Perché gli orsi polari non hanno bisogno di andare in letargo

Gli orsi bruni e neri vanno in letargo in inverno per conservare l’energia e stare al caldo. Ma lo stesso non è vero per gli orsi polari.

Solo gli orsi polari gravidi vanno in tana per i mesi più freddi. Quindi come fanno gli altri a sopravvivere agli inverni artici estremi?

In un nuovo studio, i ricercatori mostrano che i geni che controllano la produzione di ossido nitrico nel genoma degli orsi polari sono diversi rispetto ai geni simili negli orsi bruni e neri.

“Con tutti i cambiamenti nel clima globale, diventa più rilevante esaminare quali tipi di adattamenti esistono negli organismi che vivono in questi ambienti di alta latitudine”, dice il ricercatore principale Charlotte Lindqvist, assistente professore di scienze biologiche presso l’Università di Buffalo.

“Questo studio fornisce una piccola finestra in alcuni di questi adattamenti”, dice. “Le funzioni geniche che hanno a che fare con la produzione di ossido nitrico sembrano essere più arricchite nell’orso polare che negli orsi bruni e negli orsi neri. C’erano più varianti uniche nei geni dell’orso polare che in quelli delle altre specie.”

Calore invece di energia

I ricercatori dicono che gli adattamenti genetici sono importanti a causa del ruolo cruciale che l’ossido nitrico gioca nel metabolismo energetico.

In genere, le cellule trasformano i nutrienti in energia. Tuttavia, c’è un fenomeno chiamato termogenesi adattiva o non brivido, dove le cellule produrranno calore invece di energia in risposta a una particolare dieta o condizioni ambientali.

I livelli di produzione di ossido nitrico possono essere un interruttore chiave che innesca la produzione di calore o di energia quando le cellule metabolizzano i nutrienti, o la quantità di nutrienti che viene immagazzinata come grasso, dice Lindqvist.

“A livelli elevati, l’ossido nitrico può inibire la produzione di energia”, dice Andreanna Welch, primo autore ed ex ricercatore post-dottorato con Lindqvist. “A livelli più moderati, tuttavia, può essere più di un armeggiare, dove l’ossido nitrico è coinvolto nel determinare se – e quando – viene prodotta energia o calore”.”

Nel nuovo studio, pubblicato sulla rivista Genome Biology and Evolution, gli scienziati hanno esaminato i genomi mitocondriali e nucleari di 23 orsi polari, tre orsi bruni e un orso nero.

La ricerca è parte di un programma più ampio dedicato a capire come l’orso polare si è adattato al duro ambiente artico. Nel 2012, Lindqvist e colleghi hanno riferito di aver sequenziato i genomi di più orsi bruni, orsi neri e orsi polari.

In un precedente lavoro nei Proceedings of the National Academy of Sciences, gli studi comparativi tra il DNA delle tre specie hanno scoperto alcuni tratti distintivi degli orsi polari, come le differenze genetiche che possono influenzare la funzione delle proteine coinvolte nel metabolismo dei grassi, un processo molto importante per l’isolamento.

I co-autori includono scienziati della Penn State, dell’US Geological Survey Alaska Science Center, della Durham University e dell’Università della California, Santa Cruz. L’Università di Buffalo e la National Fish and Wildlife Foundation hanno sostenuto lo studio.