古代の顎骨がホッキョクグマの進化について明らかにするもの

ホッキョクグマについて考えれば考えるほど、奇妙に思えてくる。ホッキョクグマはクマ類で最大であり、陸上最大の捕食動物でもある。氷原を渡ったり、夏の飢餓期を待ったりする生活に適応している。こうした最上級の賞賛にもかかわらず、ホッキョクグマがどのようにして誕生したのかを正確に解明するのは難しい。研究対象となる骨を残すことはほとんどないからだ。「ホッキョクグマが死ぬと、その遺骸は海底に沈んでしまうのです」とニューヨーク州立大学バッファロー校の進化生物学者シャーロット・リンドクヴィスト氏は言う。

そこで2004年、ノルウェーのスヴァールバル諸島の断崖で研究していた地質学者が堆積物から突き出ている11万5000年前の顎骨を発見した時、この発見はホッキョクグマの進化に関する数十年にわたる洞察を刺激した。今週、米国科学アカデミー紀要に発表されたその顎骨に含まれるDNAの新しい高解像度分析は、温暖化と寒冷化が進む世界におけるヒグマとホッキョクグマの進化を解明する窓を開いた。

この研究は、進化生物学者の間で長年議論されてきた問題も明らかにしている。ホッキョクグマとヒグマは非常に近縁であるため、この2つの動物を1つの種としてまとめるべきだという提案もあった。古代の顎骨のDNAを現代のクマ65頭のDNAと比較した新たな分析によると、この2つの種は明らかに遺伝的に異なるという。

ホッキョクグマとヒグマの個体群史は「大きく異なる」と、古代のホッキョクグマの遺伝子に関する研究の多くを主導してきたリンドクヴィスト氏は言う。「一方は北極圏に特化し、もう一方は北半球全域に生息する寒帯の汎用種だ」

しかし、この2種は過去およそ100万年にわたって並行して進化しており、ホッキョクグマはヒグマとの交配を繰り返して得た遺伝子を受け継いでいる。これは新たな発見だ。これまでの研究では古代の顎骨を入手できなかったため、ホッキョクグマがヒグマに遺伝子を与えたのではないかと推測されていた。実際は逆だった。

2000 年代初頭以来、生物学者は、ヒグマが北のホッキョクグマの生息地に移動するにつれて、「ピズリー ベア」が高北極圏に広がるのを観察してきた。しかし、ホッキョクグマとハイイログマの子孫であるピズリーは、ニュースで報道されているほど一般的ではない。ゲノム学者が知る限り、この雑種はすべて、2 頭のヒグマと交配した 1 頭のメスのホッキョクグマの子孫である。

このパターンは古代のクマにも当てはまったようだ。雑種化は一貫していたかもしれないが、一般的ではなかった。異種間の愛情の祭典というよりは、数個体の偶然の出会いだった。ヒグマとホッキョクグマは、同じ緯度に生息していても、まったく異なる生活を送っている。ホッキョクグマは主に海洋動物で、学名はUrsus maritimusで、主に 3 月と 4 月に繁殖する。ヒグマは森林や平原で狩りをし、夏に繁殖する。

ヒグマは、海に生息する同族に比べて遺伝的に非常に多様です。アメリカ人がハイイログマとして知っている個体群はロッキー山脈に生息し、かつてはメキシコ南部にまで生息していました。ヨーロッパヒグマはスカンジナビアやロシアに生息しています。アラスカのコディアック諸島に生息するコディアックヒグマは、一般的なヒグマのほぼ 2 倍の大きさに成長し、バイソンに匹敵します。

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かつてのホッキョクグマも遺伝的に多様だった。ノルウェーで顎骨が発見された古代のホッキョクグマは、現代のホッキョクグマの「姉妹グループ」となるほどの独自の遺伝子を持っている。それでも、リンドクヴィスト氏によると、そのホッキョクグマは現代のホッキョクグマと同じ場所に生息していた。大きさもほぼ同じだった。「少なくともその限られた証拠からすると、それは今日私たちが知っている普通のホッキョクグマだったのです」とリンドクヴィスト氏は言う。

この古代のクマは、生きていた当時はおそらく遺伝的異常値ではなく、減少しつつある多くの姉妹個体群の 1 つに過ぎなかった。これは、30 万年前に縮小し始めたホッキョクグマの多様性の世界の証拠のようだ。大量死のきっかけは明らかではないが、大体氷河期の始まりと一致する。しかし、「これは非常に広範囲に及んだ巨大なボトルネックです」とリンドクヴィスト氏は言う。「彼らが多くの多様性を失ったことは確かです」。

古代のクマは、地球の気温が現在よりも高かった最後の間氷期と呼ばれる温暖な世界に生息していた。クマが北極海を泳いでいたころ、古代のカバはイギリスを歩き回っていた。リンドクヴィスト氏は、この発見が誤解されるのではないかと心配していたという。つまり、クマは気候変動に適応できるはずだと人々が言うのではないか、と。しかし、この発見は「確かに非常に悲惨なことのように思えます」と彼女は言う。

ホッキョクグマは100万年にわたる気候変動を乗り越えてきたかもしれない。しかし、これほど急速な変化は経験したことがなく、かつて誇っていた遺伝的多様性の恩恵を受けずに、新たな、より暑い時期に突入している。