Artikkeli
- Sähköposti
Tämän artikkelin saa vapaasti jakaa Nimeä 4.0 Kansainvälinen lisenssi.
Penn State, University at Buffalo
Mustakarhut ja ruskeakarhut talvehtivat talviunille säästääkseen energiaa ja pysyäkseen lämpimänä. Sama ei kuitenkaan päde jääkarhuihin.
Vain tiineenä olevat jääkarhut uinuvat kylmemmiksi kuukausiksi. Miten siis loput selviytyvät äärimmäisistä arktisista talvista?
Uudessa tutkimuksessa tutkijat osoittavat, että jääkarhun perimässä olevat typpioksidin tuotantoa ohjaavat geenit eroavat ruskea- ja mustakarhujen vastaavista geeneistä.
”Kaikkien globaalissa ilmastossa tapahtuvien muutosten myötä on entistä tärkeämpää tutkia, millaisia sopeutumismahdollisuuksia näissä korkeilla leveysasteilla elävissä organismeissa on”, sanoo johtava tutkija Charlotte Lindqvist, biologisten tieteiden apulaisprofessori Buffalon yliopistosta.
”Tämä tutkimus tarjoaa yhden pienen ikkunan joihinkin näistä sopeutumismahdollisuuksista”
sanoo hän. ”Geenitoiminnot, jotka liittyivät typpioksidin tuotantoon, näyttivät olevan rikastuneempia jääkarhuissa kuin rusko- ja mustakarhuissa”. Jääkarhun geeneissä oli enemmän ainutlaatuisia variantteja kuin muiden lajien geeneissä.”
Lämpöä energian sijaan
Tutkijoiden mukaan geneettiset sopeutumiset ovat tärkeitä, koska typpioksidilla on ratkaiseva rooli energia-aineenvaihdunnassa.
Tyypillisesti solut muuttavat ravintoaineet energiaksi. On kuitenkin olemassa ilmiö, jota kutsutaan adaptiiviseksi tai ei-täriseväksi termogeneesiksi, jossa solut tuottavat energian sijasta lämpöä vastauksena tiettyyn ruokavalioon tai ympäristöolosuhteisiin.
Typpioksidin tuotannon taso voi olla avainkytkin, joka laukaisee sen, kuinka paljon lämpöä tai energiaa tuotetaan, kun solut metaboloivat ravintoaineita, tai kuinka paljon ravintoaineista varastoituu rasvaksi, Lindqvist sanoo.
”Korkeilla pitoisuuksilla typpioksidi voi estää energiantuotantoa”, sanoo ensimmäisenä kirjoittajana toiminut Andreanna Welch, joka on Lindqvistin entinen post doc -tutkija. ”Maltillisemmilla tasoilla kyse voi kuitenkin olla enemmänkin puuhastelusta, jossa typpioksidi osallistuu sen määrittämiseen, tuotetaanko – ja milloin – energiaa tai lämpöä.”
Uudessa Genome Biology and Evolution -lehdessä julkaistussa tutkimuksessa tutkijat tarkastelivat 23 jääkarhun, kolmen ruskeakarhun ja yhden mustakarhun mitokondriaalista ja ydinkeräysgenomia.
Tutkimus on osa laajaa ohjelmaa, jonka tarkoituksena on ymmärtää, miten jääkarhu on sopeutunut karuun arktiseen ympäristöön. Vuonna 2012 Lindqvist ja kollegat raportoivat sekvensoineensa useiden ruskeakarhujen, mustakarhujen ja jääkarhujen genomit.
Aiemmassa Proceedings of the National Academy of Sciences -lehdessä julkaistussa artikkelissa näiden kolmen lajin DNA:n vertailevat tutkimukset paljastivat joitakin jääkarhujen erityispiirteitä, kuten geneettisiä eroja, jotka saattavat vaikuttaa rasvojen aineenvaihduntaan osallistuvien proteiinien toimintaan – tämä on eristeen kannalta erittäin tärkeä prosessi.
Tekijöihin kuuluu tutkijoita Penn Staten yliopistosta, US Geological Survey Alaska Science Centeristä, Durhamin yliopistosta ja Kalifornian yliopistosta Santa Cruzissa. Buffalon yliopisto ja National Fish and Wildlife Foundation tukivat tutkimusta.