Dalam Pleistocene, beruang kutub menyeberang dengan coklat • Elena Naimark • Berita sains mengenai "Unsur" • Genetik, Bioinformatik

Di Pleistocene, beruang kutub dihiburkan dengan coklat

Hibrid beruang putih dan coklat di zoo: di sebelah kanan perempuan di sebelah kiri lelaki turun di bawah dua jenis beruang. Foto dari news.bbc.co.uk

Berdasarkan pelbagai data baru mengenai DNA mitochondrial dari beruang putih dan coklat, saintis telah mencadangkan berulang kali hibridisasi dua spesies pada masa lalu. Hipotesis ini kelihatan lebih baik daripada yang dibahas sebelumnya: beruang kutub adalah kumpulan monofiletik, dipisahkan dari beruang Alaskan atau Siberia semasa zaman ais. Pilihan satu atau versi lain, nampaknya, bergantung kepada kebolehpercayaan kaedah yang digunakan untuk pembinaan semula filogenetik.

Garisan berbilang warna beruang ditakrifkan dari titik geografi yang berbeza yang meliputi seluruh beruang coklat sepanjang 50 ribu tahun yang lalu (14 lokasi). Ini adalah masa anggaran kewujudan generasi beruang kutub ibu semasa. Garis hitam dalam rajah, ini adalah beruang kutub. Melihat dekat, anda akan melihat bahawa beberapa baris mengubah naungan. Sebagai contoh, beberapa baris dalam gelung saya menukar warna denganbiru pada kuning. Ini bermakna individu-individu keturunan ibu ini berhijrah dari Eropah ke Asia. Jika biru digantikan merah jambu, perjalanan berakhir di rantau Scandinavia, dsb.MasaaSkala ini diberikan oleh jam molekul, bukan oleh data paleontologi. Kelabu gelap Jalur latar belakang bermaksud zaman glasier, dan kelabu muda – interglasi. Skim artikel yang dibincangkan dalam Bahasa Malaysia Biologi semasa

Kerja-kerja ke atas asal-usul beruang kutub, diterbitkan dalam jurnal Biologi semasa, menggambarkan dengan pasti semua masalah dan peluang informatik biologi hari ini.

Titik permulaan untuk kajian ini adalah penemuan sisa fosil dua beruang kutub. Salinan pertama berasal dari kepulauan Arktik Svalbard (Svalbard, Svalbard) dari lokasi dengan usia 130-110 ribu tahun. Yang kedua, yang umurnya dianggarkan kira-kira 115 ribu tahun, didapati di Northern Norway. Daripada tulang mereka (rahang dalam kes pertama, tulang rusuk di kedua), DNA mitokondria sebelum ini terasing dan urutan nukleotida sepadan ditentukan. Ternyata DNA mitochondria kuno tidak sama dengan mtDNA beruang kutub moden. Bagaimana untuk menjelaskannya? Perbincangan bermula dengan penglibatan semua data DNA beruang, pengumpulan blok data genetik baru dan pelbagai fakta menanggung genetik, sejarah dan biologi.Data-data ini membentuk gambaran yang agak koheren mengenai penyelesaian dan evolusi beruang coklat dan polar.

Kenyataan berikut diketahui menjadi penting semasa perbincangan. Pertama, genom mitochondrial beruang kutub dicirikan oleh kepelbagaian yang rendah, julatnya dilindungi sepenuhnya oleh polimorfisme mtDNA beruang coklat. Pada masa yang sama, sarang beruang kutub berbeza dengan ketara daripada coklat dan morfologi, dan ekologi, dan penanda gen nuklear. Kedua, beruang coklat dan kutub boleh menyambung dan menghasilkan anak subur, seperti yang telah dicatat oleh ahli biologi dalam pemerhatian selama 5 tahun yang lalu. Ketiga, garis-garis beruang coklat dan polar menyimpang, seperti yang diyakini, 800-150 ribu tahun yang lalu (Pleistocene tengah) akibat pengasingan populasi beruang coklat di Siberia. Dan akhirnya, perlu diingat bahawa disebabkan oleh bilangan beruang kutub yang rendah, kehilangan (atau kepupusan) garis-garis ibu (baca: garis mtDNA) bukan peristiwa yang jarang berlaku.

Pertama-tama, bioinformatik merangkum data tentang beruang putih dan coklat yang disimpan dalam pangkalan data urutan DNA GenBank pada pelayan Pusat Kebangsaan Maklumat Bioteknologi AS.Dalam pangkalan data ini, terdapat 168 mtDNA urutan beruang, termasuk kedua-dua beruang kutub fosil. Seterusnya, genetik mula berfungsi: mereka menambah data ini dengan 74 salinan lagi coklat dan beruang kutub, menonjolkan dan mengenal pasti serpihan tertentu mtDNA mereka. Jilid kerja sedemikian sekarang cukup dilaksanakan dalam masa yang singkat. Adalah penting bahawa serpihan-serpihan bacaan baru bukan hanya beruang moden (17 beruang kutub moden), tetapi juga kepada yang lebih kuno (34 beruang Holocene, 23 beruang coklat kuno dari Ireland dan Britain). Ternyata jumlah 53 beruang kutub dan 189 beruang coklat.

