Бурая Ева белых медведей

Климат в Арктике меняется: температура растет, уровень моря тоже, льды тают. Среди проблем, порождаемых этими изменениями, многих людей волнует вопрос о судьбе белых медведей. Как они приспособятся к новым условиям, не придется ли их спасать, а если придется, то как? В свое время поголовье практически вымерших зубров восстановили, скрещивая уцелевших животных с бизонами. Белого медведя теоретически можно гибридизовать только с бурым, но что выйдет из такого скрещивания? Ответить на эти вопросы можно, изучив эволюционную историю семейства медвежьих, в частности время и условия происхождения белого медведя Ursus maritimus от бурого U. arctos. В масштабных исследованиях приняли участие ученые из Ирландии, Соединенного Королевства, Дании, Швеции, Бельгии, Соединенных Штатов, Испании и России. Руководили работой профессора Дэниел Бредли (Daniel G. Bradley) из Смёрфитского института генетики Тринити-колледжа Дублинского университета (Smurfit Institute of Genetics at Trinity College, University of Dublin) и Бет Шапиро (Beth Shapiro) из университета Пенсильвании (Penn State University).

Исследователи сравнили 242 последовательности митохондриальной ДНК (мтДНК) U. maritimus и U. arcto, используя материал выделенный из ископаемых остатков медведей, живших в разных местах в последние 120 тыс. лет, и ДНК современных животных. В том числе, они извлекли ДНК из костей 23 вымерших ирландских медведей, 4 полярных медведей эпохи раннего голоцена (около 8 тыс. лет назад) и 30 белых медведей, живших еще раньше. Старейшие образцы мтДНК белых медведей выделены из челюстных костей, найденных на Шпицбергене и в северной Норвегии (110-130 тыс. лет и 115 тыс. лет, соответственно). Кроме того, ученые использовали ДНК 17 современных полярных медведей и данные о митохондриальных последовательностях бурых медведей, собранные в GenBank.

Как показал анализ мтДНК, древних белых медведей, живших более 100 тыс. лет назад, нельзя считать прямыми предками современных животных. Нынешние представители вида имеют последовательности мтДНК, свойственные ирландским бурым, жившим в последнюю ледниковую эпоху, около 45 тыс. лет назад; следовательно, они представляют собой потомков гибридов ирландских бурых медведей с древними полярными. Поскольку митохондрии передаются по женской линии, от матерей, потомкам, прародителями современных белых медведей стали отпрыски бурой ирландской медведицы и доисторического полярного медведя. Гибридизация имела место около 30 тыс. лет назад, во время последнего оледенения, возможно, не единожды. Более детальную картину исследователи пока восстановить не могут из-за трудностей с точной датировкой ископаемых медвежьих костей.

Обычно межвидовая гибридизация происходит в районах, где численность обоих видов низка, а условия не слишком благоприятны. В эпоху последнего оледенения дело обстояло именно так. Палеарктика то покрывалась ледниками, то оттаивала. Большая часть Ирландии находилась подо льдом, Ирландское и Кельтское моря замерзали, древние полярные медведи обосновались на побережье и береговых льдах. Но на юге острова оставались свободные ото льда участки, покрытые тундрой. Там ютились, пережидая оледенение, бурые ирландские медведи и на побережье встречались с белыми. В результате возникла популяция гибридов, обладателей «ирландских» митохондрий, которые и стали предками современных полярных хищников.

Судя по тому, что гибриды полностью вытеснили отцовский вид, они оказались более приспособленными к суровым арктическим условиям. Так оледенение, которое изменило границы ареалов и свело вместе два вида, решило дальнейшую судьбу белого медведя.

Несмотря на тесное родство, белый и бурый медведи остаются самостоятельными видами нца протяжении по крайней мере 300 тыс. лет. Они сильно различаются цветом меха, структурой зубов, формой тела и средой обитания. Однако гибридизация между ними возможна, и условия для нее сейчас имеются: в последние годы «бело-бурых» медведей изредка замечают в природе. Только теперь на ареалы животных влияет потепление: бурые медведи иногда добираются до зоны паковых льдов, а белые чаще выходят на берег.

Если количество гибридных медведей в Арктике возрастет, специалистам придется задуматься об их сохранении, поскольку они могут сыграть важную роль в сохранении вида. Таково, во всяком случае, мнение Бет Шапиро.

Впрочем, ученые уже сейчас могут представить, как будет выглядеть и вести себя новый «бело-бурый» гибрид. В Германии, в зоопарке Оснабрюк (Osnabruck), у бурой матери и белого отца родилось двое медвежат: самец и самочка. Когда они достигли трехлетнего возраста, специалисты зоопарка и зоологи из университетов Осанбрюка и Грайфсвальда исследовали особенности их облика и поведения.

Длина тела самца достигает 2,3 м, мех зимой серовато-коричневый, а летом серовато-голубой. Самка мельче (1,9 м) и светлее: летом светло-бежевая, зимой светло-серая. У обоих медведей темная полоска вдоль хребта. По форме головы и расстоянию между глазами гибридные отпрыски больше похожи на бурого медведя, а длиной шеи и хвоста — на белого. Силуэт и размер туловища — промежуточные, на подошвах растет шерсть, хотя и не покрывает их целиком, как у полярного медведя. У бурого подошва кожистая, практически безволосая.

Для исследования особенностей медвежьего поведения животным предлагали разные предметы, которые помещали на землю либо в бассейн: кости, бревна и бочки, плот, тракторную гусеницу, джутовый мешок. Оказалось, что с гусеницей и бочками медведи обращаются своеобразно: стоя на задних лапах, опускаются на предмет передними. А джутовый мешок они берут в пасть и мотают головой из стороны в сторону; особенно этим отличался самец. Такие повадки характерны для белых медведей. Передними лапами они долбят лед по краям лунок, когда охотятся на тюленей, а с пойманной добычей обращаются так же, как гибридные особи с джутовым мешком. Интересно, что после рождения медвежат их отца отправили в другой зоопарк, так что перенять особенности его поведения детеныши не могли. Очевидно, эти охотничьи повадки закреплены генетически. Отдыхают гибриды в той же позе, что и полярные медведи: лежа на брюхе и вытянув задние лапы. Плавают они лучше бурых медведей, но хуже белых.

Суммируя наблюдения, исследователи пришли к выводу, что самка больше напоминает белого медведя внешне, а самец — поведением. Конечно, нельзя по двум особям судить о том, какой может быть популяция потомков бурого и полярного медведей, но некоторое представление составить можно.

Edwards et al., Ancient Hybridization and an Irish Origin for the Modern Polar Bear Matriline, Current Biology (2011), doi:10.1016/j.cub.2011. 05.058

А. Preuft, U.Ganslofter, G. Purschkea,U. Magiera, Bear-hybrids: behavior and phenotype. Zool. Garten N.F.78(2009) 204-220