Isbjørne tilpassede sig hurtigt en meget fedtholdig føde – Københavns Universitet

SCIENCE > Presse > Nyheder > 2014 > Isbjørne tilpassede si...

09. maj 2014

Isbjørne tilpassede sig hurtigt en meget fedtholdig føde

Isbjørne

En ny undersøgelse afslører ikke kun, at den brune bjørn og isbjørnen splittede op i to arter for mindre end 500.000 år siden, men også hvordan isbjørnen har tilpasset sig en langt mere fedtholdig kost. Genetiske ændringer gjorde det muligt for isbjørnene at tilpasse sig det ekstreme arktiske miljø. De nye resultater kan gavne fedmeforskningen.

Foto: Professor Rune Dietz, Aarhus Universitet

En analyse, der sammenligner arvemassen hos den brune bjørn og isbjørnen, viser, at isbjørnen som art er meget yngre end tidligere antaget, og at den udviklede sig fra den brune bjørn for mindre end 500.000 år siden. Artiklens hovedforfatter er postdoc Eline Lorenzen fra University of California, Berkeley, og Center for GeoGenetik, Statens Naturhistoriske MuseumKøbenhavns Universitet. Hun siger:

- Deres evne til at parre sig med hinanden er et resultat af deres nære genetiske forhold, som er en tiendedel af den evolutionære distance, der er mellem fx mennesker og chimpanser. Tidligere vurderinger af, hvor gammel isbjørnen er som art, lå for mellem 600.000 og fem millioner år tilbage.

Analysen blotlagde flere gener som kan have haft indflydelse på isbjørnens efterfølgende tilpasning til det ekstreme arktiske klima. Arten tilbringer meget af sin tilværelse på havisen, hvor den primært lever af en spækholdig kost fra havpattedyr.

Genom-analysen bliver offentliggjort som forside-artikel i det videnskabelige tidsskrift Cell d. 8. maj og kommer på et tidspunkt, hvor udbredelsen af den arktiske havis, som er isbjørnens levested, svinder ind. Efterhånden som de nordlige breddegrader bliver varmere, bevæger isbjørnens fjerne slægtning den brune bjørn sig længere nordpå og parrer sig i ny og næ med isbjørne.

Foto: Professor Rune Dietz, Aarhus Universitet

En af artiklens medforfattere er Rasmus Nielsen, som er professor på University of California, Berkeley, og på Statens Naturhistoriske Museum. Han siger:

- Det er virkelig overraskende, at opsplitningen er sket for så kort tid siden. Det er et emne, der har været meget debatteret. Alle de unikke tilpasninger til det arktiske miljø, som isbjørnen har foretaget, må være sket inden for et meget kort tidsrum.

Tilpasningerne omfatter ikke alene et skift fra en brun til en hvid pels og en slankere krop, men også stofskifte og fysiologiske tilpasninger.

Genetiske ændringer påvirker fedtstofskiftet

De gener, der er peget ud i undersøgelsen, er relateret til fedtsyrestofskiftet og hjertekar-funktioner, og de kan muligvis forklare isbjørnens evne til at klare en fedtrig kost, mens de på samme tid undgår fedtansamlinger i arterierne og de hjertekarsygdomme, der i så høj grad påvirker mennesker. Disse gener kan give forskerne indblik i, hvordan man kan beskytte mennesker mod de negative effekter af fedtrig kost.

Eline Lorenzen siger:

- Vi har haft stort fokus på at kortlægge de gener, der forårsager, at isbjørnen kan klare en livslang fedtholdig kost uden at blive påvirket af hjertekarsygdomme.
Genom-sammensætningen viser, at i løbet af en periode på få hundrede tusinde år drev den naturlige selektion større ændringer i de gener, der relaterer sig til fedt-transport i blodet og til fedtsyrestofskiftet. 

Foto: Professor Rune Dietz, Aarhus Universitet

- Gen-analysen viser, at i løbet af en periode på få hundrede tusinde år forårsagede naturlig selektion store ændringer i de gener hos isbjørne, der relaterer sig til fedt-transport i blodet og til fedtsyrestofskiftet. Det har muliggjort et skift til en meget fedtholdig føde, fortæller Eline Lorenzen og fortsætter:

- En isbjørns liv afhænger af fedt. Diende unger er afhængige af isbjørnemoderens mælk, der kan indeholde op til 30 % fedt, og voksne bjørne lever hovedsageligt af spæk fra havpattedyr. Isbjørnene har store fedtdepoter under huden, og fordi de primært lever i en polarørken uden adgang til ferskvand det meste af året, er de afhængige af det vand, der er et biprodukt af nedbrydningen af fedt. Ligesom hos kameler.

Eline Lorenzen bemærker, at udviklingen af det nye stofskifte til at kunne klare den fedtrige kost må være sket inden for ganske kort tid – det vil sige i løbet af nogle få hundrede tusinde år. Forskerne ved nemlig, at isbjørnene levede af en kost fra havet allerede for 100.000 år siden.

Isolering medførte tilpasning

Foto: Professor Rune Dietz, Aarhus Universitet

Isbjørnens alder som art (der er dateret til 343.000-479.000 år siden) falder sammen med en særlig lang mellemistid (varmperiode). Miljømæssige forandringer som følge af klimaændringer kunne have motiveret forhistoriske brune bjørne til at udvide deres områder mod nord. Når varmperioden sluttede og en ny istid satte ind, kunne en flok forhistoriske brune bjørne være blevet isoleret og dermed være tvunget til at tilpasse sig i en fart til de nye forhold.

Professor Eske Willerslev fra Center for GeoGenetik var en del af forskerholdet. Han siger:

- Det næste trin vil være at se tilbage i tid og analysere genomer fra fossile isbjørne for at finde ud af, hvordan tilpasningerne nærmere er foregået.

Resultaterne offentliggøres sammen med det første hele isbjørnegenom i tidsskriftet Cell d. 8. maj 2014.

Kontakt

Postdoc Eline Lorenzen, tlf.: +1 510 229 9056, mail: elinelorenzen@gmail.com

Kommunikationsmedarbejder Uffe Wilken, tlf.: 31 77 20 16, mail: ugwilken@snm.ku.dk