Отличие бурого медведя от белого: Чем белый медведь отличается от бурого. Кто из них круче? | Заметки о животных
Чем белый медведь отличается от бурого. Кто из них круче? | Заметки о животных
Чем белый медведь отличается от бурого. Кто из них круче?Медведи являются одними из самых крупных хищников, обитающих на суше. А также — одними из самых сильных животных.
Семейство медвежьих насчитывает несколько разных видов, среди которых самыми известными, конечно же, являются белый и бурый медведи.
Несмотря на близкие родственные связи эти грозные хищники во многом отличаются друг от друга.
И в сегодняшней статье хочу рассказать вам об основных отличиях между ними. Ведь, как вы понимаете, отличаются эти косолапые не только цветом меха.
Чем белый медведь отличается от бурого. Кто из них круче?Белый и бурый: есть ли разница?
Разница есть, и еще какая.
Во-первых, белый и бурый медведи отличаются внешне. Это можно заметить даже невооруженным взглядом.
У белого медведя более удлиненное тело и более длинная шея. А также он крупнее бурого медведя.
Чем белый медведь отличается от бурого. Кто из них круче?Собственно, в семействе медвежьих именно белый медведь считается самым крупным его представителем.
Давайте посмотрим на размеры этих хищников, что все стало понятно.
Бурый медведь имеет несколько подвидов, поэтому в среднем его вес колеблется в пределах 250-450 кг. Тяжеловесами являются:
- обыкновенный бурый медведь;
- гризли;
- кадьяк.
Средний вес обыкновенного бурого медведя, который распространен на территории Европы, обычно не превышает 300-350 кг, но может и до 400 кг доходить в отдельных случаях.
Чем белый медведь отличается от бурого. Кто из них круче?Но, например, на Камчатке бурые медведи весом 400 кг не являются редкостью.
Вес гризли может превышать 450 кг. Это довольно крупный и опасный зверь. Но бесспорным лидером среди косолапых тяжеловесов с бурым цветом меха является кадьяк.
Взрослый кадьяк может «отъедать пузо», пока его вес не перевалит за отметку в 700 кг.
Чем белый медведь отличается от бурого. Кто из них круче?Ну а теперь давайте рассмотрим белого медведя.
Средний вес взрослого умки достигает 450-500 кг. Однако встречаются в дикой природе Арктики и настоящие тяжеловесы, вес которых составляет порядка 800-1000 кг.
Что касается размеров, то в целом белый и бурый медведи одинаковы — длина тела составляет около 2,5 м. Хотя белые могут вымахать и до 3 м в длину, да и визуально кажутся больше.
Чем белый медведь отличается от бурого. Кто из них круче?Какие еще есть различия
Глядя на медведя, нельзя не заметить его огромные невтяжные когти. У бурого — они могут достигать до 10 см в длину, тогда как у белого медведя они покороче — до 7 см.
Коренные зубы у умки также немного мельче, чем у бурого медведя, а вот клыки — крупнее и мощнее.
Обоняние у белого медведя достаточно хорошее, но все же уступает обонянию бурого родственника. А вот зрение у полярника идеально.
Тюленя, который отдыхает на льду, умка может заметить на дистанции 1-2 км.
Чем белый медведь отличается от бурого. Кто из них круче?Глаза белого медведя не только приспособлены хорошо видеть даже ночью, но также способны ясно и отчетливо воспринимать объекты под водой.
Слух белого медведя также хорош — звук вездехода он способен услышать за 2-3 км. А шаги человека по снегу он может услышать на расстоянии до 300 метров.
Есть различия и в питании.
Если бурый медведь является всеядным хищником (то есть способен питаться как мясом, так и растительной пищей), то белый медведь — исключительно плотоядный.
А еще белого медведя вы никогда не увидите в цирке.
Не потому, что он, как некоторые думают, менее сообразителен, а потому что более опасен и агрессивен.
Чем белый медведь отличается от бурого. Кто из них круче?В плане скорости умка заметно уступает бурому медведь. Если последний способен разгоняться до 50 км/ч, то белый медведь обычно бегает со скоростью до 30 км/ч, и то недолго.
Кто из этих двух медведей круче, однозначно сказать сложно.
У каждого из них есть свои плюсы и минусы.
Но, как мне кажется, белый медведь на фоне своего бурого родственника выглядит более уверенно. А что думаете вы по этому поводу?
сходства, различия и фото медведей.
Медведи относятся к самым крупным хищным животным с мощным телом, массивной головой и сильными пятипалыми лапами.
Бурый медведь
Бурый медведь или медведь обыкновенный – это лесной зверь, хищное млекопитающее. В России он обитает в гари с густой зарослью кустарников, лиственных пород и лесных массивах с буреломом. Может бывать в высокогорных лесах. В Северной Америке отдаёт предпочтение альпийским лугам, побережью и тундре, в Европе – горным лесам.
Бурый медведь.Бурый медведь.Несмотря на название, эти медведи могут иметь разнообразный окрас: от бежевого до чёрного, красноватого и жёлтого. Самым обычным является бурый цвет шерсти. Этот вид, в зависимости от среды обитания, варьирует в росте – от 1,3 до 2 метров, и весе – от 350 до 600 кг.
Бурый медведь.Бурый медведь.Бурые медведи всеядные. Третья часть рациона включает растительную пищу, в виде лесных ягод, орехов, корней, стеблей трав, жёлудей. Также они питаются насекомыми, грызунами, лягушками, ящерицами и рыбой. Данный вид – одиночное животное с бродячим образом жизни в постоянном поиске пищи. В молодом возрасте медведи отлично плавают и лазают по деревьям.
Бурые медведи активны в течении всего дня, несмотря на неуклюжесть, могут развивать скорость до 50 км/час. К зиме они нагуливают до 170 кг жира и залегают в берлогу – под вывороченные корни деревьев, в ямы, защищённые буреломом, редко в раскалины скал и пещеры.
Бурый медведь.Бурый медведь.Сон у бурого медведя не крепкий. Он может просыпаться и ходить, разыскивая пищу, если не успел как положено откормиться за осенний период. Таких медведей называют «шатуны», они очень опасны и беспощадны. Также бурые медведи не контролируют своё поведение в мае – в брачный период, поэтому лучше избегать возможных встреч, чтобы не стать лёгкой добычей.
Обитая в зоопарке, медведи могут доживать до 40 лет, в условиях дикой природы – до 20 лет.
Смотрите ещё фото бурых медведей.
Белый (полярный) медведь
Белый (полярный) медведь – ближний родственник бурого медведя. Единственный крупный хищник, активно охотящийся и выслеживающий человека. Встретить белых медведей можно на севере Норвегии, на российском побережье Северного ледовитого океана, на Аляске, в Гренландии.
Белый медведь.Зрительно создаётся эффект, что мишки белые, но, на самом деле, их шерсть бесцветная. Шерстинки прозрачные и полые, они просто отражают свет.
Масса самцов достигает 400-500 кг (в отдельных случаях до 700 кг), длинна тела от 1,5 до 3,2 м. Они быстро передвигаются по льду, прекрасно плавают и ныряют. В отличие от бурых представителей, не впадают в спячку и охотятся на протяжении всей зимы.
Белый медведь и моржи.Отличительной характеристикой белого медведя, от других представителей семейства медвежьих, является плоская голова и длинная шея. Столбообразные мощные ноги, с подошвой подбитой шерстью, позволяют передвигаться быстро по глубокому снегу, не замерзать и не скользить по льду. Очень плотный и густой шерстяной покров оберегает тело зверя от намокания в ледяной воде, а также от холода.
Излюбленной и основной пищей белых медведей являются тюлени. Рыба и морские птицы – это второстепенная еда. Растительная пища в рационе минимальна, но всё же звери иногда испытывают в ней острую необходимость (морские водоросли, ягоды вороники, черники, зелень осок).
Белый медведь полярной ночью.Поутора-годовалый медвежонок скоро отправится во взрослую жизнь.Медведи миролюбивы друг к другу, но за исключением брачного периода, придерживаются одиночного образа жизни. Продолжительность существования в неволе до 45 лет, в условиях природы – 25 лет.
Смотрите ещё фото белого медведя.
Сравнение белого и бурого медведя
В чём основные различия этих двух видов? Бурые медведи являются представителями тёплых климатических зон, обитающих в лесных массивах, а белые – в холодных районах Северного полюса, живущие на снежных бескрайних равнинах. Они отличаются не только средой обитания, но и цветом, размерами, ростом. У них абсолютно разные условия выживания и питания.
Смотриет ещё гифки: медведи.
Белый и бурый медведи:общий предок, сходства и различия / «О животных» с Иваном Затевахиным / Радиостанция «Радио России»
Программу «О животных» ведёт Иван Затевахин
В этом выпуске разговор о происхождении и существовании белых и бурых медведей. Гость – Михаил Кречмар, натуралист, биолог, охотовед, писатель, знаток медведей, который написал несколько книг о жизни этих хищных млекопитающих в дикой природе.
Иван Затевахин: Мы знаем, что самый хищный из медведей – это белый медведь, который целиком питается другими животными. Он питается падалью, тюленями и китами. Обычно рисуются сложные картины захвата каким-то видом неосвоенной территории. Возможно, но была другая причина – это выживание, а какой-то вид медведей попал в такие условия, где иначе было не выжить. Ледник, который сковал окрестности Северной Америки и Чукотки, а всё пространство было занято льдом. Что делать в таких условиях?
Михаил Кречмар: На земле есть становится нечего, пищевая база исчезает, но зато появляются льды, на которых существует некая жизнь. Я с белых медведей перейду к бурым медведям, которые отлично ловят тюленей, и я это многократно видел.
Иван Затевахин: На берегу?
Михаил Кречмар: На льду. Есть такой залив Одеан, который находится недалеко от Магадана, такой кишкообразный. Естественно, что в конце этой кишки лёд выносит в самую последнюю очередь. Медведи уже в это время встают и очень активно начинают ходить по окрестностям. Каждый вечер их можно было наблюдать с одной базы, с которой я их наблюдал.
Каждый вечер я видел как минимум одного, а то и двух, и даже трёх медведей, которые ходили вдоль края льдов. Когда я проходил там пешком, то находил следы растерзанных тюленей, ларгарки, акибы, но в основном классической нерпы. Даже бурый медведь рассматривает этих нерп как свою пищу, а позыв к тому, что её надо кушать у него существует изначально. Скорее всего, что очень высокая пластичность, которой обладал общий предок белого и бурого медведей, который позволил ему выжить в таких очень тяжёлых условиях.
Какие ещё качества способствовали выживанию белого медведя в таких условиях – это способность плавать… Что препятствует свободному скрещиванию белого и бурого медведей – это сроки гона и биотопическая разносность. Причём, и то и другое, это вещи достаточно относительные …
Полностью запись беседы слушайте в аудиофайле
Белый и бурый медведи:общий предок, сходства и различияИз-за разного образа жизни и диеты набор генов у белых и бурых медведей всё больше различается
Белый медведь (Ursus maritimus) и бурый (Ursus arctos) медведь — это недавно разошедшиеся виды, которые обитают в очень разных условиях. Геномы этих видов предоставляют уникальную возможность исследовать генетические основы достаточно быстрой экологической адаптации в группе млекопитающих. Одна из известных в настоящее время, но недостаточно изученных форм генетической изменчивости, — вариация числа копий генов. Ученые проанализировали геномы 17 белых медведей, 9 бурых медведей и 2 черных канадских медведей (
Исследования по сравнительной геномике с использованием молекулярных часов показывают, что белые медведи (Ursus maritimus) обособились от бурых медведей (Ursus arctos) около 500 тысяч лет назад (V. Kumar et al., 2017. The evolutionary history of bears is characterized by gene flow across species). Хотя по меркам эволюции это совсем небольшой срок, его оказалось достаточно для приобретения белыми медведями целого ряда заметных отличий, включая морфологию (цвет шерсти, размеры и пропорции тела), физиологию и поведение. Все эти изменения являются адаптациями к особенностям климата и экологии в зоне обитания белых медведей: там почти круглый год холодно и лежит снег, практически отсутствует растительность, а из доступной еды — практически исключительно рыба и тюлени. Более 1000 локусов в геномах белых медведей несут в себе следы положительного (движущего) отбора. Эти локусы связаны с такими функциями как формирование мышечной и жировой ткани, работа сердца, метаболизм жирных кислот, ну и, конечно, окраска шкуры.
Все эти данные были получены в ходе прошлых исследований по оценке нуклеотидных полиморфизмов (SNP — single nucleotide polymorphism). Но сегодня известно, что одним из эволюционно значимых путей модификации признаков и адаптации являются мутации типа вариации числа копий (CNV — copy number variation), и вот с этой стороны геномы медведей пока еще не рассматривали.
Решением этой задачи занялась группа ученых из США под руководством Джона Гиббонса (John G. Gibbons) из Университета Массачусетса в Амхерсте.
Известно, что мутации типа CNV возникают достаточно часто и в основном изменяют признаки благодаря изменению уровня экспрессии соответствующих генов (большее число копий гена позволяет синтезировать больше соответствующих молекул РНК за то же время), причем отбор достаточно быстро закрепляет полезные изменения. Так, было установлено, что число копий гена амилазы ( AMI1) — фермента, обеспечивающего расщепление крахмала, — различается у людей из разных популяций: большее число его копий характерно для тех регионов, где в рационе больше крахмалистой пищи (G. H. Perry et al., 2007. Diet and the evolution of human amylase gene copy number variation).
Чтобы выяснить, как происходили изменения числа копий генов в ходе эволюции медведей, были проанализированы геномы 17 белых медведей, 9 бурых медведей и двух черных канадских медведей (Ursus americanus). Как среди бурых медведей, так и среди белых медведей обнаружилась вариабельность по числу копий большого числа геномных локусов (более 4,5 тысяч в пределах каждого вида). Однако не все эти локусы содержали кодирующие гены, а авторов в первую очередь интересовали именно участки с кодирующими генами — ведь центральной задачей было объяснение фенотипических особенностей животных. У белых медведей обнаружилось в сумме 1169 генов, у которых могли присутствовать «лишние» копии, и 36 генов, которые могли отсутствовать у некоторых особей. Для бурых медведей аналогичные показатели — 735 и 61 ген, соответственно.
Кстати говоря, согласно исследованиям в человеческих популяциях (A. Itsara et al., 2009. Population Analysis of Large Copy Number Variants and Hotspots of Human Genetic Disease), в геноме людей также насчитывается порядка нескольких тысяч генов, которые могут быть представлены разным числом копий у разных индивидуумов (речь идет о здоровых людях, хотя вариации числа копий некоторых других генов могут приводить к заболеваниям, включая, к примеру, аутизм и шизофрению, а также различные аномалии развития). Каждый человек имеет десяток-другой особенностей по числу копий некоторых локусов в сравнении с общей популяцией.
Но нас здесь интересует в первую очередь не внутривидовая вариабельность, а межвидовые различия. Авторы использовали показатель Vst, который аналогичен принятому в популяционной геномике показателю Fst — оценочному коэффициенту разницы в распределении числа копий между особями из сравниваемых популяций (в данном случае — популяций медведей разных видов). Значение Vst определяли, двигаясь вдоль генома, в скользящем окне размером 10 000 пар оснований с шагом в 2000 пар оснований. В итоге получается график, на котором близкие к 0 значения означают отсутствие различий в числе копий между бурыми и белыми медведями, а в участках, где имеются эволюционно значимые различия, образуются пики повышенных значений. На рисунке 2 отмечены гены, которые попали в область высоких значений Vst: всего получилось 197 локусов, из которых 134 относились к числу экстремально различающихся (красные точки на рис. 2).
Интересно, что примерно 80% из этих генов оказались представлены большим числом копий у бурых медведей, чем у белых. Вместе с тем, 17 генов оказались представлены большим числом копий у белых медведей, чем у бурых, причем у каждого из участвовавших в исследовании белых медведей было более трех копий этих генов. По-видимому, это те гены, повышенная экспрессия которых оказалась полезна в условиях полярного климата.
Наблюдаемые различия в числе копий генов могут иметь двоякое объяснение: если, к примеру, какие-то гены у бурых представлены большим, а у белых меньшим числом копий, то это может означать, что либо число копий сократилось в популяции белых медведей, либо увеличилось в популяции бурых после разделения этих видов. Чтобы прояснить дело, в анализ добавили данные по двум особям черных канадских медведей, — они здесь служат в качестве представителей внешней группы, поскольку они отделились от вида-родоначальника бурых и белых медведей еще раньше. Исследователи применили метод главных компонент, чтобы проверить, как будут кластеризоваться данные по всем трем видам (рис. 3). Как можно заметить, бурые и черные медведи при всех вариантах анализа группируются вместе, а белые медведи заметно отделены от них. Это говорит о том, что именно у белых медведей произошла основная часть наблюдаемых изменений по числу копий генов.
Конечно, после всего сказанного остается самый интригующий вопрос: у каких же конкретно генов поменялось число копий у бурых и у белых медведей, и как именно это помогало белым медведям в адаптации к изменению среды?
