Varför isbjörnar inte behöver gå i dvala

Brun- och svartbjörnar går i dvala under vintern för att spara energi och hålla sig varma. Men detsamma gäller inte för isbjörnar.

Endast dräktiga isbjörnar gömmer sig för de kallare månaderna. Så hur överlever resten de extrema arktiska vintrarna?

I en ny studie visar forskare att gener som styr produktionen av kväveoxid i isbjörnens arvsmassa skiljer sig från liknande gener hos brun- och svartbjörnar.

”Med alla förändringar i det globala klimatet blir det mer relevant att undersöka vilka typer av anpassningar som finns hos organismer som lever i dessa miljöer på höga latituder”, säger huvudforskaren Charlotte Lindqvist, biträdande professor i biologiska vetenskaper vid University at Buffalo.

”Den här studien ger ett litet fönster in i några av dessa anpassningar”, säger hon. ”Genfunktioner som hade att göra med produktion av kväveoxid verkade vara mer berikade hos isbjörnen än hos brun- och svartbjörnarna. Det fanns fler unika varianter i isbjörnens gener än i de andra arternas gener.”

Hetta istället för energi

Forskarna säger att de genetiska anpassningarna är viktiga på grund av den avgörande roll som kväveoxid spelar i energimetabolismen.

Typiskt sett omvandlar cellerna näringsämnen till energi. Det finns dock ett fenomen som kallas adaptiv eller icke-frossa termogenes, där cellerna producerar värme i stället för energi som svar på en viss diet eller miljöförhållanden.

Nivåer av kväveoxidproduktion kan vara en nyckelbrytare som utlöser hur mycket värme eller energi som produceras när cellerna metaboliserar näringsämnen, eller hur mycket av näringsämnena som lagras som fett, säger Lindqvist.

”Vid höga nivåer kan kväveoxid hämma energiproduktionen”, säger Andreanna Welch, förstaförfattare och tidigare postdoktoral forskare med Lindqvist. ”Vid mer måttliga nivåer kan det dock vara mer av ett pyssel, där kväveoxid är med och bestämmer om – och när – energi eller värme produceras.”

I den nya studien, som publiceras i tidskriften Genome Biology and Evolution, har forskarna tittat på mitokondrie- och kärngenom från 23 isbjörnar, tre brunbjörnar och en svartbjörn.

Förskningen är en del av ett större program som ägnas åt att förstå hur isbjörnen har anpassat sig till den hårda arktiska miljön. År 2012 rapporterade Lindqvist och kollegor att de sekvenserat genomet hos flera brunbjörnar, svartbjörnar och isbjörnar.

I en tidigare artikel i Proceedings of the National Academy of Sciences avslöjade jämförande studier mellan de tre arternas DNA några distinkta egenskaper hos isbjörnarna, till exempel genetiska skillnader som kan påverka funktionen hos proteiner som är involverade i fettmetabolismen – en process som är mycket viktig för isoleringen.

Bland medförfattarna finns forskare från Penn State, US Geological Survey Alaska Science Center, Durham University och University of California, Santa Cruz. University at Buffalo och National Fish and Wildlife Foundation stödde studien.