ホッキョクグマが冬眠する必要がない理由

Penn State, University at Buffalo

Brown and Black Bears hibernates during winter to save energy and stay warm. しかし、同じことはホッキョクグマには当てはまりません。

妊娠したホッキョクグマだけが、より寒い季節のために巣穴を開けます。

新しい研究で、研究者は、ホッキョクグマのゲノムで一酸化窒素の生成を制御する遺伝子が、ヒグマやツキノワグマの同様の遺伝子と比較すると異なることを示しました。

「地球規模の気候のあらゆる変化に伴い、これらの高緯度環境に生息する生物にどのような種類の適応が存在するかを調べることがより重要になっています」と、主任研究者のバッファロー大学生物科学部助教授シャーロット・リンドクヴィスト（Charlotte Lindqvist）は言います。 「一酸化窒素の生産に関係する遺伝子機能は、ヒグマやツキノワグマよりもホッキョクグマでより豊かになっているように見えました。 ホッキョクグマの遺伝子には、他の種の遺伝子よりも多くの固有の変異がありました」

Heat instead of energy

研究者は、一酸化窒素がエネルギー代謝で果たす重要な役割から、この遺伝子適応は重要であると述べています。 しかし、特定の食事や環境条件に反応して、細胞がエネルギーの代わりに熱を作り出す、適応的または非戦慄的な熱発生と呼ばれる現象がある。

一酸化窒素の生成レベルは、細胞が栄養素を代謝する際にどれだけの熱またはエネルギーが生成されるか、あるいは栄養素のどれだけが脂肪として蓄積されるかを引き起こす重要なスイッチであるかもしれないと、Lindqvist氏は言います。「高レベルでは、一酸化窒素はエネルギー生成を抑制するかもしれません」と、第一著者でLindqvist氏の元ドクター研究者Andreanna Welch氏は述べています。 「しかし、より中程度のレベルでは、一酸化窒素は、エネルギーまたは熱が生成されるかどうか、いつ生成されるかの決定に関与する、よりいじわるであるかもしれません」

Genome Biology and Evolution誌に発表された新しい研究では、科学者は、23頭のホッキョクグマ、3頭のヒグマ、1頭のツキノワグマのミトコンドリアおよび核ゲノムを調べました。 2012年、Lindqvist氏らは、複数のヒグマ、ツキノワグマ、ホッキョクグマのゲノムの配列決定を報告しました。

米国科学アカデミー紀要の以前の論文では、3種のDNAの比較研究により、断熱に非常に重要な脂肪の代謝に関わるタンパク質の機能に影響すると考えられる遺伝子の差異など、いくつかのホッキョクグマ特有の形質が明らかにされています。

共著者には、ペンシルベニア州立大学、米国地質調査所アラスカ科学センター、ダラム大学、カリフォルニア大学サンタクルーズ校の科学者が含まれています。 バッファロー大学と国立魚類野生生物財団がこの研究を支援しました。