Существуют базы данных, которые содержат описания и классификации всех генов по функциям, — онтологии генов (например, geneontology.org). Они помогают исследователям сориентироваться при решении подобных задач. Выяснилось, что 92 гена из 197 кодируют обонятельные рецепторы, причем 81 из них представлен меньшим числом копий у белого медведя, (и лишь 11 — наоборот). Это не означает снижения остроты обоняния у белых медведей (как раз наоборот, анатомические особенности обонятельного аппарата делают их нос более чутким), но скорее всего указывает на сужение спектра воспринимаемых запахов. Вероятно, в полярных областях разнообразие запахов на самом деле меньше, чем в лесах умеренной зоны, где обитают бурые медведи. Из-за этого некоторые гены могут уходить из-под контроля естественного отбора, следствием чего становится, в конце концов, их полная утрата. Кстати, многие из утраченных генов располагаются в геноме кластерами (это отражено на рис. 2), и, весьма вероятно, утрачивались целыми группами в результате обширных делеций. Изменение числа генов обонятельных рецепторов вообще очень широко распространено в эволюции млекопитающих (об этом также читайте в новости Обоняние и цветное зрение в эволюции млекопитающих развивались в противофазе, «Элементы», 18.06.2008).
Также уменьшилось с четырех до двух число копий гена амилазы слюны, кодируемой геном AMY1B. Бурые (и черные) медведи всеядны, и растения составляют весомую часть (порядка 70%) их рациона, так что амилаза в слюне им очень кстати: благодаря ей расщепление крахмала начинается уже в ротовой полости. Крахмал может запасаться в самых разных органах растений: листьях, корнях (корнеплодах), стеблях (особенно много его в видоизменениях стеблей, называемых клубнями, которые бывают не только у привычной нам картошки), плодах, семенах. Наличие двух копий гена на гаплоидный геном (и, соответственно, четырех на диплоидный) обеспечивает достаточно высокое содержание амилазы в слюне. У белого медведя рацион практически не включает растений, так что избыточные копии гена опять же потерялись.
Кроме того, у белого медведя оказалось уменьшено (также с четырех до двух на диплоидный геном) число копий гена NOX4, известного у людей в качестве отрицательного регулятора формирования жировой клетчатки. Вероятно, это связано с контролем накопления подкожного жира — важной защитной адаптации в условиях холодного климата. Уменьшено оказалось и число копий нескольких генов ферментов, участвующих в преобразовании жирных кислот и синтезе эйкозаноидов — соединений, выполняющих достаточно разнообразные регуляторные функции в организме, включая, в частности, контроль иммунных реакций и развитие мышечной ткани. Вполне возможно, что изменение числа копий этих генов каким-то образом связано с имеющимися особенностями метаболизма и физиологии белых медведей по сравнению с бурыми.
Среди генов с повышенным числом копий у белых медведей значительную часть составили гены иммунной системы. Тут можно заметить, что и эта группа генов в целом характеризуется быстрыми эволюционными изменениями в ответ на смену зоны обитания и условий среды у млекопитающих, и наличие таких изменений у белых медведей не удивительно — вероятно, дополнительные копии некоторых из этих генов помогали и помогают животным благополучно справляться с местными бактериями, вирусами и другими паразитами, возбудителями заболеваний. Также повышенная копийность обнаружилась у гена KRTAP21-2. Кодируемый им белок связывается с кератинами и участвует в формировании стержня волоса. Таким образом, этот ген имеет отношение к определению структуры шерстяного покрова. У белых медведей имеются особенности тонкого строения шерстинок, и, к тому же, они отличаются от бурых медведей более густым подшерстком. Вполне возможно, что эти особенности если не полностью, то по крайней мере отчасти, связаны с повышенным числом копий гена KRTAP21-2. У бурых медведей медиана числа копий этого гена равна 8 на диплоидный геном, а у белого — 13 (рис. 4).
Таким образом, проведенное исследование — это наглядный пример того, как простые количественные мутации в виде изменения числа копий генов участвуют в эволюционном процессе, позволяя организмам необычайно быстро (по меркам эволюционной истории) адаптироваться к новым условиям и приобретать заметные отличия морфологии, физиологии, а возможно, и поведения.
Источник: David C. Rinker, Natalya K. Specian, Shu Zhao, and John G. Gibbons. Polar bear evolution is marked by rapid changes in gene copy number in response to dietary shift // PNAS. 2019. DOI: 10.1073/pnas.1901093116.
Татьяна Романовская
Гризли и бурый медведь — Журнал Михаила Кречмара — LiveJournal
Интересно, что в американской литературе всячески воспеваются сила, агрессивность и мощь бурого медведя, который носит жаргонное название «гризли». На самом жнее деле, «гризли» — это не отдельный вид медведя, а всего лишь другое, американизированное, наименование самого обыкновенного бурого медведя – Ursus arctos.
Не менее любопытно и то, что под названием «гризли» фигурирует бурый медведь внутренних районов Американского континента, который по габаритам нисколько не отличается от медведей Прибайкалья, Якутии и Енисейского края – то несть, вполне так средненький себе бурый медведь.
А вот по-настоящему крупные медведи, которые обитают на полуострове Кенай, островах Адмиралтейства, а также островах Кадьяк, Шуяк и Афогнак (и которые, без сомнения, являются крупнейшими бурыми медведями мира) в американском охотничьем жаргоне называются именно что brown bear, то есть – «бурый медведь». Название «гризли» прочтно абонировано для медведей внутренних районов страны.
И я должен сказать, что разница в этих названиях, похоже, отражает разницу в восприятии бурого медведя русскими и западноевропейскими поселенцами.
Сопоставление североамериканского медведя гризли и нашего отечественного бурого медведя носит, без сомнения, очень и очень субъективный характер. Но причина этого противопоставления вовсе не в характере самих медведей – он на обоих материках примерно одинаков. Суть в том, как этот характер воспринимался встретившимися с этим зверем людьми.
Кем ведь были первопроходцы и первопоселенцы американского континента?
Это были добропорядочные ганноверские бюргеры и люмпены Белфаста, французские гугеноты и английские левеллеры, голландские торговцы и швейцарские минориты. В их собственных странах бурые медведи уже давно отошли в область преданий и легенд, в лучшем случае сохраняясь в самых глухих горах как объект аристократической охоты. И эти же люди, приехав в Новый Свет сразу же встречали в огромном количестве медведя черного – американского барибала. Этот самый черный медведь – наверное, самый безобидный и фруктоядный из всего семейства настоящих медведей (в отличие от своего азиатского двоюродного братца – медведя гималайского).
Именно с этим медведем первые американцы сосуществвовали вплоть до начала продвижения на Запад. Конечно, и разозленный барибал, особенно будучи ранен и загнан на дерево, норовил то порвать незадачливому охотнику физиономию, а то и снять скальп. Но учитывая, что средний вес аппалачского барибала равен 80 килограммам, а степень храбрости медведя обычно находится в прямой пропорции с его размерами, понятно, что такие случаи не были регулярными.
Однако, в тот момент, когда поселенцы тронулись на Запад, они повстречали совершенно другого зверя – медведя бурого, который был почти в три раза больше барибала и настолько же плотояднее. Встреча с этим зверем произвела на пионеров такое впечатление, что этот медведь почти сразу же заслужил прозвище «самого грозного хищника всех времен и народов».
Почему, однако, создается впечатление, что такое представление создалось в литературе именно в результате контраста между гризли и барибалом?
Дело в том, что в этот же самый исторический промежуток времени Западное побережье Североамериканского континента осваивали русские мужики. Причем вместе с беспощадными промышленниками там же оказывались и вполне просвещенные любознательные офицеры, и даже натуралисты – как тот же Николай Вознесенский, собиравший зоологические коллекции на Аляске и в Калифорнии – в самых медвежьих местах Америки (которые в то время там не были даже САСШ). Тем не менее, никто из них не удосужился даже упомянуть об обилии медведей в этих местах, не то, чтобы отзываться о них, как о свирепых и беспощадных хищниках!
Причина этого явления проста и понятна – русские имели к медведям многовековую привычку, а американо-европейские пионеры в массе своей ее утратили.
РАЗНИЦА МЕЖДУ БЕЛЫМ МЕДВЕДЕМ И БУРЫМ МЕДВЕДЕМ | СРАВНИТЕ РАЗНИЦУ МЕЖДУ ПОХОЖИМИ ТЕРМИНАМИ — НАУКА
Белый медведь против бурого медведя Белый медведь и бурый медведь — два хищных млекопитающих, живущих в двух разных экосистемах. Оба они принадлежат к одному роду и разным видам. Они имеют ряд различ
Белый медведь против бурого медведя
Белый медведь и бурый медведь — два хищных млекопитающих, живущих в двух разных экосистемах. Оба они принадлежат к одному роду и разным видам. Они имеют ряд различий, включая окрас шерсти, и в этой статье мы обсудим их характеристики с акцентом на различных чертах.
Полярный медведь
Белый медведь Ursus maritimus — привлекательное плотоядное животное, обитающее за Полярным кругом. Они попадают в категорию уязвимых в соответствии с красным списком МСОП, поскольку их популяция сокращается быстрыми темпами. Это самый крупный наземный представитель Ордена: плотоядные, вес взрослого взрослого колеблется от 350 до 680 килограммов, а длина тела может достигать трех метров. У белых медведей есть много приспособлений к жизни в снегу. У них коренастые ноги, длинный нос и маленькие уши. К тому же у белых медведей большие лапы, на которых выгодно ходить по снегу и купаться в море. На лапах есть мягкие сосочки для лучшего сцепления со льдом. Их когти короткие и коренастые, что помогает им ловить тяжелую добычу. Иногда их называют морскими млекопитающими, потому что белые медведи проводят большую часть своей жизни в море. У них маленькие зубчатые челюсти с острыми и сильными клыками. В отличие от многих хищников, белые медведи не территориальные животные. У них отличное зрение и очень хорошее обоняние, что способствует их хищным привычкам. Однако их неповторимая и красивая белоснежная шубка вызвала всеобщую любовь.
Бурый медведь
Бурый медведь, Ursus arctos, — хищное млекопитающее, обитающее в Северной Европе, Азии и Северной Америке. Их шерсть серебристо-коричневого цвета. Существует шестнадцать признанных подвидов бурого медведя, обитающих в разных частях Европы, Азии и Северной Америки. У бурых медведей очень большие когти с большим изгибом. Их плотно сложенный вогнутый череп кажется больше по сравнению с размером тела. По оценкам, их популяция в дикой природе составляет около 20 000 человек, и МСОП относит их к категории наименее обеспокоенных. Бурые медведи — также крупные плотоядные животные с массой тела от 300 до 700 килограммов. Их диета всеядна, поскольку они едят как животные, так и растения. Бурые медведи ведут территориальный и ночной образ жизни. Их темперамент непредсказуем, и они часто нападают на людей, но обычно избегают людей.
В чем разница между белым медведем и бурым медведем? • Белые медведи населяют арктические воды и снег, в то время как бурые медведи обитают в регионах Азии, Европы и Северной Америки с умеренным климатом. • Белый медведь имеет цвет от белоснежного до желтого, а у бурого медведя серебристо-коричневый окрас. • Белый медведь крупнее многих подвидов бурого медведя. Однако медведь Кадьяк — самый крупный подвид бурого медведя, и иногда они вырастают больше белых медведей. • У белого медведя лапы большего размера с мягкими сосочками на лапах, но у бурого медведя лапы меньшего размера без сосочков на лапах. • Белый медведь может быстро плавать на большие расстояния по сравнению с бурым медведем. • Белые медведи всегда хищники, а бурый медведь всеяден. • У белого медведя череп длиннее, чем у тяжелого и вогнутого черепа бурого медведя. • У белого медведя маленькие когти, а у бурого медведя — большие изогнутые. • Белый медведь не территориальное животное, но бурый медведь территориальное животное. • Бурый медведь ведет ночной образ жизни, а белый медведь — нет. |
Медведи | Энциклопедия животных | Энциклопедия животных
Медведи – самые крупные из хищников, живущих на нашей планете, и размером, и мощью они превосходят более знаменитых льва и тигра. Впрочем, сами медведи тоже весьма популярны – эти животные знакомы людям с давних времен, у народов всех континентов они почитались как олицетворение силы. Люди, с одной стороны, преклонялись перед неодолимой мощью медведя, а с другой стороны считали его желанным и почетным охотничьим трофеем.
Бурые медведи (Ursus arctos).
В систематическом отношении медведи представляют немногочисленное (всего 8 видов) и достаточно однородное семейство медвежьих. У всех видов этого семейства мощное тело, толстые сильные конечности, вооруженные длинными загнутыми когтями. Все медведи стопоходящи, то есть при ходьбе опираются о землю всей плоскостью стопы. Из-за этого они не слишком грациозны и маневренны в движении, косолапая походка медведя стала синонимом неуклюжести.
Лапы медведей широкие и плоские.
Однако медведь не так прост, как кажется на первый взгляд, при необходимости он может совершать рывки со скоростью до 50 км/ч. Зубы медведей также отличаются от зубов остальных хищников – они сравнительно небольшие, что связано с характером их питания. Среди медведей, пожалуй, только белого можно назвать типичным мясоедом, остальные виды практически всеядны, а очковый медведь даже в большей степени вегетарианец, чем хищник. Тело у всех видов медведей покрыто густой, грубой шерстью.
Черный медведь (Ursus americanus) во время линьки.
Этот мех с одной стороны позволяет медведям переносить суровые холода и осваивать самые северные местообитания, с другой стороны тормозит их распространение на юг. Современные виды медведей обитают на всех континентах, кроме Африки и Австралии. Живущий в Австралии коала, хоть и похож внешне на маленького медвежонка, никакого отношения к этим животным не имеет.
Медведи ведут одиночный образ жизни и встречаются друг с другом лишь для спаривания. При этом самец ведет себя агрессивно и может убить медвежат, если они все еще находятся возле матери. Медведицы же очень заботливые матери и всячески оберегают малышей от опасности. Разные виды медведей хоть и сохраняют общее типологическое сходство, но отличаются друг от друга внешним обликом, повадками и образом жизни.
Бурый медведь (Ursus arctos)
По величине занимает второе место после белого медведя. Самые крупные экземпляры встречаются на Дальнем Востоке и Аляске (так называемые медведи-кадьяки) и достигают веса 750 кг. Более мелкие подвиды могут весить всего 80-120 кг. Бурые медведи вообще отличаются большим разнообразием подвидов: среди них можно встретить животных и мелкого, и крупного размера, с окраской от светло-соломенного до почти черного цвета.
Этот бурый медведь имеет очень светлую, почти белую окраску.
Связанно это с тем, что бурый медведь занимает самый обширный (по охвату природных зон) ареал, и в разных его частях животные вынуждены приспосабливаться к разным климатическим условиям. В целом, чем дальше на север, тем крупнее медведи, и наоборот. Так происходит потому, что на севере крупным животным легче сохранять тепло, на юге же наоборот преимущество получают более мелкие экземпляры. Ареал бурого медведя охватывает всю Евразию и Северную Америку за исключением крайнего юга этих материков. Почти везде медведи стали редкими животными, из-за густой населенности и нехватки территорий им попросту негде жить. В относительно большом количестве они сохранились в малонаселенных районах США, Канады и Сибири. Кстати, американский гризли – это не отдельный вид медведей, а всего лишь местное название бурого медведя.
Характерной особенностью этого вида является зимний сон, в котором животные проводят до половины своей жизни. Для этого медведи подыскивают себе укромные логова в буреломах, пещерах, а при отсутствии подходящих укрытий роют примитивные норы. Такая берлога очень эффективно скрывает медведя от посторонних глаз всю зиму. Медведи залегают в спячку в октябре-ноябре, а просыпаются в марте-апреле. Все это время они действительно проводят в глубоком сне, пробудить от которого может лишь серьезная опасность или голод. Голодные медведи, не имеющие запасов жира для благополучной зимовки, выходят из спячки раньше времени либо вообще не спят. Таких медведей называют «шатунами». «Шатуны» очень агрессивны и могут напасть даже на человека. Обычно же медведи предпочитают уединение и стараются лишний раз на глаза человеку не попадаться. Более того, медведь, захваченный врасплох, может проявить позорную для такого великана трусость. Бывалые охотники хорошо знают, что от внезапного звука у медведя может случится… острое расстройство кишечника! От этого и берет свое начало выражение «медвежья болезнь».
Питаются бурые медведи едва ли не всем, что попадется им на пути. Они с удовольствием едят ягоды, грибы, орехи и прочие плоды, не откажутся и от молодой зелени, охотятся на копытных, начиная от мелких косуль и заканчивая крупным лосем. Но одними лишь копытными их рацион не ограничивается, они при случае могут ловить рыбу, добывать моллюсков, не брезгуют и падалью. Особенно нравятся им муравьи, которых медведь просто слизывает с поверхности муравейника тысячами. Не пропустит медведь и гнездо диких пчел или пасеку в надежде раздобыть мед и личинок.
Молодой бурый медведь обследует кору дерева в поисках съедобной живности.
