古老的下颌骨揭示了北极熊进化的哪些秘密

越是深入研究北极熊，你就会越觉得它们很奇怪。它们是最大的熊类，也是最大的陆地捕食者。它们适应了穿越开阔的浮冰或等待饥饿的夏季过去的生活。尽管有这些极好的描述，但很难弄清楚这些熊究竟是如何形成的，因为它们很少留下骨头供研究。纽约州立大学布法罗分校的进化生物学家夏洛特·林德奎斯特说：“它们死后，遗骸会沉入海底。”

因此，2004 年，一位在挪威斯瓦尔巴群岛悬崖上工作的地质学家发现了一块 11.5 万年前的下颌骨从沉积物中露出，这一发现激发了人们数十年来对北极熊进化的深入研究。本周发表在《美国国家科学院院刊》上的一项关于该下颌骨所含 DNA 的新高分辨率分析，为棕熊和北极熊在变暖和变冷的全球环境中的进化打开了一扇窗户。

这项研究还澄清了进化生物学家多年来的争论：北极熊和棕熊关系如此密切，以至于有人提议将这两种动物归为一个物种。根据这项新分析，将古代颌骨的 DNA 与 65 只现代熊的 DNA 进行了比较，结果表明这两个物种在基因上明显不同。

林德奎斯特领导了大部分有关古代北极熊基因的研究，他说北极熊和棕熊的种群历史“非常不同”。他说：“一种是北极特有的物种，一种是北方通才，遍布北半球。”

但在过去大约一百万年里，这两种动物一直在同步进化，北极熊携带着与棕熊反复杂交产生的基因。这是一个新发现——之前的研究没有接触过这块古老的颌骨，曾怀疑北极熊向棕熊贡献了基因。事实上，情况恰恰相反。

自 21 世纪初以来，随着棕熊向北迁徙到北极熊的栖息地，生物学家们观察到北极高地地区的“灰熊”数量不断增加。但是，灰熊（北极熊和灰熊的后代）并不像新闻报道中那么常见。据基因组学家所知，这些杂交种都是一只雌性北极熊与两只不同的棕熊交配的后代。

这种模式似乎也适用于古代的熊类。杂交可能是一致的，但并不常见——只是少数个体之间的偶然相遇，而不是跨物种的爱情盛宴。棕熊和北极熊的生活截然不同，即使它们生活在同一纬度。北极熊主要是海洋动物——因此它们的学名是Ursus maritimus——并且主要在三月和四月繁殖。棕熊在森林和平原狩猎，并在夏季繁殖。

棕熊与它们的海洋近亲相比，在遗传上具有极大的多样性。其中有美国人所熟知的灰熊种群，它们栖息在落基山脉，曾居住在墨西哥以南。还有欧洲棕熊，它们生活在斯堪的纳维亚半岛和俄罗斯。还有科迪亚克熊，它们生活在阿拉斯加科迪亚克群岛，体型几乎是普通棕熊的两倍，可与野牛相媲美。

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北极熊也曾具有遗传多样性。在挪威发现的这只古代北极熊的颌骨携带着足够多的独特基因，可以与现代北极熊成为“姐妹群”。不过，林德奎斯特说，它和今天的北极熊生活在同一地方。它长到了差不多一样的体型。“至少从有限的证据来看，它只是一只我们今天所知道的普通北极熊，”她说。

当它还活着的时候，这只古熊可能并不是一个遗传异常——它只是众多正在减少的姊妹种群之一。这似乎证明了北极熊的多样性世界在 30 万年前开始萎缩。目前尚不清楚是什么引发了这场灭绝，尽管它大致与冰川期的开始相吻合。但“这是一个非常广泛的巨大瓶颈，”林德奎斯特说。“可以肯定的是，它们失去了很多多样性。”

这只古熊生活在一个温暖的世界，即上一次间冰期，当时全球气温高于现在。当这只熊划过北冰洋时，古代河马在英国漫游。林奎斯特说，她担心这一发现会被误解：人们会说，好吧，熊应该可以适应气候变化。但她说，这些发现“确实看起来非常可怕”。

北极熊可能已经经历了一百万年的气候变化。但它们从未经历过如此快速的变化，而且它们正在进入一个新的、更热的时期，不再享有它们曾经引以为豪的遗传多样性。