конце четвертичного периода, начавшегося около 2,58 миллиона лет назад и продолжающегося в настоящее время, произошло массовое вымирание живого мира, особенно — мегафауны, то есть животных, средняя масса тела которых во взрослом возрасте превышает 45 килограмм. Из-за климатических изменений и/или деятельности людей (о том, что из этого было важней, ученые постоянно спорят) с нашей планеты исчезли неандертальцы (Homo neanderthalensis), шерстистые мамонты (Mammuthus primigenius), шерстистые носороги (Coelodonta antiquitatis), гигантские ленивцы (Mylodon darwini) и многие другие представители фауны, проживавшие на разных континентах (подробнее о том, почему время гигантских животных на Земле прошло, читайте в материале «Когда ленивцы были большими»).

Одним из крупных млекопитающих, сумевших пережить вымирание мегафауны в конце позднего плейстоцена — раннем голоцене, оказался бурый медведь (Ursus arctos). Сегодня эти животные широко распространены по Голарктике — от Европы до Северной Америки, а их численность достигает примерно 200 тысяч особей, больше половины из которых обитает на территории России. Вероятно, экологическая пластичность и очень разнообразный рацион позволяют этим крупным животным выживать. Хотя стоит отметить, что в течение эпохи голоцена (последние 11,7 тысячи лет) ареал этих животных заметно сократился, причем не в последнюю очередь из-за деятельности людей.

Такахиро Сегава (Takahiro Segawa) из Университета Яманаси совместно с коллегами из Дании решил изучить генетическую историю бурых медведей, проживающих в разных регионах Северного полушария. Для этого они проанализировали ядерную ДНК 39 современных особей и 12 древних. Два древних генома ученые прочитали в рамках текущего исследования. Так, ДНК удалось выделить из останков бурого медведя с острова Хонсю, жившего около 32,7–32,2 тысячи лет назад, а также особи из Восточной Сибири. Возраст последней, рассчитанный по молекулярным часам, составляет около 61,8 тысячи лет.

Опираясь на результаты анализа главных компонент, а также филогенетический и демографический анализы, исследователи пришли к выводу, что современных бурых медведей можно разделить на четыре крупные популяции: европейскую, сибирскую, японскую и североамериканскую. По оценкам ученых, линии этих животных разошлись в период между 150 и 100 тысячами лет назад. Вполне возможно, что этот процесс связан с начавшейся около 115 тысяч лет назад последней ледниковой эпохой.

Подобная оценка времени отделения североамериканской популяции в целом соответствует палеонтологической летописи, поскольку самым древним известным бурым медведям с востока Берингии около 70 тысяч лет. Более того, анализ древних геномов указывает на то, что медведи, обитавшие в Северной Америке, Сибири и Японии в позднем плейстоцене и раннем голоцене (как минимум в последние 11–50 тысяч лет), были предками современных животных, обитающих в этих же регионах. Это противоречит ранее выдвинутым гипотезам, основанным на анализе митохондриальных геномов, согласно которым, разные группы медведей мигрировали в Северную Америку и Японию несколько раз.

Однако в Европе наблюдается несколько иная картина. Похоже, многие медведи, обитавшие на территории этого континента в эпоху позднего плейстоцена, были генетически ближе к современным сибирским особям, нежели к более древним местным животным. Но после последнего ледникового максимума (и не позднее среднего голоцена), по-видимому, аборигенные группы медведей вновь широко расселились по Европе.

Исследователи также отметили, что современные европейские медведи генетически весьма разнообразны, уступая лишь сибирской популяции (с поправкой на то, что в этом анализе они изучали всего один сибирский геном). Правда, это не касается медведей, обитающих в Апеннинах, которые не только выделяются очень низким разнообразием, но и протяженными областями гомозиготности — следствия близкородственного смешения. Это неудивительно, поскольку этот подвид находится сегодня под угрозой исчезновения, а его численность оценивается всего лишь в несколько десятков особей. При этом самые короткие области гомозиготности присутствуют в геноме сибирского медведя.

Ранее на N + 1 рассказывали, что генетики изучили ядерную ДНК шести видов современных медведей. Оказалось, что гималайские медведи (Ursus tibetanus) произошли в результате гибридизации между предками современных северных (белых, бурых и барибалов) и южных (малайский и губач) медведей. Эти две линии разошлись около 5,91 миллиона лет назад.