Реки, в которых идет нерест лососей, у медведей под особым контролем. Каждую осень с началом нереста медведи собираются на их берегах и начинают массовый лов. Для этого медведь заходит в воду и терпеливо ждет, когда мимо проплывет лосось. Рыб, выпрыгивающих из воды на порогах, медведи ловят буквально на лету. За счет такой рыбалки медведи откармливаются перед уходом в спячку. Ради этого они даже забывают о вражде и терпимо относятся друг к другу, пока пищи хватает всем. В поисках растительного корма медведи проявляют чудеса ловкости и с легкостью забираются даже на деревья, что удивительно для животных таких габаритов.
Ревущие самцы вступают друг с другом в жестокие схватки.
Гон у медведей растягивается на все лето.
Медведица кормит медвежат лежа.
При этом медведи могут покалечить и даже убить противника. Беременность относительно короткая – 6-8 месяцев. Медведица рожает во сне, точнее во время зимней спячки 2-3 (реже 1 или 4) медвежат. Малыши рождаются очень мелкими, весом всего 500 г. Первые месяцы жизни они проводят в берлоге с матерью, откуда выходят уже подросшими.
Маленькие медвежата очень кроткие и послушные. Этим свойством нередко пользуются дрессировщики животных, которые воспитывают медведей с раннего возраста. Медвежата быстро разучивают трюки и выполняют их приблизительно до 2-3 лет. Затем повзрослевшие животные становятся опасными и, как правило, уступают место более молодым. В природе детеныши также держатся около матери два года. Причем старшие медвежата прошлого года помогают медведице смотреть за младшими. В возрасте двух лет молодые медведи покидают мать и начинают самостоятельную жизнь.
Белый медведь (Ursus maritimus).
Самый крупный вид медведей и наземных хищников вообще. Длина крупных самцов может достигать 3 м, масса – 1000 кг! У белого медведя самые короткие уши среди других видов, это предохраняет животное от потерь тепла. Хотя белый медведь и выглядит белым, но на самом деле его шерсть прозрачна, потому что шерстинки внутри полые. А вот кожа белого медведя угольно-черная.
О том, что у белого медведя кожа черная, можно догадаться лишь глянув на его ступни.
Такая окраска не случайна. Солнечный свет проходит сквозь бесцветные шерстинки и поглощается темной кожей, таким образом, солнечная энергия аккумулируется в виде тепла на поверхности тела. Мех белого медведя работает как самая настоящая солнечная батарея! Полые шерстинки часто становятся убежищем для микроскопических водорослей, которые придают шерсти желтоватый, розоватый и даже зеленый оттенок. Такое строение меха очень рационально, ведь белый медведь обитает севернее всех других видов. Ареал его обитания циркумполярный, то есть охватывает северный полюс по окружности.
Этому белому медведю, живущему в зоопарке, жара явно докучает.
Белых медведей можно встретить по всей Арктике: на материковом побережье, отдаленных островах и в глубине вечных полярных льдов. Белые медведи, как никакие другие, склонны к бродяжничеству, у них нет постоянных охраняемых участков. Из-за суровых условий жизни они вынуждены постоянно скитаться в поисках добычи. Белые медведи очень хорошо приспособлены к таким путешествиям, они очень выносливы, хорошо переносят длительный голод и умеют отлично плавать, что помогает преодолевать им большие пространства свободной воды между материками и островами. Известен рекорд, когда белый медведь провел в воде 9(!) дней. Из-за глобального потепления поверхность льдов в Арктике все время уменьшается, и такие вынужденные заплывы животные совершают все чаще.
В туманной дымке белые медведи пересекают море.
Белые медведи исключительно плотоядные животные. Они лишь изредка могут поедать побеги полярных растений и ягоды в тундре, в остальном же основу их рациона составляют рыба и тюлени. Тюленей медведи подстерегают возле лунок во льду, через которые они выходят на поверхность. Медведь может провести несколько часов в терпеливом ожидании, а при появлении добычи подкрадывается к ней ползком, прикрывая темный нос лапой. У белых медведей исключительное обоняние и зрение, которое позволяет обнаружить добычу за много километров. В голодное время они не брезгуют падалью, объедая туши погибших китов.
Два белых медведя делят тушу кита. Рядом крутятся чайки — вечные спутники медведей. Они сопровождают хищников в надежде поживится остатками их добычи.
У белых медведей самцы никогда не впадают в спячку, а самки обустраивают берлоги лишь в связи с наступившей беременностью. Берлога белого медведя – простой сугроб, образованный снежными заносами вокруг тела животного. Из-за нехватки мест, пригодных для обустройства берлог, самки часто собираются на ограниченной территории удобных островов, создавая своеобразные «родильные дома». Медвежата, как и у всех медведей, рождаются крошечными и беспомощными, покидают они берлогу лишь в 3-месячном возрасте.
Самка белого медведя с медвежонком отдыхает прямо на снегу.
В отличие от бурых, белые медведи любопытны и безбоязненно подходят к человеческому жилью. Хоть они и грозные хищники, но по отношению к человеку редко проявляют агрессию. А вот люди часто впадают в необоснованную панику и стреляют в животных просто от страха.
Этот медведь с явным удовольствием хочет приобщиться к профессии фотографа.
Черный медведь, или барибал (Ursus americanus).
Ареал черного медведя охватывает почти весь североамериканский материк, где он часто соседствует с бурым медведем. Особой редкости этот вид не представляет, а благодаря охране в заповедниках он на некоторых территориях заходит даже на окраины городов. В целом это животное напоминает некрупного бурого медведя весом 120-150 кг. Но есть и некоторые отличия: мех черного медведя обычно темнее, морда более вытянутая и окрашена в белый или желтоватый цвет, уши у барибала относительно большие, а когти длинные.
В выводке черного медведя нередко можно встретить детенышей разного окраса.
Эти когти помогают черному медведю взбираться на деревья, потому что верхолаз он отменный. Барибал больше других медведей любит лазать и кормиться на деревьях.
Пока мать занята поиском корма, медвежонок учится лазать по деревьям.
Питается черный медведь той же пищей, что и бурый, но в его рационе преобладает растительная пища, на крупных животных он никогда не нападает. Да и характер у него более покладистый. Более мелкий, а, следовательно, и менее опасный, этот медведь часто приближается к человеческому жилью в поисках каких-нибудь отбросов.
Гималайский медведь (Ursus thibetanus).
Эти медведи размером несколько мельче бурого, достигают веса 140-150 кг.
Гималайские медведи бывают только черной окраски, а на груди у них красуется белое или желтое пятно в виде буквы V.
У гималайского медведя самые большие относительно размеров тела уши. Обитает гималайский медведь только на Дальнем Востоке, от Приморья на севере до Индокитая на юге. Образом жизни и повадками этот медведь также похож на бурого, только характер у него более спокойный и в рационе преобладает растительная пища. Отличительной особенностью этого вида является то, что медведи не устраивают традиционных берлог, а предпочитают обустраиваться на зимовку в дуплах.
Медведь-губач (Melursus ursinus).
Территориальный сосед гималайского медведя — ареал губача также охватывает Юго-Восточную Азию. А вот внешний вид животного весьма оригинален. Губач – этакий «хиппи» в семействе медвежьих. Какой же уважающий себя хиппи не попытается выделиться среди своего окружения?
Окраской губач сильно смахивает на гималайского медведя, но шерсть у него очень длинная и густая. Когти тоже необычайной длины.
И губач удивляет. В первую очередь способом добывания пищи. Питается губач различными растениями, беспозвоночными и другими мелкими животными. Но особую страсть он питает к муравьям и термитам. Для разрушения прочных термитников и служат длинные когти губача. Когда губач добирается до содержимого термитника, он сначала выдувает воздух через губы, сложенные трубочкой, а затем начинает всасывать насекомых через щель между передними зубами. По этой причине у него даже отсутствуют передние резцы. Во время кормежки губач напоминает пылесос и шума производит не меньше. В остальные моменты своей жизни губач также проявляет беспечность: спит он обычно днем и, в отличие от других медведей, не стремится укрыться в глуши: спящего губача можно застать прямо посредине какой-нибудь полянки, но эта встреча вряд ли будет неожиданностью. Дело в том, что губач еще и громогласно храпит и услышать его можно издалека. Для такого поведения у губача есть причины – у него просто нет естественных врагов. Единственную опасность может представлять тигр, с которым губач на равных. Кстати, губач главный претендент наряду с гималайским медведем на роль Балу из книги Редьярда Киплинга. Скорее всего именно его имел в виду автор, когда писал «Книгу джунглей».
Малайский медведь (Helarctos malayanus).
Самый мелкий вид медведей, его масса достигает всего 65 кг.
Шерсть у него очень короткая, отчего малайский медведь становится непохожим на «настоящего» медведя.
Обитает он в Индокитае и на островах Малайского архипелага. Этот зверь опровергает миф о том, что медведя можно встретить лишь в северной тайге.
Пожалуй, малайский медведь – единственный, которого можно увидеть на пальме.
Всеяден, но из-за своего небольшого размера охотится лишь на мелких животных. Этот медведь не впадает в спячку.
Малайские медведи в зоопарке.
Очковый медведь (Tremarctos ornatus).
Единственный представитель семейства медвежьих, обитающий в Южной Америке. Населяет он горы и предгорные леса. Это зверь средних размеров.
Свое название очковый медведь получил из-за круглых пятен вокруг глаз, напоминающих очки.
Очковый медведь самый растительноядный из всех. Это очень редкое животное, которое мало кому удавалось видеть в естественных условиях. Ведущие зоопарки мира участвуют в программе по разведению очковых медведей.
Детеныш очкового медведя изучает посетителей зоопарка из-за ограды.
А где же панда — самый интересный вид медведей? А вот является ли панда медведем – вопрос, не дающий покоя ученым до сих пор. Многие зоологи склонны считать, что панда это вовсе не медведь, а гигантский представитель семейства енотовых. По этой причине рассказ о пандах на отдельной странице.
Прослушать, как звучит рев медведя.
Почитать о животных, упомянутых в этой статье: пандах, китах, лосях, львах, тиграх, тюленях, муравьях.
генетических родств современных бурых медведей (Ursus arctos) и белых медведей (Ursus maritimus) | Журнал наследственности
Аннотация
Белые медведи ( Ursus maritimus ) и бурые медведи ( Ursus arctos ) являются близкородственными видами, для которых были проведены обширные митохондриальные и ядерные филогенетические сравнения. Мы использовали ранее опубликованные данные генотипа для 8 локусов микросателлитной ДНК от 930 бурых медведей в 19 популяциях и 473 белых медведей в 16 популяциях, чтобы сравнить популяционно-генетические отношения существующих популяций этого вида.Генетические дистанции (стандартное расстояние Nei = 1,157), доля частных аллелей (52% аллелей не являются общими для данного вида) и байесовский кластерный анализ согласуются с морфологическими характеристиками и характеристиками жизненного цикла, которые отличают белых медведей и бурых медведей как разных виды с небольшим потоком генов или без него среди существующих популяций.
Белые медведи ( Ursus maritimus ) и бурые медведи ( Ursus arctos , также называемые медведями гризли) являются родственными видами с голарктическим распространением.У белых медведей есть морфологические, физиологические и поведенческие признаки, которые отличают их от бурых медведей (Kurtén 1964; Amstrup 2003; Stirling 2011). К ним относятся черепные и зубные персонажи, пропорции тела и цвет волос. Ареалы этого вида пересекаются в прибрежных районах Арктики, но ареал белого медведя — это в первую очередь морской лед, а ареал бурого медведя — в основном наземный. Белые медведи плотоядны и впадают в спячку только беременные самки, в то время как бурые медведи всеядны, и оба пола впадают в спячку.Виды могут гибридизоваться в неволе, и было зарегистрировано 2 случая скрещивания в дикой природе (Kowalska 1969; Gray 1972; Doupé et al. 2007; Preuß et al. 2009; Stirling 2011). Была выдвинута гипотеза, что изменения среды обитания белого медведя, вызванные изменением климата, могут усилить контакты и потенциальную гибридизацию между видами (Kelly et al. 2010).
Считается, что белые медведи произошли от предков бурых медведей во время плейстоцена, и оба вида были предметом филогенетических исследований (обзор Davison et al.2011; Линдквист и др. 2010; Эдвардс и др. 2011; Hailer et al. 2012; Miller et al. 2012). Возраст самых старых окаменелостей белого медведя оценивается от 110 000 до 130 000 лет, а самым старым окаменелостям бурого медведя около 660 000 лет (Ingólfsson and Wiig 2008; Kurtén 1968). Молекулярно-генетические данные по митохондриальной ДНК (мтДНК) и последовательностям и белкам ядерной ДНК показывают, что полярные медведи и бурые медведи являются генетически разными линиями, которые, возможно, имели прошлые оценки времени интрогрессивной гибридизации и расхождения молекулярных часов от 150 000 до 5 миллионов лет назад (Goldman et al. .1989; Уэйн и др. 1991; Талбот и Шилдс 1996a, 1996b; Yu et al. 2004 ,, 2007; Арнасон и др. 2007; Бон и др. 2008; Krause et al. 2008; Pagès et al. 2008; Линдквист и др. 2010; Davison et al. 2011; Эдвардс и др. 2011; Hailer et al. 2012; Miller et al. 2012). Парафилетическое родство мтДНК белого медведя и бурого медведя указывает на их недавнее общее происхождение (Cronin et al. 1991).
Генетические дистанции ( D s ), полученные на основе частот аллелей ядерной микросателлитной ДНК, привели к неубедительному разрешению межвидовых отношений бурых медведей, белых медведей и черных медведей ( Ursus americanus , Paetkau et al.1997). Расстояния между белыми медведями и бурыми медведями были больше, чем между черными медведями и полярными / бурыми медведями, что несовместимо с традиционным признанием бурых медведей и белых медведей родственными видами, а черные медведи — более отдаленными родственниками. Считается, что это связано с динамикой микросателлитных мутаций, которая приводит к потере линейности генетического расстояния и времени (Paetkau et al. 1997).
Эти исследования взаимоотношений бурого медведя и белого медведя были сосредоточены на филогении и времени дивергенции видов.Однако, поскольку виды имеют недавнее общее происхождение и могут гибридизоваться, количественная оценка взаимоотношений современных популяций бурых медведей и белых медведей в популяционно-генетическом контексте также представляет интерес. Под популяционно-генетическим контекстом мы подразумеваем рассмотрение частот и распределений аллелей без учета расхождений молекулярных последовательностей аллелей. Например, несмотря на парафилическую последовательность мтДНК у белых и бурых медведей, у каждого вида встречаются разные гаплотипы (Krause et al.2008; Эдвардс и др. 2011). С популяционно-генетической точки зрения существующие популяции каждого вида имеют разные генофонды мтДНК независимо от филогении генов и прошлой интрогрессивной гибридизации. Межвидовые генетические отношения ядерных популяций не были охарактеризованы для нескольких особей и популяций каждого вида. Наиболее обширное исследование последовательностей ядерных генов у этих видов включало широкое географическое распространение, но размеры выборки < 60 особей каждого вида (Hailer et al.2012; Miller et al. 2012). Межвидовые сравнения микросателлитов были ограничены упомянутым выше исследованием, которое включало только 2 популяции белых медведей и 8 популяций бурых медведей (Paetkau et al. 1997). В других исследованиях микросателлитов оценивалась только внутривидовая популяционная структура белых медведей и бурых медведей (например, Paetkau et al. 1995, 1998a, 1998b, 1999).
В этом исследовании мы оценили генетику существующих популяций с 8 ядерными микросателлитными локусами для 1403 медведей, включая бурых медведей во всем их ареале в Северной Америке, белых медведей во всем их мировом ареале, а также в районах, где ареалы видов потенциально смежны.Наша цель состояла в том, чтобы оценить межвидовые популяционные генетические отношения бурых медведей и белых медведей и ответить на вопрос: имеют ли существующие популяции бурых медведей и белых медведей разные ядерные генофонды? Наш подход включал количественную оценку распределения частных и общих аллелей у каждого вида, а также оценку генетических расстояний и байесовских моделей кластеризации.
Материалы и методы
Мы получили индивидуальные генотипы животных по 8 микросателлитным локусам из предыдущих анализов 19 популяций североамериканских бурых медведей (Craighead et al.1995; Paetkau et al. 1997 ,, 1998a, 1998b; Cronin et al. 1999 ,, 2005), 16 мировых популяций белых медведей (Paetkau et al. 1995, 1997, 1999) и 1 популяция черных медведей ( U. americanus , Paetkau et al. 1997, Таблица 1, Рисунок 1) . Данные любезно предоставлены Д. Паеткау (Международная генетическая организация дикой природы, Нельсон, Британская Колумбия, Канада). Данные для более чем 8 локусов существуют для некоторых популяций обоих видов, но мы ограничили анализ данными для 8 микросателлитных локусов североамериканских бурых медведей и белых медведей во всем мире, поскольку данные генотипа, полученные в той же лаборатории, были доступны для этих локусов и популяций.Это позволяет избежать потенциальной проблемы идентификации различных микросателлитных аллелей в разных лабораториях.