Selepas itu, bioinformatik mengambil alih dan membina sebuah pokok phylogenetic untuk keseluruhan set data serpihan 242 mtDNA. Dan untuk teknologi ini telah dikembangkan. Pokok yang dihasilkan kelihatan seperti ini:

Dalam skema ini, empat klad ditonjolkan, iaitu kumpulan beruang dengan komuniti filogenetik. Yang paling menarik untuk kajian ini terhadap harta II, ia menyatukan semua beruang kutub, termasuk dua spesimen purba dari Norway, dan orang Ireland kuno, dan spesimen beruang coklat dari Southeast Alaska – dalam gambarajah yang ditetapkan sebagai ABC: Admiralty Island (Admiralty Island) Baranova (Pulau Baranof) dan Chichagova (Pulau Chichagof).Adalah penting untuk menekankan bahawa beruang kutub – moden dan purba – telah dipecahkan, manakala bahagian purba menghampiri garis-garis tenggara Alaska, dan bahagian moden – kepada orang Ireland kuno. Clade I – menyatukan spesimen Eropah, Scandinavia dan Afrika. Spesimen moden Ireland beruang coklat juga tergolong di sini. Treasure III dan IV menggambarkan kombinasi kompleks Alaskan, Siberia, Kamchatka dan beruang coklat Timur Eropah.

Selanjutnya, mengikut tarikh yang dikira dari perbezaan garis ibu, corak penghijrahan beruang coklat dan polar telah dipulihkan. Ia ditunjukkan dalam angka berikut, dan versi dinamiknya dipaparkan di sini.

Sekarang, mempunyai skim untuk penyelesaian coklat dan beruang kutub, saintis telah membina senario yang mungkin untuk evolusi beruang kutub. Menurut yang pertama, yang diterima sebelum ini, garis-garis moden beruang kutub adalah keturunan monophyletik garis kuno beruang coklat Irlandia, yang pada gilirannya berasal dari Alaskan tenggara. Coklat coklat Ireland sendiri dibahagikan kepada dua kumpulan kakak – satu punah, yang lain moden. Hipotesis ini tidak sesuai sama ada masa yang dikira oleh jam molekul atau masa paleontologi penampilan garis kuno beruang kutub.Rekonstruksikan tidak membenarkan menggabungkan kedua-dua beruang kutub purba dan moden ke dalam garis monophyletik. Dua lagi senario mencadangkan kemungkinan hibridisasi beruang kutub dengan coklat Ireland. Dalam kes ini, peristiwa hibridisasi berlaku dua atau tiga kali lebih 120 ribu tahun. Anggapan hibridisasi membantu menjelaskan persamaan mtDNA dari beruang putih dan coklat dan perbezaan mtDNA antara garis beruang kutub purba dan moden.

Anak panah menunjukkan arah penghijrahan garisan ibu beruang coklat dan kutub lebih dari 120 ribu tahun; semakin sengit warna merah jambu anak panah, semakin banyak penghijrahan ke arah ini (faktor BF – Bayes). Perhatikan bahawa arahan umum penghijrahan adalah dari timur ke barat. Skim artikel yang dibincangkan dalam Bahasa Malaysia Biologi semasa

Hipotesis realistik adalah berdasarkan terutamanya untuk menentukan umur fosil beruang putih dan coklat, serta mengira usia garisan beruang individu. Untuk penentukuran jam molekul digunakan, khususnya, umur fosil beruang putih dan coklat. Walau bagaimanapun, penentuan usia mereka memberikan pelbagai kemungkinan kesalahan yang sangat luas.Oleh itu, penemuan paleontologi dan radiokarbon bagi sisa fosil beruang kutub berbeza dari 130 hingga 40 ribu tahun. Usia titik pemisahan harta karun putih dan coklat purba, mengikut kaedah yang digunakan untuk membina skema filogenetik, berbeza dengan paleontologi dan radiokarbon dating. Para penulis mencatatkan bahawa masa anggaran divergensi clade juga sangat bergantung kepada kaedah penentukuran jam molekul. Oleh itu, perbincangan lanjut tentang evolusi beruang kutub, nampaknya akan menyelidiki keutamaan metodologi kaedah bioinformatik. Ahli-ahli alam sekitar akan dengan sabar menunggu keputusan perbincangan, kerana jika hibridisasi dilakukan dan merupakan bahagian yang perlu dan tidak terpisahkan dari evolusi beruang kutub, maka orang-orang moden harus mengharamkan perburuan untuk semua beruang kutub, termasuk kacukan. Sekarang menembak kacukan kutub kutub dibenarkan.

Sekarang, disebabkan perubahan iklim dan pencairan ais Artik, kacukan warna beruang putih dan coklat muncul, sehingga selepas beberapa ribu tahun, penampilan beruang kutub dapat berubah dengan ketara. Tetapi ia adalah baik untuk manusia ingat kekwa kutub seperti itu. Foto dari www.animalwallpaper.org

Sumber: Ceiridwen J.Edwards, Marc A. Suchard, Philippe Lemey, John J. Welch, Ian Barnes, Tara L. Fulton, Ross Barnett, Tamsin C. O'Connell, Peter Coxon, Nigel Monaghan, Cristina E. Valdiosera, Eline D. Lorenzen, Eske Willerslev, Gennady F. Baryshnikov, Andrew Rambaut, Mark G. Thomas, Daniel G. Bradley, Beth Shapiro. Matriline Bear Polar Biologi semasa. 07 Julai 2011. Doi: 10.1016 / j.cub.2011.05.058.

Elena Naimark


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: