dla mojej książki o niedźwiedziach i łososiach Brooks River, znajduję się głęboko w Historii Naturalnej i ekologii niedźwiedzi brunatnych. Czasami odkrywam badania, które podważają moje długo utrzymywane założenia. Weźmy na przykład różnicę między niedźwiedziami brązowymi i grizzly; często mówiłem, że głównie opierało się na geografii i diecie. Jak pisałem dla strony Katmai:

wszystkie niedźwiedzie grizzly są niedźwiedziami brunatnymi , ale nie wszystkie niedźwiedzie brunatne są niedźwiedziami grizzly., Niedźwiedzie Grizzly i niedźwiedzie brunatne są tym samym gatunkiem (Ursus arctos), ale niedźwiedzie grizzly są obecnie uważane za osobny podgatunek (U. A. horribilis). Ze względu na kilka różnic morfologicznych niedźwiedzie Kodiak są również uważane za odrębny podgatunek niedźwiedzia brunatnego (U. A. middendorffi), ale są bardzo podobne do niedźwiedzi brunatnych Katmai w diecie i zwyczajach.

mimo że grizzlies są uważane za podgatunek niedźwiedzia brunatnego, różnica między Niedźwiedziem grizzly a Niedźwiedziem brunatnym jest dość arbitralna., W Ameryce Północnej niedźwiedzie brunatne są ogólnie uważane za gatunki, które mają dostęp do przybrzeżnych zasobów żywności, takich jak łosoś. Niedźwiedzie Grizzly żyją dalej w głębi lądu i zazwyczaj nie mają dostępu do zasobów żywności pochodzenia morskiego.

te różnice geograficzne i żywieniowe wydają się dość proste. Jednak nie ma na to dowodów naukowych. Istnieją zarówno niedźwiedzie brunatne, jak i niedźwiedzie grizzly, ale różnice między nimi nie są tym, co długo zakładałem.,

niedźwiedź grizzly pasie się na wiosennej roślinności w pobliżu Old Faithful w Parku Narodowym Yellowstone.

niedźwiedź brunatny w Brooks Falls w Parku Narodowym Katmai. (NPS Photo)

chociaż północnoamerykańskie niedźwiedzie brunatne, grizzly i Kodiak należą do tego samego gatunku, Ursus arctos, Taksonomia niedźwiedzi przeszła wiele zmian, zanim naukowcy doszli do tego wniosku., W XIX i XX wieku taksonomowie często gromadzili i dzielili niedźwiedzie brunatne/grizzly na wiele różnych gatunków i podgatunków. W 1918 roku C. Hart Merriam opublikował „Review of the Grizzly and Big Brown Bears of North America”, w którym zaproponował około 80 gatunków i podgatunków niedźwiedzi brunatnych Ameryki Północnej. Taksonomowie tacy jak Merriam opierali się na cechach morfologicznych, które można było zaobserwować lub zaobserwować, aby klasyfikować żywe i wymarłe organizmy., Zwierzęta ciepłokrwiste, które mają włosy, oddychają powietrzem i produkują mleko dla swojego potomstwa są ssakami, ale zwierzęta ciepłokrwiste i oddychające powietrzem, które składają jaja, mają pióra i bezzębne dzioby są ptakami. Zdaję sobie sprawę, że są to bardzo uproszczone przykłady, a takie uporządkowane i wyraźne rozróżnienia niekoniecznie są powszechne w naturze. Często stają się one trudniejsze do rozwiązania na poziomie genetycznym i gatunkowym, zwłaszcza w przypadku hybrydyzacji lub gdy odrębność taksonomiczna opiera się na subtelnych różnicach fizycznych.,

wyczerpujące klasyfikacje niedźwiedzi brunatnych i grizzly Merriama opierały się na różnicach w morfologii czaszki i uzębieniu, cechach, które badał skrupulatnie. Wśród taksonomów Merriam był splitterem. Na południowo-wschodniej Alasce na samej wyspie Admiralicji sklasyfikował pięć odrębnych gatunków . W regionie Katmai Merriam opisał dwa gatunki: Ursus gyas na Półwyspie Alaska i Ursus middendorffi na wyspie Kodiak , a także inne niedźwiedzie żyjące w rejonie Cook Inlet i na Półwyspie Kenai.,