Таблица 1Места отбора проб и измерения вариабельности микросателлитной ДНК у бурых медведей Северной Америки и белых медведей во всем мире
| Местоположение . | Население . | № . | А . | AR . | H o . | H e . | Исходные данные . | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Бурые медведи | ||||||||
| Юго-Восточная Аляска | Материковое побережье (MC) | 15 | 5,63 | 5,556 | 0,6167 | 0,7569 | Paetkau et al. 1998a | |
| Адмиралтейский остров (AI) | 30 | 4.88 | 4,395 | 0,6458 | 0,6278 | |||
| Острова Бараноф и Чичикоф a (B&C) a | 35 | 4,25 | 3,592 | 0,4929 | 0,496 | |||
| Юкон Территория | Юкон Kluane (KL)50 | 7,38 | 6,1764 | 0,7875 | 0,7613 | Paetkau et al. 1998a, 1998b | ||
| Юго-западная Аляска | Изембек (IZ) | 14 | 4 | 4 | 0.5357 | 0,5324 | Paetkau et al. 1998a | |
| Kuskokwim Mts. (KK) | 55 | 6,13 | 4,8971 | 0,7 | 0,6819 | Paetkau et al. 1998a, 1998b | ||
| Остров Кадьяк (KI) | 34 | 2,13 | 1,8918 | 0,2978 | 0,265 | Paetkau et al. 1997, 1998a, 1998b | ||
| Центральная Аляска | Хребет Северной Аляски (NAR) | 28 | 6.63 | 6,0825 | 0,7589 | 0,7794 | Paetkau et al. 1998a | |
| Арктика Северная Америка | Прудхо-Бэй b (PB) | 78 | 8,13 | 6,0753 | 0,7369 | 0,754 | Cronin et al. 1999 г. , 2005 | |
| Arctic Nat. Ref b (ANWR) | 24 | 6,63 | 6,0546 | 0,776 | 0.7635 | Paetkau et al. 1997 | ||
| Western Brooks Range b (WBR) | 148 | 7,63 | 5,8678 | 0,7745 | 0,7495 | Craighead et al. 1995, Paetkau et al. 1997, 1998a, 1998b | ||
| Северо-западные территории Канада | Richardson Mts. b (RMt) | 119 | 7,5 | 6,0693 | 0,7658 | 0,7554 | Paetkau et al.1997 г. , 1998b | |
| Anderson Mts. b (AC) | 23 | 5,38 | 4,8071 | 0,6848 | 0,6699 | Paetkau et al. 1997 | ||
| Paulatuk b (PK) | 58 | 5,75 | 4,8831 | 0,6573 | 0,6503 | Paetkau et al. 1997 г. , 1998b | ||
| Коппермайн b (CM) | 36 | 5.75 | 4,16713 | 0,6181 | 0,6034 | |||
| Юго-западная Канада | ||||||||
| Альберта | Ист-Слоуп (ES) | 45 | 7 | 5,6333 | 0,6444 | 0,6696 | Paetkau 1998b | |
| Вест-Слоуп (WS) | 41 | 6,38 | 5,2275 | 0,6677 | 0,6775 | |||
| Скалистые горы Северной Америки. | Йеллоустон, Нат. Park (YNP) | 57 | 4,38 | 3,8533 | 0,5526 | 0,5545 | Paetkau et al. 1998b | |
| Река Флэтхед (Франция) | 40 | 6,5 | 5,4163 | 0,6938 | 0,6943 | Paetkau et al. 1997 г. , 1998b | ||
| Бурые медведи Среднее значение | 48,95 | 5,90 | 4.9813 | 0,6530 | 0,6549 | |||
| Белые медведи | ||||||||
| Южная Канада | Западный Гудзонов залив (WHB) | 33 | 5.63 | 0,6288 | 0,6288 | Paetkau et al. 1995 г. , 1999 | ||
| пролив Дэвиса-Лабрадор (DS) | 30 | 6,13 | 5,273 | 0,5917 | 0.6008 | |||
| Foxe Basin (FB) | 30 | 5,63 | 4,9898 | 0,6292 | 0,6411 | Paetkau et al. 1999 | ||
| Полярный бассейн | Южное море Бофорта b (SBS) | 30 | 5,75 | 5,1735 | 0,6583 | 0,6364 | Paetkau et al. 1995 г. , 1999 | |
| Чукотское море б, в (ЧС) | 30 | 5.63 | 4,9744 | 0,6083 | 0,6392 | Paetkau et al. 1999 | ||
| Северное море Бофорта b (NBS) | 30 | 6,38 | 5,4155 | 0,6583 | 0,6405 | Paetkau et al. 1995 г. , 1999 | ||
| Franz Josef Land-Novaja Z c (FN) | 32 | 6,13 | 4,9925 | 0,5938 | 0,5845 | Paetkau et al.1999 | ||
| Свальбард (SV) | 31 | 6,5 | 5,3894 | 0,6371 | 0,6265 | Paetkau et al. 1999 | ||
| Восточная Гренландия (EG) | 31 | 6,38 | 5,3233 | 0,5927 | 0,61 | Paetkau et al. 1999 | ||
| Канадский Арктический Архепелаго | Ланкастер Саунд b (LS) | 30 | 6.88 | 5,722 | 0,7000 | 0,6888 | Paetkau et al. 1999 | |
| Канал М’Клинток b (MC) | 15 | 5,25 | 5,1574 | 0,6583 | 0,6661 | Paetkau et al. 1999 | ||
| Баффинова Залива (BB) | 31 | 6,13 | 5,3128 | 0,6492 | 0,6503 | Paetkau et al. 1999 | ||
| Бассейн Кейн (КБ) | 30 | 6.5 | 5,611 | 0,675 | 0,6737 | Paetkau et al. 1999 | ||
| Залив Бутия (Великобритания) | 30 | 6,25 | 5,6105 | 0,6667 | 0,6958 | Paetkau et al. 1999 | ||
| Viscount-Melville Sound b (VM) | 30 | 6 | 5,4884 | 0,6083 | 0,6323 | Paetkau et al. 1999 | ||
| Норвежский залив (северо-запад) | 30 | 6.38 | 5,6024 | 0,6458 | 0,6573 | Paetkau et al. 1999 | ||
| Среднее значение по полярным медведям | 29,56 | 6,10 | 5,3108 | 0,6334 | 0,6423 | Черный медведь (LM) | 32 | 8,75 | 7,4515 | 0.7891 | 0,8201 | Paetkau et al. 1997 |
| Расположение . | Население . | № . | А . | AR . | H o . | H e . | Исходные данные . | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Бурые медведи | ||||||||||||||
| Юго-Восточная Аляска | Материковое побережье (MC) | 15 | 5,63 | 5,556 | 0,6167 | 0,7569 | Paetkau et al. 1998a | |||||||
| Остров Адмиралтейства (AI) | 30 | 4,88 | 4,395 | 0,6458 | 0,6278 | |||||||||
| Острова Бараноф и Чичикоф a (B&C) a | 35 | 4.25 | 3,592 | 0,4929 | 0,496 | |||||||||
| Территория Юкон | Клуане (КЛ) | 50 | 7,38 | 6,1764 | 0,7875 | 0,7613 | Paetkau et al. 1998a, 1998b | |||||||
| Юго-западная Аляска | Изембек (IZ) | 14 | 4 | 4 | 0,5357 | 0,5324 | Paetkau et al. 1998a | |||||||
| Kuskokwim Mts.(KK) | 55 | 6,13 | 4,8971 | 0,7 | 0,6819 | Paetkau et al. 1998a, 1998b | ||||||||
| Остров Кадьяк (KI) | 34 | 2,13 | 1,8918 | 0,2978 | 0,265 | Paetkau et al. 1997, 1998a, 1998b | ||||||||
| Центральная Аляска | Хребет Северной Аляски (NAR) | 28 | 6,63 | 6,0825 | 0,7589 | 0.7794 | Paetkau et al. 1998a | |||||||
| Арктика Северная Америка | Прудхо-Бэй b (PB) | 78 | 8,13 | 6,0753 | 0,7369 | 0,754 | Cronin et al. 1999 г. , 2005 | |||||||
| Arctic Nat. Ref b (ANWR) | 24 | 6,63 | 6,0546 | 0,776 | 0,7635 | Paetkau et al. 1997 | ||||||||
| хребет Вестерн Брукс b (WBR) | 148 | 7.63 | 5,8678 | 0,7745 | 0,7495 | Craighead et al. 1995, Paetkau et al. 1997, 1998a, 1998b | ||||||||
| Северо-западные территории Канада | Richardson Mts. b (RMt) | 119 | 7,5 | 6,0693 | 0,7658 | 0,7554 | Paetkau et al. 1997 г. , 1998b | |||||||
| Anderson Mts. b (AC) | 23 | 5,38 | 4.8071 | 0,6848 | 0,6699 | Paetkau et al. 1997 | ||||||||
| Paulatuk b (PK) | 58 | 5,75 | 4,8831 | 0,6573 | 0,6503 | Paetkau et al. 1997 г. , 1998b | ||||||||
| Коппермайн b (см) | 36 | 5,75 | 4,16713 | 0,6181 | 0,6034 | |||||||||
| Юго-Западная Канада | ||||||||||||||
| Альберта | Восточный Слоуп (ES) | 4500877 | 5.6333 | 0,6444 | 0,6696 | Paetkau et al. 1998b | ||||||||
| Вест-Слоуп (WS) | 41 | 6,38 | 5,2275 | 0,6677 | 0,6775 | |||||||||
| Скалистые горы Северной Америки. | Йеллоустон, Нат. Park (YNP) | 57 | 4,38 | 3,8533 | 0,5526 | 0,5545 | Paetkau et al. 1998b | |||||||
| Река Флэтхед (Франция) | 40 | 6.5 | 5,4163 | 0,6938 | 0,6943 | Paetkau et al. 1997 г. , 1998b | ||||||||
| Бурые медведи Среднее значение | 48,95 | 5,90 | 4,9813 | 0,6530 | 0,6549 | |||||||||
| Полярный | Западный Гудзонов залив (WHB) | 33 | 5.63 | 4,9369 | 0,6288 | 0,6338 | Paetkau et al. 1995 г. , 1999 | |||||||
| пролив Дэвиса-Лабрадор (DS) | 30 | 6,13 | 5,273 | 0,5917 | 0,6008 | |||||||||
| Foxe Basin (FB) | 30 | 5,63 | 4,9898 | 0,6292 | 0,6411 | Paetkau et al. 1999 | ||||||||
| Полярный бассейн | Южное море Бофорта b (SBS) | 30 | 5.75 | 5,1735 | 0,6583 | 0,6364 | Paetkau et al. 1995 г. , 1999 | |||||||
| Чукотское море b, c (CS) | 30 | 5.63 | 4.9744 | 0.6083 | 0.6392 | Paetkau et al. 1999 | ||||||||
| Северное море Бофорта b (NBS) | 30 | 6,38 | 5,4155 | 0,6583 | 0,6405 | Paetkau et al.1995 г. , 1999 | ||||||||
| Franz Josef Land-Novaja Z c (FN) | 32 | 6,13 | 4,9925 | 0,5938 | 0,5845 | Paetkau et al. 1999 | ||||||||
| Свальбард (SV) | 31 | 6,5 | 5,3894 | 0,6371 | 0,6265 | Paetkau et al. 1999 | ||||||||
| Восточная Гренландия (EG) | 31 | 6,38 | 5.3233 | 0,5927 | 0,61 | Paetkau et al. 1999 | ||||||||
| Canadian Arctic Archepelago | Ланкастер Саунд b (LS) | 30 | 6,88 | 5,722 | 0,7000 | 0,6888 | Paetkau et al. 1999 | |||||||
| Канал М’Клинток b (MC) | 15 | 5,25 | 5,1574 | 0,6583 | 0,6661 | Paetkau et al.1999 | ||||||||
| Баффинова Залива (BB) | 31 | 6,13 | 5,3128 | 0,6492 | 0,6503 | Paetkau et al. 1999 | ||||||||
| Бассейн Кейн (KB) | 30 | 6,5 | 5,611 | 0,675 | 0,6737 | Paetkau et al. 1999 | ||||||||
| Залив Бутия (Великобритания) | 30 | 6,25 | 5,6105 | 0,6667 | 0.6958 | Paetkau et al. 1999 | ||||||||
| Viscount-Melville Sound b (VM) | 30 | 6 | 5,4884 | 0,6083 | 0,6323 | Paetkau et al. 1999 | ||||||||
| Норвежский залив (северо-запад) | 30 | 6,38 | 5,6024 | 0,6458 | 0,6573 | Paetkau et al. 1999 | ||||||||
| Среднее значение по полярным медведям | 29.56 | 6,10 | 5,3108 | 0,6334 | 0,6423 | |||||||||
| Черные медведи | Ла Морис Нат Парк Квебек (LM) | 32 | 32 | 32 | 0,7891 | 0,8201 | Paetkau et al. 1997 | |||||||
Места отбора проб и измерения микросателлитной ДНК для бурых медведей Северной Америки и белых медведей во всем мире
| Местоположение . | Население . | № . | А . | AR . | H o . | H e . | Исходные данные . | ||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Бурые медведи | |||||||||||||||||||||||
| Юго-Восточная Аляска | Материковое побережье (MC) | 15 | 5.63 | 5,556 | 0,6167 | 0,7569 | Paetkau et al. 1998a | ||||||||||||||||
| Остров Адмиралтейства (AI) | 30 | 4,88 | 4,395 | 0,6458 | 0,6278 | ||||||||||||||||||
| Острова Бараноф и Чичикоф a (B&C) a | 35 | 4,25 | 3,592 | 0,4929 | 0,496 | ||||||||||||||||||
| Территория Юкон | Клуане (КЛ) | 50 | 7.38 | 6,1764 | 0,7875 | 0,7613 | Paetkau et al. 1998a, 1998b | ||||||||||||||||
| Юго-западная Аляска | Изембек (IZ) | 14 | 4 | 4 | 0,5357 | 0,5324 | Paetkau et al. 1998a | ||||||||||||||||
| Kuskokwim Mts. (KK) | 55 | 6,13 | 4,8971 | 0,7 | 0,6819 | Paetkau et al. 1998a, 1998b | |||||||||||||||||
| Остров Кадьяк (КИ) | 34 | 2.13 | 1,8918 | 0,2978 | 0,265 | Paetkau et al. 1997, 1998a, 1998b | |||||||||||||||||
| Центральная Аляска | Диапазон Северной Аляски (NAR) | 28 | 6,63 | 6,0825 | 0,7589 | 0,7794 | Paetkau et al. 1998a | ||||||||||||||||
| Арктика Северная Америка | Прудхо-Бэй b (PB) | 78 | 8,13 | 6,0753 | 0.7369 | 0,754 | Cronin et al. 1999 г. , 2005 | ||||||||||||||||
| Arctic Nat. Ref b (ANWR) | 24 | 6,63 | 6,0546 | 0,776 | 0,7635 | Paetkau et al. 1997 | |||||||||||||||||
| Western Brooks Range b (WBR) | 148 | 7,63 | 5,8678 | 0,7745 | 0,7495 | Craighead et al. 1995, Paetkau et al.1997, 1998a, 1998b | |||||||||||||||||
| Северо-западные территории Канада | Richardson Mts. b (RMt) | 119 | 7,5 | 6,0693 | 0,7658 | 0,7554 | Paetkau et al. 1997 г. , 1998b | ||||||||||||||||
| Anderson Mts. b (AC) | 23 | 5,38 | 4,8071 | 0,6848 | 0,6699 | Paetkau et al. 1997 | |||||||||||||||||
| Паулатюк б (ПК) | 58 | 5.75 | 4,8831 | 0,6573 | 0,6503 | Paetkau et al. 1997 г. , 1998b | |||||||||||||||||
| Коппермайн b (см) | 36 | 5,75 | 4,16713 | 0,6181 | 0,6034 | ||||||||||||||||||
| Юго-Западная Канада | |||||||||||||||||||||||
| Альберта | Восточный Слоуп (ES) | 4500877 | 5,6333 | 0,6444 | 0,6696 | Paetkau et al.1998b | |||||||||||||||||
| Вест-Слоуп (WS) | 41 | 6,38 | 5,2275 | 0,6677 | 0,6775 | ||||||||||||||||||
| Скалистые горы Северной Америки. | Йеллоустон, Нат. Park (YNP) | 57 | 4,38 | 3,8533 | 0,5526 | 0,5545 | Paetkau et al. 1998b | ||||||||||||||||
| Река Флэтхед (Франция) | 40 | 6,5 | 5,4163 | 0.6938 | 0,6943 | Paetkau et al. 1997 г. , 1998b | |||||||||||||||||
| Бурые медведи в среднем | 48,95 | 5,90 | 4,9813 | 0,6530 | 0,6549 | ||||||||||||||||||
| Полярный | Канада | Полярный | Западный Гудзонов залив (WHB) | 33 | 5,63 | 4,9369 | 0.6288 | 0,6338 | Paetkau et al. 1995 г. , 1999 | ||||||||||||||
| пролив Дэвиса-Лабрадор (DS) | 30 | 6,13 | 5,273 | 0,5917 | 0,6008 | ||||||||||||||||||
| Foxe Basin (FB) | 30 | 5,63 | 4,9898 | 0,6292 | 0,6411 | Paetkau et al. 1999 | |||||||||||||||||
| Полярный бассейн | Южное море Бофорта b (SBS) | 30 | 5.75 | 5,1735 | 0,6583 | 0,6364 | Paetkau et al. 1995 г. , 1999 | ||||||||||||||||
| Чукотское море b, c (CS) | 30 | 5.63 | 4.9744 | 0.6083 | 0.6392 | Paetkau et al. 1999 | |||||||||||||||||
| Северное море Бофорта b (NBS) | 30 | 6,38 | 5,4155 | 0,6583 | 0,6405 | Paetkau et al.1995 г. , 1999 | |||||||||||||||||
| Franz Josef Land-Novaja Z c (FN) | 32 | 6,13 | 4,9925 | 0,5938 | 0,5845 | Paetkau et al. 1999 | |||||||||||||||||
| Свальбард (SV) | 31 | 6,5 | 5,3894 | 0,6371 | 0,6265 | Paetkau et al. 1999 | |||||||||||||||||
| Восточная Гренландия (EG) | 31 | 6,38 | 5.3233 | 0,5927 | 0,61 | Paetkau et al. 1999 | |||||||||||||||||
| Canadian Arctic Archepelago | Ланкастер Саунд b (LS) | 30 | 6,88 | 5,722 | 0,7000 | 0,6888 | Paetkau et al. 1999 | ||||||||||||||||
| Канал М’Клинток b (MC) | 15 | 5,25 | 5,1574 | 0,6583 | 0,6661 | Paetkau et al.1999 | |||||||||||||||||
| Баффинова Залива (BB) | 31 | 6,13 | 5,3128 | 0,6492 | 0,6503 | Paetkau et al. 1999 | |||||||||||||||||
| Бассейн Кейн (KB) | 30 | 6,5 | 5,611 | 0,675 | 0,6737 | Paetkau et al. 1999 | |||||||||||||||||
| Залив Бутия (Великобритания) | 30 | 6,25 | 5,6105 | 0,6667 | 0.6958 | Paetkau et al. 1999 | |||||||||||||||||
| Viscount-Melville Sound b (VM) | 30 | 6 | 5,4884 | 0,6083 | 0,6323 | Paetkau et al. 1999 | |||||||||||||||||
| Норвежский залив (северо-запад) | 30 | 6,38 | 5,6024 | 0,6458 | 0,6573 | Paetkau et al. 1999 | |||||||||||||||||
| Среднее значение по полярным медведям | 29.56 | 6,10 | 5,3108 | 0,6334 | 0,6423 | ||||||||||||||||||
| Черные медведи | Ла Морис Нат Парк Квебек (LM) | 32 | 32 | 32 | 0,7891 | 0,8201 | Paetkau et al. 1997 | ||||||||||||||||
| Расположение . | Население . | № . | А . | AR . | H o . | H e . | Исходные данные . | ||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Бурые медведи | |||||||||||||||||||||||
| Юго-Восточная Аляска | Материковое побережье (MC) | 15 | 5.63 | 5,556 | 0,6167 | 0,7569 | Paetkau et al. 1998a | ||||||||||||||||
| Остров Адмиралтейства (AI) | 30 | 4,88 | 4,395 | 0,6458 | 0,6278 | ||||||||||||||||||
| Острова Бараноф и Чичикоф a (B&C) a | 35 | 4,25 | 3,592 | 0,4929 | 0,496 | ||||||||||||||||||
| Территория Юкон | Клуане (КЛ) | 50 | 7.38 | 6,1764 | 0,7875 | 0,7613 | Paetkau et al. 1998a, 1998b | ||||||||||||||||
| Юго-западная Аляска | Изембек (IZ) | 14 | 4 | 4 | 0,5357 | 0,5324 | Paetkau et al. 1998a | ||||||||||||||||
| Kuskokwim Mts. (KK) | 55 | 6,13 | 4,8971 | 0,7 | 0,6819 | Paetkau et al. 1998a, 1998b | |||||||||||||||||
| Остров Кадьяк (КИ) | 34 | 2.13 | 1,8918 | 0,2978 | 0,265 | Paetkau et al. 1997, 1998a, 1998b | |||||||||||||||||
| Центральная Аляска | Диапазон Северной Аляски (NAR) | 28 | 6,63 | 6,0825 | 0,7589 | 0,7794 | Paetkau et al. 1998a | ||||||||||||||||
| Арктика Северная Америка | Прудхо-Бэй b (PB) | 78 | 8,13 | 6,0753 | 0.7369 | 0,754 | Cronin et al. 1999 г. , 2005 | ||||||||||||||||
| Arctic Nat. Ref b (ANWR) | 24 | 6,63 | 6,0546 | 0,776 | 0,7635 | Paetkau et al. 1997 | |||||||||||||||||
| Western Brooks Range b (WBR) | 148 | 7,63 | 5,8678 | 0,7745 | 0,7495 | Craighead et al. 1995, Paetkau et al.1997, 1998a, 1998b | |||||||||||||||||
| Северо-западные территории Канада | Richardson Mts. b (RMt) | 119 | 7,5 | 6,0693 | 0,7658 | 0,7554 | Paetkau et al. 1997 г. , 1998b | ||||||||||||||||
| Anderson Mts. b (AC) | 23 | 5,38 | 4,8071 | 0,6848 | 0,6699 | Paetkau et al. 1997 | |||||||||||||||||
| Паулатюк б (ПК) | 58 | 5.75 | 4,8831 | 0,6573 | 0,6503 | Paetkau et al. 1997 г. , 1998b | |||||||||||||||||
| Коппермайн b (см) | 36 | 5,75 | 4,16713 | 0,6181 | 0,6034 | ||||||||||||||||||
| Юго-Западная Канада | |||||||||||||||||||||||
| Альберта | Восточный Слоуп (ES) | 4500877 | 5,6333 | 0,6444 | 0,6696 | Paetkau et al.1998b | |||||||||||||||||
| Вест-Слоуп (WS) | 41 | 6,38 | 5,2275 | 0,6677 | 0,6775 | ||||||||||||||||||
| Скалистые горы Северной Америки. | Йеллоустон, Нат. Park (YNP) | 57 | 4,38 | 3,8533 | 0,5526 | 0,5545 | Paetkau et al. 1998b | ||||||||||||||||
| Река Флэтхед (Франция) | 40 | 6,5 | 5,4163 | 0.6938 | 0,6943 | Paetkau et al. 1997 г. , 1998b | |||||||||||||||||
| Бурые медведи в среднем | 48,95 | 5,90 | 4,9813 | 0,6530 | 0,6549 | ||||||||||||||||||
| Полярный | Канада | Полярный | Западный Гудзонов залив (WHB) | 33 | 5,63 | 4,9369 | 0.6288 | 0,6338 | Paetkau et al. 1995 г. , 1999 | ||||||||||||||
| пролив Дэвиса-Лабрадор (DS) | 30 | 6,13 | 5,273 | 0,5917 | 0,6008 | ||||||||||||||||||
| Foxe Basin (FB) | 30 | 5,63 | 4,9898 | 0,6292 | 0,6411 | Paetkau et al. 1999 | |||||||||||||||||
| Полярный бассейн | Южное море Бофорта b (SBS) | 30 | 5.75 | 5,1735 | 0,6583 | 0,6364 | Paetkau et al. 1995 г. , 1999 | ||||||||||||||||
| Чукотское море b, c (CS) | 30 | 5.63 | 4.9744 | 0.6083 | 0.6392 | Paetkau et al. 1999 | |||||||||||||||||
| Северное море Бофорта b (NBS) | 30 | 6,38 | 5,4155 | 0,6583 | 0,6405 | Paetkau et al.1995 г. , 1999 | |||||||||||||||||
| Franz Josef Land-Novaja Z c (FN) | 32 | 6,13 | 4,9925 | 0,5938 | 0,5845 | Paetkau et al. 1999 | |||||||||||||||||
| Свальбард (SV) | 31 | 6,5 | 5,3894 | 0,6371 | 0,6265 | Paetkau et al. 1999 | |||||||||||||||||
| Восточная Гренландия (EG) | 31 | 6,38 | 5.3233 | 0,5927 | 0,61 | Paetkau et al. 1999 | |||||||||||||||||
| Canadian Arctic Archepelago | Ланкастер Саунд b (LS) | 30 | 6,88 | 5,722 | 0,7000 | 0,6888 | Paetkau et al. 1999 | ||||||||||||||||
| Канал М’Клинток b (MC) | 15 | 5,25 | 5,1574 | 0,6583 | 0,6661 | Paetkau et al.1999 | |||||||||||||||||
| Баффинова Залива (BB) | 31 | 6,13 | 5,3128 | 0,6492 | 0,6503 | Paetkau et al. 1999 | |||||||||||||||||
| Бассейн Кейн (KB) | 30 | 6,5 | 5,611 | 0,675 | 0,6737 | Paetkau et al. 1999 | |||||||||||||||||
| Залив Бутия (Великобритания) | 30 | 6,25 | 5,6105 | 0,6667 | 0.6958 | Paetkau et al. 1999 | |||||||||||||||||
| Viscount-Melville Sound b (VM) | 30 | 6 | 5,4884 | 0,6083 | 0,6323 | Paetkau et al. 1999 | |||||||||||||||||
| Норвежский залив (северо-запад) | 30 | 6,38 | 5,6024 | 0,6458 | 0,6573 | Paetkau et al. 1999 | |||||||||||||||||
| Среднее значение по полярным медведям | 29.56 | 6,10 | 5,3108 | 0,6334 | 0,6423 | ||||||||||||||||||
| Черные медведи | Ла Морис Нат Парк Квебек (LM) | 32 | 32 | 32 | 0,7891 | 0,8201 | Paetkau et al. 1997 | ||||||||||||||||
Рис. 1.
Карта мест отбора проб бурого медведя, белого медведя и черного медведя (сокращения популяций описаны в таблице 1).
Рис. 1.
Карта мест отбора проб бурого медведя, белого медведя и черного медведя (сокращения популяций описаны в таблице 1).
Использованные нами данные немного отличаются от данных в исходных исследованиях. Четыре животных были исключены из популяции бурого медведя на хребте Западный Брукс (Craighead et al. 1995; Anonymous 2006), а 6 бурых медведей были отобраны дважды, по одному в каждой из двух соседних популяций, включая 4 медведя, пойманных как в Восточном склоне, так и в Популяции Западного склона Альберты и 2 медведя, отобранные в обоих массивах Андерсон.и население Северо-Западных территорий Паулатук (Паэткау Д., личное сообщение). Мы включили этих животных в обе соседние популяции для нашего анализа. Данные также включали объединение образцов бурого медведя с островов Бараноф и Чичикоф на юго-востоке Аляски (Paetkau et al. 1998a), а образцы белого медведя из моря Лаптевых были включены в популяции Чукотского моря или Franz Josef L-Novaja Z (Paetkau et al. 1999). Популяции, размеры выборки и местоположения показаны в таблице 1 и на рисунке 1.
Лабораторные методы для 8 микросателлитных локусов (G1A, G10B, G10C, G10D, G10L, G10M, G10P, G10X) и анализ равновесия Харди – Вайнберга и нарушение равновесия по сцеплению описано в оригинальных исследованиях (Таблица 1).Мы рассчитали среднее количество аллелей на локус ( A ), наблюдаемую гетерозиготность ( H o ) и ожидаемую гетерозиготность ( H e ) с помощью программы Micros . Частоты аллелей определяли по генотипам и использовали для расчета аллельного богатства (AR) и попарного F st между популяциями (Weir and Cockerham 1984) с помощью программы F-STAT (Goudet 1995). Мы рассчитали генетическое расстояние (D s Nei 1972) для каждой пары популяций по частотам аллелей с помощью программы GENDIST в PHYLIP 3.62 (Felsenstein 2004). Paetkau et al. (1997) ранее обнаружили, что D s хорошо подходит для сравнения популяций медведей с микроспутниками.
Мы вычислили D s и F st между каждой парой популяций, а затем вычислили среднее значение каждого показателя для всех межвидовых пар популяций и внутривидовых популяционных пар. Мы определили количество аллелей, ограниченных одним видом (т.е., частные аллели) и количество аллелей, общих для обоих видов. Этот анализ был проведен для всего набора данных по 19 популяциям бурого медведя и 16 популяций белого медведя, а также для подгруппы из 7 арктических бурых медведей (хребет Вестерн Брукс, залив Прудхо, Арктический национальный заповедник дикой природы, горы Андерсон, горы Ричардсон, Полатюк, США) Coppermine Northwest Territories) и 6 популяций белых медведей (Чукотское море, Южное море Бофорта, Северное море Бофорта, пролив Ланкастер, пролив Виконта Мелвилла, пролив М’Клинток) с потенциально смежными ареалами (Таблица 1, Рисунок 1).
D s значений были использованы в кластерном анализе с программой FITCH (Fitch and Margoliash 1967) в PHYLIP для создания дендрограммы с популяцией черного медведя в качестве внешней группы и 1000 бутстраповских реплик частот аллелей. с программой SEQBOOT в PHYLIP.
Мы использовали байесовский метод кластеризации без априорного отнесения индивидуумов к популяциям с помощью программы STRUCTURE (Pritchard et al. 2000; Falush et al.2003 г.). Мы запустили STRUCTURE для K = от 1 до K = 36 (где K = количество предполагаемых популяций) с периодом выгорания 20 000 и повторениями Монте-Карло 300 000 цепей Маркова без примеси. Мы сделали 10 повторов процедуры для каждого значения K . Логарифмическая вероятность данных LnP (D) и статистика Δ K были оценены для каждого значения K . Значения LnP (D) отрицательны, и значение, наиболее близкое к 0, может использоваться для вывода наиболее вероятного K , за исключением случаев, когда структура популяции приводит к небольшим различиям между значениями LnP (D) (Pritchard et al.2010). Δ K количественно определяет скорость изменения LnP (D) между последовательными значениями K , а максимальное значение Δ K является наиболее вероятным K в ситуациях, когда K четко не указывается LnP (D) значения (Evanno et al. 2005).
Результаты
Генотипы 930 бурых медведей в 19 популяциях, 473 белых медведей в 16 популяциях и 32 черных медведя в 1 популяции были использованы для расчета показателей генетической изменчивости (таблица 1), частот аллелей (дополнительная таблица 1) и D с (таблица 2, дополнительная таблица 2).
Таблица 2Парная генетическая дистанция ( D s и F st ) сводные данные для 19 популяций бурых медведей, 16 популяций белых медведей и 1 популяции черных медведей
| Сравнение . | Количество пар населения . | Средняя генетическая дистанция, D с (Nei 1972) . | SD . | Диапазон . | 95% Уровень уверенности . | Ф ул . | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Коричневый по сравнению с полярными, все популяции | 304 | 1,1569 | 0,2013 | 0,7360–1,8150 | 0,0227 | 0,2688 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Коричневый по сравнению с полярными, смежными популяциями | 42 | 1.1495 | 0,2046 | 0,8690–1,661 | 0,0638 | 0,2392 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Коричневый по сравнению с коричневым | 171 | 0,4546 | 0,2552 | 0,045–1,498 | 0,0385 полярный | 0,1590 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 120 | 0,1329 | 0,0763 | 0,0220–0,392 | 0,0138 | 0,0497 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Коричневый по сравнению с черным | 19 | 0.9039 | 0,2825 | 0,6220–1,6090 | 0,1362 | 0,1759 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Полярное по сравнению с черным | 16 | 0,9521 | 0,1199 | 0,757–1,138 | 0,0639 | 0,1832 | 9007 9007 9004||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Количество пар населения . | Средняя генетическая дистанция, D с (Nei 1972) . | SD . | Диапазон . | 95% Уровень уверенности . | Ф ул . | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Коричневый по сравнению с полярными, все популяции | 304 | 1,1569 | 0,2013 | 0,7360–1,8150 | 0,0227 | 0,2688 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Коричневый по сравнению с полярными, смежными популяциями | 42 | 1.1495 | 0,2046 | 0,8690–1,661 | 0,0638 | 0,2392 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Коричневый по сравнению с коричневым | 171 | 0,4546 | 0,2552 | 0,045–1,498 | 0,0385 полярный | 0,1590 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 120 | 0,1329 | 0,0763 | 0,0220–0,392 | 0,0138 | 0,0497 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Коричневый по сравнению с черным | 19 | 0.9039 | 0,2825 | 0,6220–1,6090 | 0,1362 | 0,1759 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Полярное по сравнению с черным | 16 | 0,9521 | 0,1199 | 0,757–1,138 | 0,0639 | 0,1832 | 900 Таблица 907 2 777 2 по генетической дистанции ( D s и F st ) сводка для 19 популяций бурых медведей, 16 популяций белых медведей и 1 популяции черных медведей
| Сравнение . | Количество пар населения . | Средняя генетическая дистанция, D с (Nei 1972) . | SD . | Диапазон . | 95% Уровень уверенности . | Ф ул . | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Коричневый по сравнению с полярным, все популяции | 304 | 1,1569 | 0.2013 | 0,7360–1,8150 | 0,0227 | 0,2688 | |
| Коричневый по сравнению с полярными, смежными популяциями | 42 | 1,1495 | 0,2046 | 0,8690–1,661 | 0,0638 | 0,2392 | |
| 171 | 0,4546 | 0,2552 | 0,045–1,498 | 0,0385 | 0,1590 | ||
| Полярное по сравнению с полярным | 120 | 0.1329 | 0,0763 | 0,0220–0,392 | 0,0138 | 0,0497 | |
| Коричневый по сравнению с черным | 19 | 0,9039 | 0,2825 | 0,6220–1,6090 | 0,1362 | ||
| 16 | 0,9521 | 0,1199 | 0,757–1,138 | 0,0639 | 0,1832 |
| Сравнение . | Количество пар населения . | Средняя генетическая дистанция, D с (Nei 1972) . | SD . | Диапазон . | 95% Уровень уверенности . | Ф ул . | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Коричневый по сравнению с полярным, все популяции | 304 | 1,1569 | 0.2013 | 0,7360–1,8150 | 0,0227 | 0,2688 | |
| Коричневый по сравнению с полярными, смежными популяциями | 42 | 1,1495 | 0,2046 | 0,8690–1,661 | 0,0638 | 0,2392 | |
| 171 | 0,4546 | 0,2552 | 0,045–1,498 | 0,0385 | 0,1590 | ||
| Полярное по сравнению с полярным | 120 | 0.1329 | 0,0763 | 0,0220–0,392 | 0,0138 | 0,0497 | |
| Коричневый по сравнению с черным | 19 | 0,9039 | 0,2825 | 0,6220–1,6090 | 0,1362 | ||
| 16 | 0,9521 | 0,1199 | 0,757–1,138 | 0,0639 | 0,1832 |
Число аллелей на локус среди популяций варьировалось от 2.От 13 до 8,13 (в среднем 5,9) у бурых медведей и от 5,25 до 6,88 (в среднем 6,1) у белых медведей. Богатство аллелей колебалось от 1,89 до 6,18 (в среднем 4,98) у бурых медведей и от 4,94 до 5,72 (в среднем 5,31) у белых медведей. Наблюдаемая гетерозиготность варьировала от 0,2978 до 0,7875 (в среднем 0,6530) у бурых медведей и от 0,5917 до 0,7000 (в среднем 0,6334) у белых медведей. Ожидаемая гетерозиготность варьировала от 0,2650 до 0,7794 (в среднем 0,6549) у бурых медведей и от 0,5845 до 0,6958 (в среднем 0,6423) у белых медведей (Таблица 1). Как сообщалось ранее, показатели изменчивости особенно низки для изолированной популяции бурого медведя на острове Кадьяк (Paetkau et al.1997 ,, 1998а ,, 1998б).
Из 107 аллелей, наблюдаемых для 8 локусов, 56 (0,5234) не являются общими для бурых медведей и белых медведей, а 51 (0,4766) являются общими для обоих видов. Из аллелей, не общих для данного вида (т. Е. Частных аллелей), 22 (0,2056) относятся только к белым медведям, а 34 (0,3177) — только к бурым медведям (дополнительная таблица 1). Средняя частота частных аллелей у белых медведей составляет 0,0849 (стандартное отклонение [SD] = 0,183, диапазон 0,001–0,782), и 14 из 22 (0,636) частных аллелей являются редкими (т.е., частота <0,05). Средняя частота частных аллелей у бурых медведей составляет 0,0734 (SD = 0,109, диапазон от 0,0005 до 0,413), а 21 из 34 (0,618) частных аллелей встречаются редко. Средняя частота общих аллелей обоих видов составляет 0,120 (SD = 0,142, диапазон 0,001–0,672) у белых медведей и 0,108 (SD 0,110, диапазон 0,001–0,501) у бурых медведей. Некоторые частные аллели имеют ограниченное распространение, в том числе 5 у каждого вида, встречающиеся только в одной популяции. Другие частные аллели широко распространены, включая 4, которые встречаются во всех 16 популяциях белых медведей, и еще 3, которые встречаются в 12–15 популяциях белых медведей.Нулевые частные аллели встречаются во всех 19 популяциях бурого медведя, 2 - в 18 популяциях бурого медведя и 12 - в 12–16 популяциях бурого медведя.
Доли частных аллелей существенно не различаются в подмножествах из 13 потенциально смежных популяций и 22 несмежных популяций белых медведей и бурых медведей (2 доли z -тест, P = 0,5751). 13 потенциально смежных популяций имеют 92 аллеля, из которых 48 (0.5217) являются частными аллелями, 44 (0,4783) являются общими для всех видов, 17 (0,1848) — только у белого медведя и 31 (0,3369) — только у бурого медведя. 22 несмежные популяции имеют 99 общих аллелей, из которых 53 (0,5354) являются частными аллелями, 46 (0,4646) являются общими для каждого вида, 23 (0,2323) — только у белого медведя и 30 (0,3030) — только у бурого медведя.
Среднее межвидовое D s между 16 популяциями белых медведей и 19 популяциями бурых медведей равно 1.157. Среднее межвидовое D s между несмежными популяциями (1,158) существенно не отличается от среднего межвидового D s между смежными популяциями (1,149) белых медведей и бурых медведей ( P = 0,800, двухсторонний z -тест среднего). Среднее межвидовое D s между популяциями белых и черных медведей равно 0.952, а между популяциями бурого медведя и популяциями черного медведя — 0,904. Когда все популяции белого медведя объединены в одну группу, а все популяции бурого медведя объединены в другую группу, D s ниже, чем для средних значений между популяциями (полярный против коричневого 0,873, полярный против черного 0,886, коричневый против черного 0,651).
D s между популяциями и видами показаны графически на дереве FITCH с длинами ветвей, пропорциональными D s (Рисунок 2).Дерево FITCH показывает количество реплик начальной загрузки, которые привели к топологии, указанной для узлов со значениями начальной загрузки более 0,50 и черными медведями в качестве назначенной исходящей группы. Бурые медведи и белые медведи встречаются отдельными группами на обоих деревьях. Кластер полярного медведя имеет 99% поддержку начальной загрузки (995 из 1000 реплик), а кластер бурого медведя имеет поддержку начальной загрузки 83%.
Рисунок 2.
Дендрограмма Fitch белых медведей, бурых медведей и черных медведей, полученная с использованием генетических дистанций D s (Nei 1972).
Рис. 2.
Дендрограмма Fitch белых медведей, бурых медведей и черных медведей, полученная с использованием генетических дистанций D s (Nei 1972).
Внутривидовые D s значительно меньше межвидовых D s и D s больше среди популяций бурого медведя, чем среди популяций белых медведей (Таблица 2) . Обратите внимание, что внутривидовые отношения, изображенные на дендрограмме (рисунок 2), имеют ограниченную надежность, поскольку большинство кластеров имеют поддержку начальной загрузки меньше 0.5. Однако внутривидовые соотношения популяций бурого медведя на дереве FITCH в целом согласуются с географическими регионами, включая группы в Североамериканской Арктике, юго-западе Аляски, южной Канаде и северных Скалистых горах США, а также на юго-востоке Аляски и прилегающей территории Юкон. Исключение составляют популяция острова Адмиралтейства, которая не объединяется с другими популяциями юго-востока Аляски, и население острова Кадьяк, которое объединяется с арктическими популяциями. Внутривидовые кластеры белых медведей на дереве FITCH включают юг Канады (поддержка бутстрапа 60%) и полярный бассейн (поддержка бутстрапа 74%).Популяции Канадского архипелага встречаются в нескольких кластерах, а популяция Северного моря Бофорта встречается за пределами других популяций полярного бассейна.
F st имеют ту же относительную величину, что и D s , при этом среднее межвидовое значение белого медведя-бурого медведя ( F st = 0,2688) выше среднего внутривидового значения (бурый медведь F st = 0,1590, белый медведь F st = 0.0497). Ценность бурого медведя-белого медведя F st также выше, чем у межвидовых видов бурый медведь-черный медведь ( F st = 0,1759) и белый медведь-черный медведь ( F st = 0,1832). значения (таблица 2, дополнительная таблица 2).
Анализ СТРУКТУРЫ привел к значениям LnP (D) в диапазоне от -45428,3 ( K = 1) до -32873,6 ( K = 32, дополнительная таблица 3). Существует небольшая разница в значениях LnP (D) от K = 2–36 и нет значительного высокого значения, которое указывало бы на лучшее значение K .Это обычная картина в природных популяциях с различной степенью структуры, которая может не соответствовать модели СТРУКТУРЫ (Evanno et al. 2005; Pritchard et al. 2010). Значение Δ K для K = 3 составляло 57,2, а все другие значения Δ K были существенно ниже (<3,7, дополнительная таблица 3), что указывает на то, что K = 3 является наиболее поддерживаемым числом групп. . При K = 3 вероятность попадания в 1 кластер всех белых медведей равна 1,0, а у всех бурых медведей и черных медведей — 0.0 вероятность нахождения в этом кластере. При K = 3, у популяций бурого медведя вероятность попадания во второй кластер составляет 0,000–0,999, а вероятность попадания в третий кластер составляет 0,001–1,000. У черных медведей вероятность попасть во второй кластер составляет 0,991, а в третьем — 0,009. СТРУКТУРНЫЙ анализ с K = 2 (включая черных медведей или без них) показывает, что у всех белых медведей вероятность попадания в 1 кластер равна 1,0, а у всех бурых медведей — 1.0 вероятность оказаться во втором кластере.
Обсуждение
Наши результаты показывают, что 52% наблюдаемых аллелей не являются общими для белых и бурых медведей, а D s и анализ СТРУКТУРЫ разделяют белых и бурых медведей на разные группы. Эти данные согласуются с другими данными, показывающими, что у видов есть отдельные генофонды, включая различные гаплотипы мтДНК, последовательности ядерной ДНК, морфологию и историю жизни.
Наши межвидовые D s сопоставимы с D s для других видов хищников. Например, D s для 10 микросателлитных локусов между аллопатрическим волком ( Canis lupus ) в Северо-Западных территориях, Канада и койотом ( Canis latrans ) в Калифорнии составляет 0,444, между волком и золотым шакалом ( Canis aureus ) в Кении — 1,031, а между койотом и золотым шакалом — 1.34 (рассчитано на основе частот аллелей в Roy et al. 1994).
Некоторые популяции белого медведя и бурого медведя имеют смежные ареалы, и было высказано предположение, что вызванные изменением климата изменения среды обитания белого медведя в морском льду могут усилить контакты и гибридизацию между видами (Kelly et al. 2010). Другие ставят под сомнение видовой статус белых медведей и бурых медведей из-за потенциальной межвидовой гибридизации и парафилетических отношений мтДНК (Marris 2007, но см. Cronin 2007).Наш анализ показывает, что генетические дистанции и пропорции общих и частных аллелей между видами существенно не различаются для несмежных популяций и потенциально смежных популяций бурого и белого медведя, что указывает на отсутствие обширной гибридизации в существующих популяциях. Последовательности ДНК для 14 ядерных генов также указывают на слабую гибридизацию в существующих популяциях белых медведей и бурых медведей (Hailer et al. 2012).
Разница в D s между белыми медведями и бурыми медведями (т.е. 1,157 для среднего межпопуляционно-межвидового и 0,873 для комбинированных популяций каждого вида) в первую очередь потому, что среднее между популяциями дает равный вес каждому межпопуляционному расстоянию независимо от количества выборок в них, тогда как объединенная популяция дает средний весовой вклад от каждой генеральной совокупности пропорционально количеству образцов в каждой. Например, есть 2 популяции бурого медведя с непропорционально большими размерами выборки (хребет Вестерн-Брукс, с.ш., = 148 и Richardson Mts., N = 119, таблица 1), которые имеют относительно низкую взаимную популяцию D s (в среднем 0,983 и 0,969) с популяциями белых медведей. Это позволяет увеличить количество образцов бурого медведя с частотами аллелей, более близкими к таковым у белых медведей в объединенном пуле образцов, что приводит к более низкому значению D s . Эти популяции бурого медведя граничат с ареалом белых медведей, и относительно низкий уровень D s может указывать на гибридизацию.Однако против этого возражают 2 балла. Во-первых, эти популяции и две смежные с ними популяции белых медведей (Южное море Бофорта, Чукотское море) не имеют существенно разных пропорций общих аллелей, чем все смежные популяции (2 доли z -тест, P = 0,5514). Во-вторых, некоторые несмежные популяции бурого и белого медведя также имеют относительно низкие значения D s (дополнительная таблица 2).
Наш анализ выявил аналогичные уровни генетической изменчивости у белых медведей и бурых медведей (Таблица 1) и более высокий уровень внутривидовой популяционной подразделенности бурых медведей, чем у белых медведей.Предыдущие исследования внутривидовой микросателлитной изменчивости с использованием более 8 локусов имеют лучшее разрешение, чем наш анализ, и показали, что бурые медведи встречаются в географически отдельных популяциях с ограниченным потоком генов между некоторыми районами (Paetkau et al. 1997, 1998a, 1998b; Cronin et al. др. 1999, 2005; Миллер и Уэйтс 2003; Джексон и др. 2008), тогда как популяции белых медведей относительно однородны по географии (Паэткау и др. 1995, 1997, 1999; Кронин и др. 2006; Зейл и др. 2009), хотя может быть и локализованная структура (Crompton et al.2008 г.). Вариации мтДНК также демонстрируют значительную географическую структуру популяций бурого медведя (Talbot and Shields 1996b; Waits et al. 1998; Shields et al. 2000; Davison et al. 2011). Эти закономерности, вероятно, связаны с отсутствием географических барьеров для потока генов через ареал полярных медведей арктического морского льда, в то время как ареал бурого медведя имеет географические барьеры (например, горные хребты, водоемы, населенные пункты), которые ограничивают поток генов.
Две характеристики генетических данных усложняют оценку родства белых медведей и бурых медведей.Во-первых, у этого вида есть парафилетическая филогения мтДНК, что указывает на то, что некоторые бурые медведи имеют мтДНК, родственную полярным медведям. Однако разные гаплотипы мтДНК встречаются у каждого вида (Krause et al. 2008; Edwards et al. 2011), и существующие популяции каждого вида имеют разные генофонды мтДНК.
Второй, микроспутник D s между белыми медведями и бурыми медведями выше, чем между ними и черными медведями. Это несовместимо с признанием полярных медведей и бурых медведей родственными видами, а черные медведи имеют более отдаленное родство.Paetkau et al. (1997) показали, что генетические дистанции (включая D s ) плато на максимальном уровне после коротких эволюционных периодов времени (3000–30 000 поколений) из-за ограничений на размер аллелей и быстрой скорости мутаций. Это говорит о том, что микросателлитные аллели являются общими для трех видов из-за гомоплазии, а не идентичности по происхождению. Аналогичным образом Wayne et al. (1991) с помощью двумерных данных электорфореза белков для плотоядных животных (включая бурых медведей и белых медведей) обнаружили, что при увеличении D s генетические изменения в единицу времени меньше.Это указывает на то, что оценка межвидовой филогении и времени дивергенции с помощью быстро развивающихся маркеров, таких как микросателлиты, может быть неуместной, хотя было продемонстрировано, что среднее квадратное расстояние (ASD) линейно со временем примерно до 2 миллионов лет назад (Sun et al. 2009) . Тем не менее, наши данные только для 8 локусов слишком ограничены, чтобы надежно оценить филогению вида и время дивергенции с РАС. Другие исследования молекулярной филогении показывают широкий диапазон времен дивергенции (150 000–5 миллионов лет назад) белых медведей и бурых медведей (Talbot and Shields 1996b; Waits et al.1999; Yu et al. 2004 ,, 2007; Линдквист и др. 2010; Davison et al. 2011; Эдвардс и др. 2011; Hailer et al. 2012; Miller et al. 2012).
Неопределенность филогении и времени расхождения полярных медведей-бурых медведей-черных медведей не препятствует признанию того, что современные белые и бурые медведи имеют разные ядерные генофонды, как показывает наш анализ. Точно так же парафилетическая филогения мтДНК не умаляет того факта, что существуют разные гаплотипы мтДНК и отдельные клоны ядерной ДНК у каждого вида.Эти генетические данные в сочетании с производными морфологическими, физиологическими, поведенческими характеристиками и характеристиками жизненного цикла белых медведей, а очень редкое скрещивание в природе поддерживает признание белых медведей и бурых медведей разными видами в рамках биологического вида (Mayr 1963), генетического вида ( Бейкер и Брэдли, 2006), и концепции филогенетических видов (Элдридж и Крафт, 1980).
Будущей оценке взаимоотношений белых и бурых медведей будут способствовать многие новые генетические маркеры из проектов по секвенированию генома (BGI 2011; Medrano JF, Калифорнийский университет в Дэвисе, личное сообщение; Miller et al.2012). Однонуклеотидные полиморфизмы и последовательности ядерной ДНК в целом могут быть особенно полезными, поскольку они могут проявлять меньшую гомоплазию, чем микросателлитные локусы (Coates et al. 2009).
Финансирование
Министерство торговли, местного населения и экономического развития штата Аляска .
Благодарности
D. Paetkau, Wildlife Genetics International Inc. предоставил данные генотипа для большинства популяций, использованных в этом исследовании.В. Р. Лисбург провел структурный анализ, а Н. Ву — цифры. Полезные комментарии предоставили М. Э. Раут, Н. Ву, С. Крокфорд, три анонимных рецензента и заместитель редактора. Служба сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США Лаборатория животноводства и пастбищных исследований Форт-Кио предоставила офисы и аналитическую поддержку MAC.
Список литературы
2003
Белый медведь, Ursus maritimus
. В:, редакторы.Дикие млекопитающие Северной Америки: биология, управление и охрана
Балтимор (Мэриленд)
Hopkins University Press
p.587
—610
Аноним.
2006
Опечатка
J Наследие
97
: НП2007
Митогеномный анализ родственных связей псовых.
Мол Филогенет Эвол
45
863
—874
2006
Видообразование млекопитающих и концепция генетических видов.
Дж Млекопитающее
87
643
—662
и другие.
2008
Расшифровка полного митохондриального генома и филогении вымершего пещерного медведя в палеолитической расписной пещере Шове.
Proc Natl Acad Sci USA
105
17447
—17452
2009
Сравнительная характеристика однонуклеотидного полиморфизма и микросателлитных маркеров для популяционно-генетического анализа.
J Наследие
100
556
—564
1995
Микроспутниковый анализ отцовства и воспроизводства у полярных медведей гризли.
J Наследие
86
255
—261
2008
Генетическая структура популяции белых медведей (Ursus maritimus) из Гудзонова залива, Канада: последствия для будущего изменения климата
Биол Сохранение
141
2528
—2539
2007
Ограничения молекулярной генетики в сохранении.
Природа
447
638
1991
Межвидовые и внутривидовые вариации митохондриальной ДНК у североамериканских медведей (Ursus)
Может J Zool
69
2985
—2992
2006
Вариации микросателлитной ДНК и митохондриальной ДНК белых медведей в морях Бофорта и Чукотке, Аляска
Может J Zool
84
655
—660
1999
Генетические взаимоотношения медведей гризли (Ursus arctos) в районе Прудхо-Бэй на Аляске: выводы из микросателлитной ДНК, митохондриальной ДНК и полевых наблюдений.
J Наследие
90
622
—628
2005
Генетическая изменчивость и родство медведей гризли (Ursus arctos) в регионе Прудо-Бей и прилегающих районах на севере Аляски
Ursus
16
70
—84
и другие.
2011
Позднечетвертичные биогеографические сценарии для бурого медведя (Ursus arctos), модельного вида диких млекопитающих
Quat Sci Обзоры
30
418
—430
2007
Самое северное наблюдение медведя гризли (Ursus arctos) в Канаде: фотографии и данные ДНК с острова Мелвилл, территории Northwesat
Арктика
60
271
—276
и другие.
2011
Древняя гибридизация и ирландское происхождение современного матрилина белого медведя.
Curr Biol
21
1251
—1258
1980
Филогенетические закономерности и эволюционный процесс
Нью-Йорк
Издательство Колумбийского университета
2005
Определение количества групп людей с помощью программного обеспечения СТРУКТУРА: имитационное исследование.
Мол Экол
14
2611
—2620
2003
Вывод о структуре популяции с использованием данных мультилокусного генотипа: связанных локусов и коррелированных частот аллелей.
Генетика
164
1567
—1587
2004
PHYLIP (пакет вывода филогении) версия 3.6
. Распространяется автором.Сиэтл
Департамент геномных наук Вашингтонского университета
1967
Построение филогенетических деревьев.
Наука
155
279
—284
1989
Оценка молекулярно-генетического расстояния между Ursidae по данным одно- и двумерного белкового электрофореза
Evolution
43
282
—295
1995
FSTAT (версия 1.2): компьютерная программа для расчета F-статистики
J Наследие
86
485
—486
1972
Гибриды млекопитающих
Farnham Royal, Слоуг, Англия
Сельскохозяйственные бюро Содружества
2012
Ядерные геномные последовательности показывают, что белые медведи — это древняя и самобытная медвежья линия.
Наука
336
344
—347
2008
Находка окаменелостей позднего плейстоцена на Шпицбергене: самые старые останки белого медведя (Ursus maritimus) Фиппс, 1744), когда-либо обнаруженные
Полярное сопротивление
28
455
—462
2008
Генетическая характеристика бурых медведей Кенай (Ursus arctos): изменение контролируемых областей микросателлитной и митохондриальной ДНК у бурых медведей полуострова Кенай, южная часть центральной Аляски
Может J Zool
86
756
—764
2010
Арктический плавильный котел.
Природа
468
891
1969
Заметка о медвежьих гибридах Thalarctos maritimus X Ursus arctos в Лодзинском зоопарке
Международный ежегодник зоопарков
9
89
и другие.
2008
Митохондриальные геномы обнаруживают взрывную радиацию вымерших и ныне живущих медведей вблизи границы миоцена и плиоцена.
BMC Evol Biol
8
220
1964
Эволюция белого медведя Ursus maritimus (Phipps)
Acta Zool Fenn
108
1
–30
1968
Плейстоценовые млекопитающие Европы
Лондон
Вайденфельд и Николсон
и другие.
2010
Полный митохондриальный геном челюстной кости плейстоцена раскрывает происхождение белого медведя.
Proc Natl Acad Sci USA
107
5053
—5057
2007
Виды и видимость
Природа
446
250
—253
1963
Популяции, виды и эволюция
Кембридж (Массачусетс)
Belknap Press, Harvard University Press
2003
История эффективного размера популяции и генетического разнообразия Йеллоустонского гризли (Ursus arctos): значение для сохранения.
Proc Natl Acad Sci USA
100
4334
—4339
и другие.
2012
Геномы белых и бурых медведей выявляют древние примеси и демографические следы прошлых изменений климата
Proc Nat Acad Sci USA.
109
E2382
—E2390
1972
Генетическая дистанция между популяциями
Am Nat
106
283
—292
и другие.
1999
Генетическая структура популяций белых медведей в мире.
Мол Экол
8
1571
—1584
1995
Микросателлитный анализ структуры популяции канадских белых медведей.
Мол Экол
4
347
—354
1998
Генный поток между островными, прибрежными и внутренними популяциями бурых медведей на Аляске.
Мол Экол
7
1283
—1292
1997
Эмпирическая оценка статистики генетических расстояний с использованием микросателлитных данных из популяций медведей (Ursidae).
Генетика
147
1943
—1957
1998
Значительные вариации генетического разнообразия среди ареалов североамериканских бурых медведей
Консерв Биол
12
418
—429
2008
Комбинированный анализ четырнадцати ядерных генов уточняет филогению Ursidae.
Мол Филогенет Эвол
47
73
—83
2001
Трипанотолерантность крупного рогатого скота Западной Африки и популяционно-генетические эффекты селекции
[кандидатская диссертация]. [Дублин (Ирландия)
]:Дублинский университет
2009
Медведи-гибриды: поведение и фенотип
Zool Garten NF
78
204
—220
2000
Вывод структуры популяции с использованием данных мультилокусного генотипа.
Генетика
155
945
—959
1994
Паттерны дифференцировки и гибридизации североамериканских волкоподобных псовых, выявленные с помощью анализа микросателлитных локусов.
Мол Биол Эвол
11
553
—570
2000
Филогеография вариаций митохондриальной ДНК у бурых медведей и белых медведей.
Мол Филогенет Эвол
15
319
—326
2011
Белые медведи: естественная история исчезающего вида
Брайтон (Массачусетс)
Фиценри и Уайтсайд
2009
Микроспутники— это молекулярные часы, которые позволяют делать точные выводы об истории.
Мол Биол Эвол
26
1017
—1027
1996
Филогеография бурых медведей (Ursus arctos) Аляски и парафилий среди Ursidae.
Мол Филогенет Эвол
5
477
—494
1996
Филогения медведей (Ursidae), выведенная из полных последовательностей трех митохондриальных генов.
Мол Филогенет Эвол
5
567
—575
1998
Филогеография митохондриальной ДНК североамериканского бурого медведя и значение для сохранения
Консерв Биол
12
408
—417
1999
Быстрые радиационные события в семействе Ursidae, на которые указывает вероятность филогенетической оценки по множественным фрагментам мтДНК.
Мол Филогенет Эвол
13
82
—92
1991
Молекулярное расстояние и время расхождения у хищников и приматов.
Мол Биол Эвол
8
297
—319
1984
Оценка F-статистики для анализа структуры населения
Evolution
38
1358
—1370
2004
Филогения медведей (Ursidae) на основе ядерных и митохондриальных генов.
Мол Филогенет Эвол
32
480
—494
2007
Анализ полных последовательностей митохондриального генома увеличивает филогенетическое разрешение медведей (Ursidae), семейства млекопитающих, которое претерпело быстрое видообразование.
BMC Evol Biol
7
198
2009
Семьи в космосе: родство в популяции белых медведей (Ursus maritimus) Баренцева моря.
Мол Экол
18
735
–749
Заметки автора
© Американская генетическая ассоциация. 2012. Все права защищены. Для получения разрешений обращайтесь по электронной почте: [email protected].
бурых медведей против белых медведей | Природа
Мрачное будущее белых медведей, поскольку глобальное потепление побуждает бурых медведей распространяться дальше на север.То, что широко не осознается, — это то, что белые медведи эволюционировали как особый вид только 200000 лет назад в плейстоцене.
Считается, что современные белые медведи произошли от группы бурых медведей, которые оказались изолированными ледниками в районе недалеко от Сибири и претерпели серию быстрых эволюционных изменений, чтобы выжить и адаптироваться к арктической жизни. Они включали изменение цвета их меха, формы тела, более острые зубы и большие ноги с толстыми, изогнутыми, не выдвигающимися когтями, которые используются для захвата добычи, а также для обеспечения жизненной силы при беге или лазании по льду.
Белые медведи — крупнейшие в мире наземные хищники и единственный представитель семейства медведей, которые полностью плотоядны. Они живут на диете, полностью состоящей из плоти тюленей и сала. В результате этой относительно быстрой эволюции в полуводную арктическую жизнь с очень специализированной диетой белый медведь развил морфологию черепа, более слабую, чем у бурых медведей, и менее приспособленную для жесткой всеядной или травоядной диеты.
Белые медведи питаются почти исключительно мясом молодых кольчатых или бородатых нерп.У них 42 зуба и развитые лезвиеобразные резцы, чтобы отрезать куски плоти, с сильными клыками, чтобы хватать добычу и рвать жесткую шкуру. Поскольку они глотают большую часть пищи большими кусками, а не сначала пережевывают, сильные коренные зубы не нужны, и они намного меньше, чем у их коричневых кузенов. В то время как их зубы суперэффективны для обработки плоти и жира тюленей, зубы белых медведей менее подходят для обработки костей и трудно пережевываемых диет с большим количеством растительности.
Низкий плоский череп белого медведя с высоко сидящими глазами идеально подходит для полуводных обитателей и дает им преимущество в том, что они могут сунуть голову в отверстия для дыхания или щенячьи логовища.
Недавнее исследование, проведенное онлайновым исследовательским журналом PLoS One (Public Library of Science), показывает, что, хотя голова и сила мышц белых медведей и бурых медведей схожи, тесты показывают, что череп белого медведя «слабее, требует меньше усилий». — эффективная структура »и, по-видимому, не очень хорошо подходит для жевания большого количества пищи.
Хотя бурые медведи будут есть животных, когда они будут доступны, летом они также съедят большое количество растительного материала, и все это требует значительного количества пережевывания, прежде чем его можно будет проглотить.
По оценкам, мировая популяция белых медведей составляет от 20 000 до 25 000, из которых около 60 процентов живут в Канаде, но в исследовании делается вывод о том, что по мере того, как земля нагревается, а бурые медведи продолжают распространяться на север, это, вероятно, будет представлять белые медведи со значительным вызовом.Там, где песцы пересекаются с рыжими лисицами, именно рыжие лисы в конечном итоге контролируют основные районы кормления и размножения, и есть опасения, что белых медведей постигнет та же участь.
var a2a_config = a2a_config || {};
a2a_config.onclick = 1;
Подписаться на: Twitter / Facebook / Google+ / Pinterest / Подробнее Nature News / Вернуться на главную страницу
Темы: Медведи
Чем белые медведи отличаются от других медведей?
Очевидное различие между белыми медведями и другими медведями — их белый мех — но разве это единственное отличие? Давайте узнаем, что именно делает белых медведей такими особенными и непохожими на других медведей.
Белые медведи (Ursus Maritimus), как полагают, произошли от Ursus Arctos (вид медведей, подвидом которого является медведь гризли) около 500 000 лет назад. Это изменение и адаптация к новому виду произошли из-за разницы в среде обитания белых медведей. Белым медведям пришлось приспосабливаться к жизни в суровом и холодном климате Арктики.
Итак, каковы основные отличия белых медведей от их собратьев гризли или бурого медведя? Давайте посмотрим…
Физические различия между белыми медведями и другими медведями
Цвет — наиболее очевидное различие заключается в том, что белые медведи кажутся ярко-белыми (, хотя их кожа черная ), в то время как большинство другие медведи обычно коричневые или черные.
Форма головы — белые медведи имеют меньшие головы и более длинные шеи, чем у других медведей, это помогает им проникать в воздушные отверстия тюленей и, таким образом, ловить свою добычу.
Лапы — Лапы белого медведя больше, чем лапы среднего медведя, поэтому им легче ходить по льду и снегу, и они действуют как широкие весла для плавания. У них есть острые изогнутые когти длиной около 3,5 дюймов, которые помогают держаться за поверхность во время ходьбы или бега. У лапки белого медведя есть своего рода нескользящая поверхность, которая помогает ему перестать скользить по льду.Они также адаптировались, добавив перепонки между пальцами ног или когтями, чтобы полярный медведь мог хорошо плавать.
Размер — Белые медведи, как правило, крупнее других медведей и являются одними из крупнейших наземных хищников на планете — они делят это первое место с медведем кадьяк. Большинство других медведей будут весить от 400 до 800 фунтов, в то время как белые медведи, как известно, весят до 1500 фунтов. Белым медведям необходимо нести лишний вес / жир, чтобы помочь им выжить в чрезвычайно холодных условиях, в которых они живут, — это один из способов, которым они приспособили для сохранения тепла .
Зубы — у бурых медведей клыки длиной 3 дюйма с силой укуса 1200 фунтов. Зубы белого медведя длиннее и острее, с такой же огромной силой укуса, что идеально подходит для убийства добычи.
Различия в поведении белых медведей и других медведей
Среда обитания — в то время как большинство медведей живут внутри страны в лесах и лесах у рек и ручьев, белые медведи эволюционировали, чтобы выжить в суровых и холодных условиях Арктики. Их считают морскими млекопитающими, поскольку они проводят часть своего времени, плавая в холодных арктических водах.
Еда — Белые медведи в основном едят тюленей, в то время как другие медведи, как известно, едят лосось, травы, корнеплоды и насекомых.
Скорость — бурые медведи могут бегать на умеренные расстояния со скоростью около 30-35 миль / час с максимальной скоростью около 40 миль / час. Между тем, полярные медведи ограничены более медленной наземной скоростью — около 25 миль / час на суше и 6 миль / час, когда плывет .
Спящий режим — большинство медведей впадают в спячку зимой, но не белые медведи.Хотя беременные самки белых медведей отправляются в берлогу, чтобы рожать своих детенышей, это скорее псевдогернация, чем настоящая спячка других медведей. Поскольку белые медведи имеют доступ к своей пище (тюленям) в течение всего года (за исключением, иногда, летом, когда тает морской лед), им нет необходимости впадать в настоящую спячку.
Итак, полярные медведи, будучи родственными, определенно отличаются от других медведей. Природа позволила им со временем умело адаптироваться, поэтому их тела чрезвычайно хорошо приспособлены не только для выживания, но и для процветания в холодных арктических условиях.
Белые медведи и медведи гризли
Белые медведи: северные сестры бурого медведяПо оценкам ученых, белые медведи отделились от бурых медведей между 250 000 и 130 000 лет назад — недавний раскол, когда дело доходит до истории эволюции. Длительное генетическое сходство делает двух медведей биологическими родственными видами, более близкими друг к другу, чем к любым другим.
Если не считать цвета меха, сходство очевидно. Оба медведя — сильные хищники: самцы белых медведей достигают 1500 фунтов — такого же размера, как и крупнейший в мире подвид бурого медведя, медведь Кадьяк.
Но Ursus maritimus также эволюционировал, чтобы соответствовать своей полярной среде, отрастив более длинную морду, чем у бурых медведей, и более крупные, похожие на весло лапы, которые помогают белым медведям охотиться на тюленей. Эта специализация сделала белого медведя более уязвимым, чем его более широко распространенный, адаптируемый родственник бурого медведя. Поскольку повышение уровня моря угрожает арктической среде обитания белого медведя, ситуация изменится и для гризли.
