Белый медведь — крупнейший в мире наземный хищник, которого трудно не заметить. Тем не менее, изучить эволюцию этого арктического жителя сложно: белые медведи живут и умирают в замерзшем море, а их останки находят редко. «Чтобы понять эволюционное развитие Ursus maritimus, мы используем генетику вместо окаменелостей», — объясняет профессор Аксель Янке из Зенкенбергского научно-исследовательского института биоразнообразия и климата во Франкфурте.
Впервые эволюционный генетик и его аспирант Тобиас Бидон реконструировали большие части Y-хромосомы белого медведя. «В наш век биологической революции можно довольно быстро и недорого секвенировать весь геном организма. эффективно ", — говорит Янке. Однако до настоящего времени такие комплексные проекты генома в основном ограничивались женскими особями, пренебрегая особой хромосомой мужчин — Y-хромосомой. Бидон объясняет: «Это довольно удивительно, поскольку Y-хромосома является важной частью генома млекопитающих. Это единственный генетический материал, который передается от мужчины к мужчине, тем самым предлагая уникальное понимание эволюционной истории и динамики популяции».
Изучая миллиарды небольших анонимных сегментов последовательности, исследовательская группа из Франкфурта смогла идентифицировать те кусочки головоломки, которые связаны с Y-хромосомой белого медведя. Их усилия стали возможными благодаря тому факту, что у мужчин присутствует только одна копия Y-хромосомы, а у женщин она отсутствует. «Используя это свойство геномов млекопитающих и биоинформатику, мы смогли идентифицировать 1,9 миллиона пар оснований в генетическом материале самцов белых медведей», — добавляет Янке.
В ходе эволюционного анализа почти двух миллионов нуклеотидов Y-хромосомы белых медведей ученые из Зенкенберга выделили две генетические группы линий самцов белых медведей, которые, согласно расчетам групп, начали развиваться отдельно более 100000 лет назад. «Сегодня особей обеих генетических групп можно найти в различных арктических регионах — от Аляски до Шпицбергена», — говорит Бидон. Это подтверждает идею о том, что белые медведи перемещаются на огромные расстояния и распространяют свой генетический материал по всей Арктике.
Янке предлагает следующий предварительный просмотр дополнительных проектов: «Мы будем использовать наш биоинформатический подход для реконструкции больших частей Y-хромосомы из других мужских геномов, чтобы изучить отцовское наследование и миграцию с точки зрения мужчин».