Jeśli uważasz, że jego klasyfikacje niedźwiedzi brunatnych/grizzly były trochę przesadzone, nie jesteś sam. Merriam zapowiada sprzeciw wobec jego wniosków, gdy napisał w swojej recenzji: „liczba gatunków tutaj podanych wydaje się dla wielu niedorzeczna . Wszystkim takim składam serdeczne zaproszenie . . . zobaczcie sami.”I zrobili to. Większość gatunków lub podgatunków opisanych przez Merriam została później uznana za lokalne odmiany lub pojedyncze warianty. Podczas gdy wszystkie gatunki Merriam zostały zebrane razem jako U., arctos, w połowie lat 80. w Ameryce Północnej rozpoznano aż dziewięć istniejących lub wymarłych podgatunków U. arctos, ale jedyne nazwy dla północnoamerykańskiego podgatunku niedźwiedzia brunatnego w nadal powszechnie używanym to U. A. horribilis, niedźwiedź grizzly i U. A. middendorffi, niedźwiedź Kodiak. Ostatnio jednak nawet te klasyfikacje zostały zakwestionowane.

z perspektywy czasu łatwo wyśmiewać wnioski Merriam. Czy rzeczywiście w Ameryce Północnej może być kilkadziesiąt gatunków niedźwiedzi brunatnych? W ramach metodologii i wiedzy jego epoki, jego wyniki nie są tak naciągane., Niewiele wiadomo na temat zachowania, tempa wzrostu, ekologii i dynamiki populacji niedźwiedzi północnoamerykańskich w XIX i na początku XX wieku. Biorąc pod uwagę dostęp do tych samych narzędzi i informacji, co współcześni taksonomowie, Merriam mógł odkryć grizzly i niedźwiedzie brunatne nie mogą być tak łatwo podzielone przez różnice w kształcie czaszki i zęba.

Ursus arctos jest jednym z najszerzej rozpowszechnionych gatunków ssaków na Ziemi., Historycznie niedźwiedzie brunatne znaleziono od Wysp Brytyjskich na południu do Afryki Północnej i na Wschodzie przez północną i Środkową Azję po Alaskę i większość Zachodniej i Środkowej Ameryki Północnej. Dwa do trzech milionów lat temu rozdzieliły się od wspólnego przodka dzielonego z niedźwiedziami czarnymi . Najstarsze skamieniałości niedźwiedzi brunatnych pochodzą z Chin i datowane są na około 500 000 lat temu. 250 000 lat temu rozprzestrzeniły się na Europę. W ciągu ostatnich 100 000 lat plejstocenu niedźwiedzie wyemigrowały i wyemigrowały na większą część półkuli północnej, zgodnie z dyktowanym klimatem i siedliskiem., Kiedy kontynentalne pokrywy lodowe rozwinęły się, dostępne siedliska skurczyły się, a niedźwiedzie zostały odizolowane w osobne populacje. Gdy lód ustąpił, niedźwiedzie rozproszyły się na nowe terytorium. Około 70 000 lat temu pierwsze niedźwiedzie brunatne przeniosły się do Ameryki Północnej. Chociaż wiemy, kiedy i gdzie niedźwiedzie żyły i żyją na podstawie skamieniałości i zapisów historycznych, niekoniecznie wydedukowuje to genetyczny związek współczesnych populacji.

Filogeografia jest gałęzią filogenezy, ewolucją organizmu lub grupy pokrewnych gatunków lub populacji., Jako takie, filogeografia śledzi rozmieszczenie genetycznej zmienności w czasie i przestrzeni. W związku z tym mitochondrialne DNA (mtDNA) jest szczególnie przydatne do śledzenia żeńskiego pochodzenia. MtDNA rezyduje w mitochondriach, elektrowni komórkowej i jest dziedziczona tylko po matce, w przeciwieństwie do jądrowego DNA, które jest rekombinacją genów od obojga rodziców. Według analizy mtDNA nie ma podziału między niedźwiedziami brunatnymi i grizzly na podstawie pokrewieństwa zwierzęcia z wybrzeżem lub morskimi źródłami pokarmu, ani nie potwierdza on statusu U. A. horribilis lub U. a., middendorffi lub inne historyczne podgatunki występujące w Ameryce Północnej. Jedyną historyczną klasyfikacją, która posiada jest na poziomie gatunku-Ursus arctos. Zamiast tego, matrilineal przodków sugeruje niedźwiedzie brunatne w Ameryce Północnej należą do trzech głównych kladów.

• kontynentalna Alaska, Archipelag Kodiak i Północno-Zachodnia Kanada.
• Wyspy ABC (Admiralicja, Baranof i Chichagof) w południowo-wschodniej Alasce.
• Południowo-Zachodnia Kanada (Alberta, Kolumbia Brytyjska) i niższe 48 stanów.

klady są grupami organizmów wyewoluowanych ze wspólnego przodka i w konsekwencji mają wspólne pokrewieństwo genetyczne., Uważa się, że trzy północnoamerykańskie klady, a także inne w Europie i Azji, pochodzą od niedźwiedzi brunatnych żyjących w izolowanych populacjach Azji w późnym plejstocenie . Od tego czasu mtDNA pozostaje geograficznie oddzielona ze względu na tendencję samic niedźwiedzi brunatnych do bycia homebodies. Samice niedźwiedzi brunatnych są filopatryczne. Mają tendencję do pozostania w pobliżu lub częściowo pokrywają się z matką i nie atakują szybko obszarów już zajętych przez inne niedźwiedzie brunatne ., Może to uniemożliwić lub przynajmniej znacznie spowolnić mieszanie mtDNA z innymi populacjami niedźwiedzi, nawet długo po zniknięciu znaczących barier, takich jak pokrywy lodowe.

przybliżony zasięg kladów niedźwiedzi brunatnych w Ameryce Północnej na podstawie mtDNA. Różne klady są reprezentowane przez poziome i pionowe linie. Stałe czerwone kółko oznacza lokalizację niedźwiedzi brunatnych na wyspach ABC.

Niedźwiedzie na wyspach ABC są najbardziej odrębnymi genetycznie ze wszystkich Ursusów arctos., Ich mtDNA zbliża je bardziej do niedźwiedzi polarnych niż do innych niedźwiedzi brunatnych , genetyczna wyjątkowość najprawdopodobniej wynikająca z krzyżowania się z niewielką liczbą izolowanych niedźwiedzi polarnych pod koniec ostatniej epoki lodowcowej. Od tego czasu samice niedźwiedzi brunatnych na wyspach nie rozprzestrzeniły swoich genów niedźwiedzi polarnych na kontynent. Niedźwiedzie w Kolumbii Brytyjskiej, Albercie i w lower 48 reprezentują inny rodowód, który przybył na Alaskę mniej więcej w tym samym czasie, co przodkowie niedźwiedzi ABC., W ciepłym okresie międzyglacjalnym, niektóre z tych niedźwiedzi przeniosły się na południe na środkowy kontynent, zanim lód ponownie się wysunął i odciął je od swoich braci na północy.

wszystkie inne niedźwiedzie brunatne w północno-zachodniej Kanadzie i Alasce, w tym te na Kodiak, należą do kladu, który rozproszył się z Azji w dwóch oddzielnych falach. Ci z północno-zachodniej Kanady przybyli pierwsi, być może już 33 000 lat temu., Niedźwiedzie zamieszkujące kontynent Alaskę stanowią ostatni impuls migrantów Ursynów na kontynent, przybywających tuż przed wzrostem poziomu mórz, zalanych Cieśniną Beringa i zamkniętych mostem lądowym między Azją a Ameryką Północną. Z wyjątkiem Wysp ABC, wszystkie alaskańskie niedźwiedzie brunatne należą do tego rodowodu, który rozciąga się od północno-zachodniej Kanady i Alaski na zachód przez Rosję i do Europy i obejmuje większość niedźwiedzi brunatnych na świecie.

wyniki mtDNA przekazują jednak tylko informacje o linii matczynej., MtDNA nie jest w stanie prześledzić genów rozprzestrzeniających się wyłącznie przez samce niedźwiedzi brunatnych, w związku z czym zaniża rolę samców w przepływie genów. Samce niedźwiedzi brunatnych mają większy zasięg domowy i łatwiej rozpraszają się z dala od domu matki niż samice, zwłaszcza podczas pierwszych kilku lat niepodległości. Mężczyźni mają jeden ważny kawałek DNA, że kobiety nie-chromosomu Y. Podobnie jak mtDNA, jest dziedziczona tylko od jednego rodzica, ale w przeciwieństwie do mtDNA może być przekazywana tylko z ojca na syna, dzięki czemu chromosom Y jest ważnym markerem do śledzenia Ojcowskiego przepływu genów i różnorodności.,

podczas gdy mtDNA wykazuje szczególnie silne zróżnicowanie kladu w całym zakresie Ursus arctos, zróżnicowanie geograficzne chromosomu Y niedźwiedzi brunatnych jest znacznie płytsze . Zgodnie z analizą chromosomu Y, nie można znaleźć żadnych głębokich różnic genetycznych lub geograficznych od niedźwiedzi w Eurazji lub Ameryce Północnej. Niedźwiedzie brunatne na wyspach ABC i Alasce kontynentalnej, na przykład, mają blisko spokrewnione haplotypy (Grupa genów odziedziczonych po samotnym rodzicu ) Znalezione w chromosomie Y., Nawet niedźwiedzie brunatne z populacji tak odrębnych jak Norwegia i wyspy ABC donoszono o bardzo podobnych chromosomach Y. Męskie geny przepływają więc przez klady.