Замешательство климата По мере того, как изменение климата тает арктический морской лед, белые медведи, подобные этому в Черчилле, Манитоба, все чаще перемещаются вглубь суши в исторические места обитания медведей гризли.(Фото Р. Пилкингтона)Изменение климата приводит к таянию родины белого медведя — круглогодичного льда Северного Ледовитого океана — с угрожающей скоростью. Поскольку их охотничьи угодья превращаются в открытую воду, северные медведи изо всех сил пытаются приспособиться. Многие проводят больше времени в глубине страны и южнее. В то же время более высокие температуры открывают новую среду обитания гризли, поскольку границы роста растений и соответствующих сообществ животных сдвигаются к северу.
Результат этих параллельных тенденций? Старые сестры — белые медведи и бурые медведи — чаще переходят пути.И результаты впечатляют.
В исследовании, опубликованном в 2015 году в журнале Journal of Mammalogy Сюзанн Миллер, Джеймсом Уайлдером и Райаном Уилсоном, отслеживались взаимодействия между двумя видами во время удлинения осеннего периода открытой воды вдоль побережья моря Бофорта на Аляске. Когда голодные белые медведи стали искать останки китов возле деревень, возникли новые соревнования. Исследователи обнаружили, что представители одного и того же вида чаще сражаются за еду, но также зафиксировали ранее недокументированные соревнования между белыми медведями и бурыми медведями, во время которых гризли, как и типичные старшие братья и сестры, утверждали социальное доминирование.
Однако, когда эти два вида встречаются, они не всегда дерутся. Еще одно явление, усугубляемое изменением климата, — это рост числа зарегистрированных спариваний белого медведя и гризли. Как назвать эти гибриды? Ученые и репортеры использовали комбинации названий «grolar» и «pizzly», в то время как некоторые предлагали объединить имена медведей инупиак — nanuk (белый медведь) и analak (гризли) — и окрестить помеси «нанулак». Каким бы ни было название, результаты впечатляют и вызывают оживленные дискуссии.
Комната для роумингаЧто означает изменение арктического ландшафта для бурых медведей на юге? Хотя при восстановлении популяций гризли в Северных Скалистых горах в ближайшее время не будут появляться белые медведи на пороге, мы можем извлечь уроки из опыта севера. Гризли перейдут в новую среду обитания, когда откроется для них, будь то недавно обнаженная береговая линия в Арктике или коридоры ручьев на Фронте Скалистых гор Монтаны. И от белых медведей до частных ранчо, они будут делать это, не обращая внимания на то, что их может ждать.
Вот почему гризли нуждаются в защите среды обитания и предотвращении конфликтов, поскольку они продолжают восстанавливаться и расширять свой ареал. В то время как их северные сестры сталкиваются с неопределенным и уязвимым будущим, мы можем работать над тем, чтобы у Большой Медведицы Нижних 48 было место для странствий для будущих поколений. Посмотрите, как вы можете помочь сегодня.
Исследование ДНК проясняет отношения между белыми медведями и бурыми медведями
В конце последнего ледникового периода популяция белых медведей оказалась на мели из-за отступающего льда на нескольких островах на юго-востоке Аляски.Самцы бурых медведей поплыли на острова с материковой части Аляски и спарились с самками белых медведей, в конечном итоге превратив популяцию белых медведей в бурых медведей.
Доказательства этого удивительного сценария появились в результате нового генетического исследования белых медведей и бурых медведей, проведенного исследователями из Калифорнийского университета в Санта-Крус. Результаты, опубликованные 14 марта в журнале PLOS Genetics , опровергают преобладающие представления об эволюционной истории двух видов, которые тесно связаны и, как известно, производят плодородные гибриды.
Предыдущие исследования показали, что в результате прошлой гибридизации у всех белых медведей были гены, полученные от бурых медведей. Но новое исследование показывает, что эпизоды обмена генами между двумя видами происходили только в изолированных популяциях и не влияли на более крупную популяцию белых медведей, которые по-прежнему свободны от генов бурого медведя.
В центре неразберихи — популяция бурых медведей, обитающих на Адмиралтействе Аляски, островах Бараноф и Чикагоф, известных как острова ABC.Эти медведи — явно бурые медведи по внешнему виду и поведению — имеют поразительное генетическое сходство с белыми медведями.
«Эта популяция бурых медведей выделялась как действительно странная генетически, и было много споров по поводу их отношения к белым медведям. Теперь мы можем объяснить это, и вместо запутанной истории, которую некоторые предлагают, это очень простая история. — сказала соавтор Бет Шапиро, доцент кафедры экологии и эволюционной биологии Калифорнийского университета в Санта-Крус.
Шапиро и ее коллеги проанализировали данные последовательностей ДНК по всему геному семи белых медведей, бурого медведя с островов ABC, бурого медведя с материковой Аляски и черного медведя.В исследование также были включены генетические данные других медведей, недавно опубликованные другими исследователями. Команда Шапиро обнаружила, что белые медведи — удивительно однородный вид без каких-либо доказательств происхождения бурых медведей, тогда как бурые медведи островов ABC демонстрируют явные доказательства происхождения белых медведей.
Ключевой вывод заключается в том, что белые медведи, являющиеся предками бурых медведей островов ABC, заметно обогащены наследуемой по материнской линии X-хромосомой. Около 6,5 процентов Х-хромосом медведей с островов ABC недавно были получены от белых медведей, по сравнению с примерно 1 процентом остальной части их генома.Это означает, что у бурых медведей островов ABC больше ДНК с самками белого медведя, чем с самцами белого медведя, сказал Шапиро.
Чтобы понять, как гибридизация может привести к такому неожиданному результату, команда провела моделирование различных демографических сценариев. «Из всех моделей, которые мы тестировали, наиболее поддерживаемым был сценарий, в котором самцы бурых медведей забредали на острова и постепенно превращали популяцию из белых медведей в бурых медведей», — сказал первый автор Джеймс Кэхилл, аспирант в области экологии и эволюционной биологии. в Калифорнийском университете Санта-Крус.
Этот сценарий соответствует известному поведению бурых медведей и белых медведей, по словам соавтора Иана Стерлинга, биолога из Университета Альберты в Эдмонтоне, Канада. По его словам, сегодня в канадском море Бофорта наблюдается смешение белых и бурых медведей, где взрослые самцы бурых медведей бродят по оставшимся морским льдам и иногда спариваются с самками белых медведей. В таких областях, как западная часть Гудзонова залива и российское побережье, белые медведи проводят больше времени на суше в связи с потеплением климата и потерей морского льда — поведение, которое могло оставить белых медведей на островах ABC в конце последнего сезона. Ледниковый период.
Молодые самцы бурых медведей обычно покидают место своего рождения в поисках новой территории. Они вполне могли рассредоточиться по воде от материковой части Аляски до островов ABC и скрещиваться с белыми медведями, выброшенными на берег там, когда морской лед исчез.
«Сочетание генетики и известного поведения бурых и белых медведей, гибридизирующихся сегодня в дикой природе, говорит нам, как появились медведи на островах ABC: они являются потомками многих иммигрантов-самцов бурых медведей и некоторых давних самок белых медведей, «Сказал Стирлинг.
Результаты показывают, что продолжающееся потепление климата и потеря арктического морского льда могут привести к тому же, происходящему в более широком смысле, сказал соавтор Ричард Э. (Эд) Грин, доцент кафедры биомолекулярной инженерии инженерной школы Баскина UCSC. «Когда лед в Арктике тает, что произойдет с белыми медведями? На островах ABC белые медведи исчезли. Теперь они бурые медведи, но гены белых медведей все еще присутствуют в их геномах», — сказал он сказал.
Первые генетические исследования бурых медведей островов ABC были посвящены изучению их митохондриальной ДНК, которая отделена от хромосом и наследуется только по женской линии.Митохондриальная ДНК бурых медведей островов ABC совпадает с ДНК белых медведей больше, чем ДНК других бурых медведей, что привело некоторых ученых к мысли, что бурые медведи островов ABC дали начало современным белым медведям.
В новом исследовании изучается «ядерная ДНК», переносимая хромосомами в ядре клетки. Это последнее из серии генетических исследований белых медведей, опубликованных за последние годы, каждое из которых породило новые идеи о взаимоотношениях между белыми медведями и бурыми медведями.Исследование окаменелостей и митохондриальной ДНК, проведенное в 2010 году, подтвердило идею о том, что белые медведи произошли от бурых медведей островов ABC. Но исследование митохондриальной ДНК вымерших ирландских бурых медведей, проведенное в 2011 году, показало еще более близкое соответствие с белыми медведями и предположило, что белые медведи получили свою митохондриальную ДНК в результате гибридизации с ирландскими медведями. Шапиро, соавтор этого исследования, сказала, что теперь она думает, что ирландские бурые медведи могут быть еще одним примером того, что произошло на островах ABC, но она не может сказать наверняка, пока не изучит их ядерную ДНК.
«Оглядываясь назад, я думаю, что мы ошибались относительно направленности потока генов между белыми медведями и ирландскими бурыми медведями», — сказала она.
Два исследования, опубликованные в 2012 году, были направлены на определение того, когда линия белого медведя отделилась от линии бурого медведя, используя данные ядерной ДНК. В первом из них, опубликованном в апреле в журнале Science , говорится, что раскол произошел 600000 лет назад, и сделан вывод, что белые медведи несут митохондриальную ДНК бурого медведя из-за прошлых гибридизаций. Вторая, опубликованная в июле Proceedings of the National Academy of Sciences , предполагает, что бурые медведи, черные медведи и белые медведи разошлись примерно 4-5 миллионов лет назад, после чего последовали повторяющиеся эпизоды гибридизации белых и бурых медведей.
Новое исследование не затрагивает вопрос о том, как давно белые медведи отделились от бурых медведей, но оно может помочь разобраться в противоречивых результатах недавних исследований. «Это хороший шаг в правильном направлении к пониманию того, что произошло на самом деле», — сказал Шапиро.
Исследование действительно показывает, что разница между белыми медведями и бурыми медведями была только вдвое меньше, чем разделение между линиями бурого и черного медведей, сказал Кэхилл. «Мы можем сказать, как долго бурые медведи и белые медведи были отдельными видами, в зависимости от того, как давно они отделились от более отдаленных родственных видов, но продлить год очень сложно», — сказал он.
Грин отметил, что попытки понять взаимосвязь между белыми медведями и бурыми медведями были осложнены необычным случаем с бурыми медведями островов ABC. «Это как если бы вы изучали отношения между людьми и шимпанзе, и ваш анализ включал ДНК какой-то странной популяции людей, которые гибридизировались с шимпанзе. Вы получите очень странные результаты, пока не выясните это», — сказал он.
Помимо Кэхилла, Грина, Шапиро и Стирлинга, соавторами новой статьи являются постдокторанты Тара Фултон и Матиас Стиллер, студент Рауф Саламзаде и аспирант Джон Ст.Джон из Калифорнийского университета в Санта-Круз; Флора Джей и Монтгомери Слаткин в Калифорнийском университете в Беркли; и Никита Овсяников в Государственном заповеднике «Остров Врангеля» в России. Грин и Шапиро руководят лабораторией палеогеномики UCSC. Это исследование финансировалось программой Searle Scholars Program.
Профиль видов бурых медведей, Департамент рыбы и дичи Аляски
Перейти к видам:
Морское ушко, Пегий альбатрос, Черноногий альбатрос, Короткохвостая летучая мышь, MyotisBat Кина, Маленькая коричневая летучая мышь Myotis, Седовласый медведь, Черный медведь, Коричневый медведь, Полярный бобр HeadCisco, ArcticCisco, BeringCisco, LeastClam, GeoduckClam, LittleneckClam, RazorCoyoteCrab, Blue KingCrab, DungenessCrab, Golden KingCrab, Red KingCrab, TannerCrane, SandhillCurlew, EskimoDeer, MuleDeer, Sitka, White-sidedagle, Sitka, White-sidedagle, Sitka, White-sidedagle , Очковые гаги, Steller’sElk, RooseveltErmineEulachonFisherFox, ArcticFox, RedFrog, Columbia SpottedGoat, MountainGoose, CanadaGoose, Emperorgoshawk, Northern Grayling, ArcticGrouse, RuffedGrouse, Red-lailedRusse, SootyshoemingBarse Северный ошейник на, желтоклювый рысь, скумбрия атка, аляскинский сурок, седой сурок, сурка, мартен, американская сука, тихоокеанская норка, американский лось, мурреллет, кошачья лапка, мраморный мускус, мускрат, тритон, американская овчарка, осипа, Река, северная морская свинья, Сова Гавань, Рыжая, Рыжая, ИваВорон, Обыкновенный северный олень, Рокфиш Санты, Черный Рокфиш, Желтоглазый, Морской окунь, Лосось, Чавычу, Лосось, Кета, Лосось, Кижуч, Лосось, Розовый, Лосось, Морской гребешок, Морской гребешок, Флюгер, Морской огурец, Красный морской лев, Морской морской лев, Морской лосось, Морской лосось Креветка, северная креветка, боковая полосатая креветка, пятнистая расплавка, длинноперый плавник, прудовая расплавка, радужная белка, арктический суслик, северная летяга, красная лебедь, жаба-трубач, западная форель, морская черепаха, морская черепаха, морская черепаха, морская черепаха, морская черепаха, морская черепаха, морская черепаха ve Ridley SeaVole, MeadowVole, Red-BackedWalrus, PacificWhale, BelugaWhale, GrayWhale, HumpbackWhale, KillerWhale, Северный тихоокеанский кит, SpermWhitefish, BroadWhitefish, HumpbackWolfWolverine
Для печати
В чем разница между медведями гризли и бурыми медведями?
© Питер Деррингтон
Бурые медведи, которых обычно называют гризли, издавна вызывали восхищение.Эти разумные млекопитающие демонстрируют динамичное поведение, которое вдохновляет наблюдателей на множество вопросов. В какой-то момент можно задаться вопросом, какой правильный термин для Ursus arctos — гризли или бурый медведь?
Разница носит региональный характер: медведей, обитающих на суше, называют гризли, а на побережьях — бурыми медведями. Гризли — это на самом деле подвид бурого медведя, Ursus arctos horribilis, , обитающий в густых лесах, альпийских лугах и горных долинах.Основными отличиями гризли являются его внешний вид и диета. Он получил свое название от «седого» меха со светлыми кончиками, который растет вдоль его плеч и спины. Населяя внутренние районы, такие как Йеллоустон или Денали, гризли кормят такие растения, как травы, ледниковые лилии, кедровые орехи, корень печенья, хвощ, ложные трюфели, клевер, одуванчики, весеннюю красавицу и чернику земного шара. Они ловят головорезную форель в ручьях и едят червей, моль и муравьев. Они также собирают трупы волков и охотятся на телят лосей, а иногда и на зубров.
© Лиза Сидорская
Между тем, прибрежные бурые медведи питаются жирной и богатой лососем диетой, поэтому медведи, обитающие на полуострове Аляска, являются крупнейшими в мире. Хотя все бурые медведи находчивы и приспособлены к кормлению, растительность играет гораздо меньшую роль в привычках питания медведей, живущих вдоль береговой линии. Однако они будут дополнять свой рацион бритвой, маслом и моллюсками-пароварками, которые выкапывают на приливных отмелях, а также осокой, цветами, корнями и ягодами.
© Брэд Джозефс
Поскольку большая часть их рациона — вегетарианец, гризли, как правило, меньше своих прибрежных сородичей, которые лакомятся лососевыми бегами. Бурые медведи на берегах Аляски могут достигать огромных размеров, весить до 1650 фунтов и стоять на задних лапах 9 футов высотой. Медведи, которым не хватает этих морских запасов, весят гораздо меньше, обычно от 200 до 700 фунтов. Было высказано предположение, что помимо различий в размере, существуют различия в темпераменте.Из-за конкуренции за меньшее количество кормов и потребности в более обширном домашнем ареале гризли во внутренних водах, кажется, более агрессивно реагируют на других медведей и людей.
© Мона Вонг
© Бенджамин Сполдинг
Национальный парк Катмай является домом для примерно 2200 гигантских бурых медведей. Посмотрите, как эти могучие гиганты ловят рыбу на нерест лосося и добывают корм на цветочных лугах в рамках программы «Встреча диких гризли на Аляске» и «Сафари по дикой природе Аляски» от Natural Habitat Adventure.
© Алек Комарницкий
Об авторе: Эмили Гудхарт Каутц Посмотреть все сообщения Эмили Гудхарт КаутцЭмили — менеджер по контент-маркетингу в Natural Habitat Adventures. Она выпускница Колорадского колледжа с опытом работы в области антропологии и охраны дикой природы. Она побывала в более чем 20 странах, в том числе в прошедшем году в Южной Африке и Зимбабве, посвященном дикой природе, в студенческой фотографической экспедиции на Галапагосские острова и на курсах в колледже в Италии и Индии, где она писала о культуре и мифологии.