在过去的 9000 年里,美洲黑熊由于基因变异而慢慢变红。
美国西部的一些美洲黑熊已经进化出肉桂色的皮毛。 一项新的研究发现,这种新色调可能是由于一种类似于导致人类白化病的基因变异。
来自美国和日本的研究人员分析了来自美国和加拿大的 151 只美洲黑熊 (Ursus americanus) 的 DNA 样本,发现居住在内华达州、亚利桑那州和爱达荷州等西部各州的黑熊比其他人更可能表现出偏红色的皮毛 中型熊得名的黑色皮毛。
研究人员在一种称为酪氨酸酶相关蛋白 1 (TYRP1) 的基因中发现了一种称为 R153C 的突变,这种突变会导致皮毛色素沉着发生变化,使其皮毛颜色与铜币相同。
“TYRP1 是前体分子通路中的一个已知色素沉着基因,最终产生真黑素(黑色或棕色色素)或褐黑素(红色或黄色色素),”该研究的主要作者 Emily Puckett和 田纳西州孟菲斯大学生物科学助理教授告诉我们。 “它正在做的是改变该基因的氨基酸序列。”
根据这项研究,这种被 Puckett 称为“年轻突变”的“肉桂变种”出现在大约 9,360 年前,并逐渐在人群中传播。
帕克特说,美国其他地方的黑熊,包括五大湖沿岸和东北部,不太可能长出红色皮毛,因为这种年轻的突变“还没有足够的时间进行自然迁徙”。
“地理肯定起了作用,”她说。 “我们的人口统计模型确定,突变最有可能发生的地方是西部地区的某个地方,很可能是在西南部。从那里,它通过基因流动扩展到整个人群。”
但这也是一个缓慢的过程,东海岸的大多数黑熊仍然披着乌黑的皮毛。
“熊不会穿过大平原,”帕克特说。 “如果他们想向东迁移,就必须向北到加拿大,穿过加拿大[大草原],绕过五大湖,然后回到东部人口中。这需要很长时间。我们确实看到了 它正在发生并且正在[向东]移动,但这是一个需要时间的过程。”
研究人员还研究了这种基因在美国西部黑熊身上的发育是否与体温调节有关,体温调节是一种帮助哺乳动物调节体温的机制,或者与另一种肉桂色熊类:棕熊 (Ursus arctos) 竞争 ,又名灰熊。
“我们的模型表明,是的,[该基因]在某种程度上具有适应性,但我们不能 100% 确定它适应了什么,”Puckett 说。 “我们测试了体温调节和与棕熊的竞争,但都没有得到强烈支持。我们的新假设是它是一种选择性优势的机制。”
有趣的是,该变体与人类中称为眼皮肤白化病 3 型 (OCA3) 的变体相似,会导致头发和皮肤颜色变浅,这是白化病的两个标志。 在某些情况下,它还会导致视力不佳。
“令人着迷的是,这些熊没有出现视觉问题的迹象,”帕克特说,“因为它们很难生存。”
该研究结果于 12 月 16 日发表在《当代生物学》杂志上。