u ssaków mitochondrialne DNA może być dziedziczone tylko przez linię matczyną. Chromosom Y jest przekazywany tylko z ojca na syna. MtDNA ma tendencję do pozostania w obrębie genetycznie powiązanych kladów, ponieważ samice niedźwiedzi są filopatryczne., Samce niedźwiedzi, ze względu na ich skłonność do rozproszenia się dalej i mają większy zasięg domowy niż samice, mogą rozprzestrzeniać chromosomy Y na większe obszary. W przeciwieństwie do DNA jądrowego, ani mtDNA, ani chromosom Y nie są mieszanką genów matczynych i ojcowskich.

nie chodzi tu o to, że samce z Jukonu emigrują do Europy czy odwrotnie, tylko o to, że samce są bardziej skłonne do wędrówek i zakładania domów daleko od matki. Jeśli samice niedźwiedzi brunatnych, ze względu na ich filopatrię, różnicują genetykę populacji w czasie, to samce je homogenizują., Innymi słowy, samice niedźwiedzi brunatnych lubią przebywać w znanym terenie, ale samce często rozprzestrzeniają swoje nasiona daleko i szeroko.

z dowodami na geograficznie izolowane klady poprzez mtDNA, ale nie w chromosomie Y—czy nadal możemy podzielić niedźwiedzie brunatne na biologicznie znaczące jednostki? Mimo że badania genetyczne dodają kolejny wymiar do naszego zrozumienia przyrody, morfologia pozostaje ważnym sposobem na odróżnienie gatunków, a podgatunki niekoniecznie muszą pochodzić od osobnych lub unikalnych przodków, aby być warte ochrony., Grizzly i niedźwiedzie brunatne nadal istnieją, tylko nie wzdłuż czystego podziału geograficznego i diety. Gdzie rysujemy linię jest mniej ważne niż ogólna ochrona niedźwiedzi. Populacje niedźwiedzi brunatnych-niezależnie od tego, czy pochodzą z Katmai, Kodiak, czy Yellowstone-pozostają wyjątkowe pod względem ekologicznym i kulturowym bez względu na ich odrębność genetyczną. Niedźwiedzie w Yellowstone są geograficznie i (przynajmniej obecnie) genetycznie oddzielone od innych ” grizzlies.,”Niedźwiedzie Kodiak nie są wystarczająco zróżnicowane genetycznie, aby uzasadnić je jako osobny Klad, mimo że zostały odizolowane od niedźwiedzi kontynentalnych przez około 12,000 lat. Hipotetycznie mówiąc, jeśli niedźwiedzie zostaną usunięte z Kodiak lub Yellowstone, nie wrócą, a cenne repozytorium różnorodności genetycznej zostanie utracone na zawsze.

granica między Niedźwiedziem brunatnym a grizzlym, jak to kiedyś określałem, zawsze była w najlepszym razie niepewna., (Czy grizzlies w Waszyngtonie, Kolumbii Brytyjskiej i Idaho-którzy mogli żywić się łososiem przed runami w Kolumbii i zawaleniem węży-powinny być uważane za niedźwiedzie brunatne?) Dzięki analizie DNA wiemy, że Ursus arctos nie może być tak arbitralnie dzielony ze względu na ich geograficzną bliskość do oceanu. Nadal można powiedzieć grizzly, Kodiak, czy niedźwiedź brunatny—nazwy wciąż mogą być niesamowicie potężne i użyteczne – ale być może jedyną naprawdę dokładną nazwą dla nich jest Ursus arctos.

Charakterystyka genetyczna niedźwiedzi brunatnych na archipelagu Kodiak., Raport końcowy do Kodiak National Wildife Refuge, US Fish and Wildlife Service. 2006.

„Genetyka niedźwiedzi świata.”In Bears: Status Survey and Conservation Action Plan. Autor: Christopher Servheen, Stephen Herrero i Bernard Peyton. IUCN / SSC. 1999.

Mitochondrial DNA Filogeography of the North American Brown Bear and Implications for Conservation. Biologia Ochrony. 1998. 12(2): 408-417.