一项新的研究正在加强对北极熊和棕熊交织的进化历史的视角。

　　成为单独的物种并没有完全阻止这些动物相互交配。科学家已经知道这一点已经有一段时间了，但这项新研究利用了一个扩展的数据集——包括来自古代北极熊牙齿的DNA——来梳理出更多细节。

　　出现的故事揭示了类似于人类进化史的复杂性。

　　布法罗大学文理学院生物科学副教授、熊遗传学专家Charlotte Lindqvist博士说，物种的形成和维护可能是一个混乱的过程。“北极熊和棕熊发生的事情与我们所学到的关于人类进化的知识巧妙地相似：物种的分裂可能不完整。随着越来越多的古代基因组从包括尼安德特人和丹尼索瓦人在内的古代人类种群中恢复，我们看到，随着不同群体的古代人类与现代人类的祖先交配，正在发生多向遗传混合。北极熊和棕熊是你看到这种情况发生的另一个系统。”

　　她说，我们发现了北极熊和棕熊杂交的证据，这些证据早于我们研究的一只古老的北极熊。此外，我们的结果显示了棕熊和北极熊之间复杂、交织在一起的进化史，棕色熊进入北极熊的主要基因流方向。这颠倒了其他研究人员提出的一个假设，即基因流动是单向的，在上一个冰河时代的高峰期进入棕熊。”

　　该研究将于6月6日那一周发表在《美国国家科学院院刊》上。它由美国UB的Lindqvist领导。；墨西哥国家生物多样性基因组学实验室（LANGEBIO）和美国德克萨斯理工大学的Luis Herrera-Estrella；芬兰奥卢大学的Kalle Leppälä。Tianying Lan博士是Daisel Arbor Biosciences的前UB博士后研究员，是Leppälä的共同作者。

　　适应北极的北极熊从棕熊那里捕获适应低纬度生命的遗传物质的概念，是关注气候变化对受威胁物种影响的科学家可能感兴趣的几项发现之一。

　　随着世界变暖和北极海冰的减少，北极熊和棕熊可能会在它们的分布范围重叠的地方更频繁地相遇。Lindqvist说，这使得他们共同的进化史成为特别有趣的研究课题。

　　物种分裂可能是一个混乱的过程

　　正如Lindqvist解释的那样，科学家曾经认为现代人类和尼安德特人在从共同祖先进化而来后简单地分裂成不同的物种。她说，然后，研究人员在现代欧亚人中发现了尼安德特人的DNA，这意味着现代人类在他们共同进化史的某个时候从尼安德特人那里获得了基因的涌入。

　　Lindqvist补充说，直到后来，科学家才意识到这种基因混合也用现代人类基因补充了尼安德特人种群。她说，换句话说，杂交可能很复杂，不一定是单行道。

　　研究人员表示，关于熊的新研究揭示了一个非常相似的故事：分析发现北极熊和棕熊基因组都有杂交的证据，特别是北极熊具有棕熊DNA涌入的强烈特征。Lindqvist说，早期的研究只提出了逆模式。

　　DNA如何帮助揭示古代生活史，这令人兴奋。基因流动方向比仅仅其存在更难确定，但这些模式对于了解过去的适应如何在物种之间转移以赋予现代动物当前特征至关重要，”奥卢大学数学科学研究部博士后研究员Leppälä说。

　　德克萨斯州植物和土壤科学系主任、总统植物基因组学杰出教授兼作物非生物压力耐受基因组学研究所所长Herrera-Estrella博士说，人口基因组学是一个越来越强大的工具箱，用于研究动植物进化以及人类活动和气候变化对濒危物种的影响。他也是LANGEBIO的名誉教授。熊不会像人类进化那样提供简单的物种形成故事。这项新的基因组研究表明，哺乳动物物种群可以隐藏复杂的进化史。

　　来自现代熊基因组的证据——以及来自古代牙齿的DNA

　　该研究分析了64只现代北极熊和棕熊的基因组，包括来自阿拉斯加的几个新基因组，阿拉斯加州发现了这两个物种。

　　该团队还为一只生活在115,000至13万年前在挪威斯瓦尔巴群岛的北极熊制作了一个新的、更完整的基因组。古代北极熊的DNA是从附着在亚化石颌骨上的牙齿中提取的，该牙骨现在存放在奥斯陆大学自然历史博物馆。

　　使用这些数据集，研究人员估计，北极熊和棕熊在大约130万到160万年前开始成为不同的物种，更新了一些科学家之前所做的评估。Lindqvist说，分裂的时代一直是并仍然是科学辩论的话题，过去的杂交和古代北极熊的化石证据有限，这些因素使时机难以确定。

　　无论如何：新研究得出结论，北极熊在成为自己的物种后，经历了数量急剧下降和长期的遗传瓶颈，使这些熊的遗传多样性比棕熊少得多。这些发现证实了过去研究，指出了同样的趋势，并增加了支持这一假设的证据。

　　加上对基因流动的分析，这些发现为北极熊和棕熊混乱、交织的进化史提供了新的见解。

　　国际研究团队包括来自UB、LANGEBIO、德克萨斯理工大学、奥卢大学、远西北艺术与科学研究所、阿拉斯加鱼类和野生动物系、奥斯陆大学自然历史博物馆、南洋理工大学、赫尔辛基大学和奥胡斯大学的科学家。

　　这项研究由美国国家鱼类和野生动物基金会资助。国家科学基金会、阿拉斯加鱼类和野生动物部以及美国地质调查局。