כדי להימנע מהכחדה: דובי הקוטב משנים את הדנ"א שלהם

ההתחממות הגלובלית מאיימת להכחיד אתדובי הקוטב. הזרם באוקיינוס הארקטי הוא החם ביותר ב-125 אלף השנים האחרונות, והקרח נמס במהירות. הדובים מאבדים את משטחי הקרח שמהם הם צדים כלבי ים - מקור המזון העיקרי שלהם. ללא פלטפורמות הציד הללו, הם מתמודדים עם רעב ובידוד. תחזיות קודרות מעריכות שכשני שלישים מהמין ייכחדו עד אמצע המאה, והכחדה מוחלטת תגיע עד סוף המאה.

אבל מחקר חדש מציע תקווה בלתי צפויה. ד"ר אליס גודן מאוניברסיטת איסט אנגליה, שהובילה את המחקר,מסבירה באתר The Conversationכי הדובים עוברים שינויים גנטיים מהירים שעשויים לאפשר להם להסתגל למציאות החדשה.

המחקר בחן את הקשר בין טמפרטורות עולות לבין שינויים בפעילות הגנטית של דובי קוטב בגרינלנד. החוקרים ניתחו דגימות דם משתי אוכלוסיות במקום - נתונים שנאספו במקור על ידי צוות מאוניברסיטת וושינגטון - ובחנו את פעילות הגנים ביחס לנתוני טמפרטורה מהמכון המטאורולוגי הדני.

התוצאות חשפו הבדלים דרמטיים: באזור הצפון-מזרחי של גרינלנד האקלים קר ויציב, בעוד שבדרום-מזרח הטמפרטורות גבוהות וקיצוניות יותר. באזור הדרומי, הקרח נסוג במהירות ויוצר אתגרים קשים - המזון נדיר, הדובים מבודדים יותר, ומשטחי הציד נעלמים. הניתוח הגנטי הראה קשר ברור בין האקלים החם לבין שינויים במבנה הגנטי של הדובים.

האם "הגנים הקופצים" ישנו את התמונה?

לפי ד"ר גודן, הממצא המרכזי נוגע לרכיבים גנטיים הנקראים טרנספוזונים, או "גנים קופצים". מדובר בקטעי דנ"א שיכולים לנוע ממקום למקום בגנום ולהשפיע על פעילות גנים אחרים. כ-38 אחוז מהגנום של דוב הקוטב בנוי מרכיבים כאלה.

בדרך כלל, התא מגביל את תנועת הגנים הקופצים באמצעות מולקולות שמירה מיוחדות. אך כשהלחץ הסביבתי חזק מדי - כמו במקרה של התחממות חדה - מערכת ההגנה אינה מצליחה לעצור את הפעילות הגנטית האינטנסיבית.

בדובי דרום-מזרח גרינלנד זוהתה התעוררות מסיבית של גנים קופצים - למעלה מ-1,500 מהם הפכו פעילים במיוחד, ושכיחים יותר בהשוואה לדובי הצפון. מדובר בשינויים גנטיים שהתרחשו לאחרונה, והם עשויים לסייע בהסתגלות לטמפרטורות העולות.

השינויים הגנטיים שזוהו קשורים למספר תחומים חיוניים להישרדות בתנאים החדשים. חלק מהגנים הקופצים חופפים לאזורים גנטיים האחראיים לתגובת הגוף ללחץ ולחילוף חומרים - מנגנונים שעוזרים לדובים להתמודד עם התנאים הקשים. בנוסף, זוהתה פעילות גנטית באזורים שמעבדים שומנים, נושא קריטי כשמקורות המזון מצומצמים. הממצאים מראים גם שגנים הקשורים להתמודדות עם חום, תהליכי הזדקנות ומטבוליזם מתנהגים אחרת אצל דובי דרום-מזרח.

ממצאים אלה מובילים למסקנה מעניינת: ייתכן שהדובים באזור הדרום-מזרחי עוברים הסתגלות לתפריט שונה לחלוטין מזה של קרוביהם הצפוניים. בעוד דובי הצפון ניזונים בעיקר מכלבי ים עשירי שומן, הדובים בדרום-מזרח עשויים להסתגל לתזונה המבוססת יותר על צמחים שגדלים באזורים החמים יותר.

לפי מחקר קודם, האוכלוסייה בדרום-מזרח התבדלה מזו שבצפון לפני כ-200 שנה. במהלך תקופה זו, התנאים הקשים באזור הדרומי יצרו לחץ אבולוציוני שהאיץ את התהליכים הגנטיים שהתגלו כעת.

החוקרים מזהירים שהממצאים אינם ערובה להישרדות. ההסתגלות הגנטית תעזור רק אם הדובים יצליחו למצוא מספיק מזון ושותפים לרבייה בסביבתם המשתנה. המחקר מסייע בזיהוי אוכלוסיות דובים שנמצאות בסיכון גבוה יותר, ובעתיד עשוי להתרחב לבחינת דובים באזורים נוספים ברחבי הארקטי.

הכתבה נכתבה על בסיס מאמר של ד"ר אליס גודן, חוקרת בכירה בבית הספר למדעי הביולוגיה באוניברסיטת איסט אנגליה, שפורסם באתר The Conversation