Aarhus Universitets segl

Isbjørnens evolution – fra brun til hvid bjørn

Genetiske undersøgelser afslører hvornår isbjørnen blev en selvstændig art og giver vigtige hints til at forstå hjertekarsygdomme

[Translate to Dansk:] Polar bear separated from the brown bear into an independent species less than 500,000 years ago. Photo: Rune Dietz
[Translate to Dansk:] Polar bears tolerate a very high-fat diet without getting thrombosis and calcified arteries. Analyses of polar bear genes can hopefully be used to elucidate one of our biggest health problems. Photo: Rune Dietz
[Translate to Dansk:] The majority of the samples come from the Greenland catches of polar bear, among other locations Scoresbysund on the picture from where the best Arctic time series come. Photo: Rune Dietz

Den almindelige brune bjørn har hen ad vejen udviklet sig til en hvid isbjørn; perfekt i farven til de is klædte områder, den bor i. Med nye data dokumenterer et internationalt forskerteam nu, at adskillesen fra den brune bjørn er gået meget hurtigt.

”Vi har sammenlignet generne i den brune og hvide bjørn og ser nogle overraskende ting. Først og fremmest er isbjørnen som art mindre end 480.000 år gammel. Den er dermed væsentligt yngre end tidligere antaget, ” fortæller professor Rune Dietz fra Arktisk Forskningscenter, Institut for Bioscience, Aarhus Universitet.

Forskerne tror, at den brune bjørn er vandret mod nord under en varmere klimaperiode. Da en kold periode efterfølgende satte ind, er en gruppe brune bjørne måske blevet isoleret og dermed tvunget til hurtigt at tilpasse sig de nye koldere vilkår.

Det omfattende forskningsprojekt havde deltagere fra Kina, USA, Grønland og Danmark. De opsigtsvækkende resultater offentliggøres 8. maj i det anderkendte tidsskrift CELL, hvor artiklen desuden leverer forsidebilledet.

Det ”dårlige” kolesterol

Forskerne kan endvidere vise, at isbjørnen har udviklet egenskaberne til at leve i det arktiske område over blot et par hundrede tusinde år - og det er en meget hurtig evolution.

Ligesom der er sket ændringer i de gener, der har ført til ændringer af pelsfarven fra brun til hvid, har en naturlig udvælgelse ført til ændringer af de gener, der regulerer fedttransporten i blodet og omsætningen af fedt i kroppen.

Når forskerne sammenligner gensættet fra isbjørne med mennesker træder ændringer i genet apoB særlig tydeligt frem. Det er det gen, der i pattedyr koder for det vigtigste protein i LDL (low density lipoprotein), almindeligt kendt som  det "dårlige" kolesterol.

Det er en meget vigtig tilpasning til livet i det højarktiske, hvor bjørnen overvejende lever af en spækrig kost fra havpattedyr på havisen.  Selv om der næsten udelukkende er fedt på isbjørnens menu, undgår den fedtholdige aflejringer i deres arterier og dermed hjerte-karsygdomme.

”Ændringer eller mutationer i netop dette gen kan være afgørende for at isbjørnen kan klare høje mængder af især kolesterol, fedt og sukker i blodet” forklarer professor og dyrlæge Christian Sonne, Arktisk Forskningscenter, Institut for Bioscience, Aarhus Universitet

Forskerne peger på, at et nyt studium kan afsløre, hvor aktive disse gener vitterlig er i isbjørnen og om generne fører til en produktion af proteiner og enzymer i cellerne, som modvirker udviklingen af bl.a. hjerte-karsygdomme. En sådan viden kan være med til at løfte sløret for, hvordan vi mennesker kan beskyttes mod de livstruende sygdomme, der plager flere og flere som følge af en fedtrig kost.

Mod varmere tider

Professor Rune Dietz har været med til at indsamle vævs-og blodprøver fra isbjørnen gennem mere end 30 år og det har givet en uvurderlig skattekiste af data.

Genetiske undersøgelser af det omfattende materiale kan sammenholdes med klimadata fra de samme år og vil dermed afsløre i hvilke perioder isbjørnebestanden har været under pres fra blandt andet klimaet og i hvilke perioder populationerne har haft ideelle vilkår.

”Det giver os mulighed for at forudsige, hvordan isbjørnen overlever gennem de næste århundreder, hvor det bliver varmere på grund af de igangværende klimaændringer" siger Rune Dietz.

Undersøgelsen omfattede blod-og vævsprøver fra 79 grønlandske isbjørne og 10 brune bjørne fra Sverige, Finland, Glacier National Park i Alaska og Admiralitetet, Baranof, og Chichagof (ABC) øerne ud for Alaskas kyst. Analyserne er sket i samarbejde mellem Aarhus Universitet, Københavns Universitet, Naturinstituttet i Nuuk, Beijing Institute of Genetics, Kina og University of California Berkeley, USA. Artiklens hovedforfatter er postdoc Eline Lorentzen Center for GeoGenetik, Statens Naturhistoriske Museum, Københavns Universitet, der har stået for den omfattende koordinering af arbejdet bag artiklen.

Artiklen kan hentes her: http://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(14)00488-7

Yderligere læsning:

Yderligere oplysninger: Professor Rune Dietz, rdi@dmu.dk, tlf.: 2125 4035; Professor Christian Sonne, csh@dmu.dk, tlf.: 3078 3172. Postdoc Eline Lorentzen, (pt University of California, Berkeley) tlf: +1 510 229 9056, elinelorenzen@gmail.com.