本文介绍了北极熊作为陆地上最大的肉食性动物的特点和生存状况,并强调了全球气候变暖对北极熊生存的影响。文章还介绍了国际北极熊日的设立目的和北极熊的行为习性与极地适应性等方面的科学研究。此外,文章还提到了华大在南北极研究领域的其他工作,包括基因组研究等。
华大等单位对北极熊进行基因组研究,揭示了其适应北极极地气候的机制,并发现了一些有趣的科学现象,如北极熊与棕熊的独立起源、分化时间等。
华大在南北极研究领域还开展了南极磷虾、企鹅等极地生物基因组研究,为探索生命演化和气候变化等问题提供了重要线索。
今天来聊聊陆地上最大的肉食性动物——不是我们脑海里首先想到的老虎或狮子,而是生活在极地环境的北极熊。北极熊体型庞大,成年雄性体重在300-800公斤之间。它们的掌力可达1500公斤,游泳能力也非常优秀,能够轻松捕猎海豹等大型动物,是名副其实的“北极霸主”。
随着全球气候变暖,北极熊正面临着巨大的生存压力。
每年的2月27日是“国际北极熊日”,其设立是为了提醒全社会关注北极熊的生存环境和北极的生态问题
。
作为极具代表性的极地物种,北极熊的行为习性与极地适应性等一直是科学家关注的重要课题。早在2014年5月,为了全面解析北极熊及其极地适应性机制,华大生命科学研究院联合美国加利福利亚大学、丹麦哥本哈根大学等单位,
完整解读了北极熊基因组,并揭示了北极熊适应北极极地气候之谜。相关成果以封面文章的形式发表于国际顶级学术期刊《细胞》(
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研究团队对一只来自欧洲北部的北极熊进行高深度的测序,获取了它的全基因组图谱,并从瑞典、芬兰、美国阿拉斯加等地区共选取了79只北极熊和10只棕熊进行全基因组重测序。
在对北极熊的基因组研究中,科学家们发现了很多有意思的现象。
首先,研究团队解析了一个存在已久的谜团。此前的研究认为北极熊是起源于棕熊的一个亚群,但是研究取得的全基因组数据第一次反驳了该结论,
证明了北极熊是与棕熊拥有独立起源的两个不同的物种
。
第二,通过比较分析北极熊和棕熊的基因组,研究发现北极熊其实比之前人们所认为的要更年轻。它与棕熊的分化时间只有不到50万年,但两者在外表、生活习惯等各方面却具有明显差异。这说明北极熊为适应北极当地环境,必须要在非常短的时间内完成进化以形成独特的适应性,包括皮毛由棕色变成白色、身体表面变得更加顺滑,还有巨大的生理和代谢变化等。
第三,在北极熊的基因组中,研究团队发现很多与脂肪酸代谢和心血管功能相关的基因在近几十万年的时间里受到了非常强的正选择。这解释了为什么北极熊皮下脂肪有20厘米厚,但心血管却没有出现异常问题。也就是说,“过度肥胖”反而是北极熊的健康状态。
这个发现或为人类预防或治疗由于高脂肪摄入而引起的心血管疾病提供新的方向和思路
。
除了北极熊之外,华大在南北极研究领域还开展了南极磷虾、企鹅等极地生物基因组研究,为探索生命演化和气候变化等问题提供了重要线索。此外,在高原研究领域,
华大揭示了人类适应高原环境的突变基因与特殊机制,同时
参与了青稞、藏羚羊、牦牛等高原动植物的基因组研究,为高原生态保护和生物资源利用提供科学依据;深渊研究领域,华大在深渊钩虾、深海珊瑚以及海洋微生物研究领域持续探索。
地球四极是研究宇宙演化、气候变化、人类习服等重大基础前沿问题的“天然实验室”。多年来,
华大通过贯穿“四极”的研究,致力于回答生命起源、意识本质、物种演化等终极科学问题
。未来,华大将携手各方伙伴在“四极”科研领域继续深耕,为人类理解极端环境下的生命适应性、推动生命科学进步作出贡献。