För min bok om Brooks Rivers björnar och lax, finner jag mig själv gräva djupt in i naturhistoria och ekologi av bruna björnar. Ibland upptäcker jag forskning som utmanar mina långa antaganden. Ta skillnaden mellan bruna och grizzlybjörnar, till exempel; något jag ofta sa var mestadels baserat på geografi och kost. Som jag skrev för Katmais hemsida:

alla grizzlybjörnar är bruna björnar , men inte alla bruna björnar är grizzlybjörnar., Grizzlybjörnar och brunbjörnar är samma art (Ursus arctos), men grizzlybjörnar anses för närvarande vara en separat underart (U. a. horribilis). På grund av några morfologiska skillnader anses kodiakbjörnar också vara en distinkt underart av brunbjörn (U. a. middendorffi), men liknar Katmais bruna björnar i kost och vanor.

även om grizzlies anses vara en underart av brun björn, är skillnaden mellan en grizzlybjörn och en brun björn ganska godtycklig., I Nordamerika anses bruna björnar i allmänhet vara de arter som har tillgång till kustnära livsmedelsresurser som lax. Grizzlybjörnar lever längre inåt landet och har vanligtvis inte tillgång till Marina härledda livsmedel.

dessa geografiska och kostmässiga skillnader verkar enkla nog. Det finns dock små vetenskapliga bevis för att stödja det. Både bruna björnar och grizzlybjörnar finns, men skillnaderna mellan dem är inte vad jag länge hade antagit.,

en grizzlybjörn grazes på våren vegetation nära gamla trogna i Yellowstone National Park.

en brun björn vid Brooks Falls i Katmai National Park. (NPS foto)

Även om nordamerikanska brun, grizzly och Kodiakbjörnar tillhör samma art, genomgick Ursus arctos, bear taxonomi många revideringar innan forskare nådde denna slutsats., Under 1800-och 1900-talen klumpade taxonomerna ofta och delade bruna / grizzlybjörnar i många olika arter och underarter. År 1918 nådde Merriam en höjdpunkt med publiceringen av C. Hart Merriams genomgång av grizzlybjörnar och stora bruna björnar i Nordamerika, där Merriam föreslog omkring 80 arter och underarter av nordamerikanska brunbjörnar. Taxonomister som Merriam förlitade sig på morfologiska egenskaper som kunde ses eller observeras för att klassificera levande och utdöda organismer., Varmblodiga djur som har hår, andas luft och producerar mjölk för sina avkommor är däggdjur, men varmblodiga och luftandande djur som lägger ägg, har fjädrar och tandlösa näbbar är fåglar. Det här är mycket förenklade exempel, Jag inser, och sådana snygga och tydliga skillnader är inte nödvändigtvis vanliga i naturen. De blir ofta svårare att lösa på genetisk och artnivå, särskilt i fall av hybridisering eller när taxonomisk särskiljningsförmåga är baserad på subtila fysiska skillnader.,

Merriams nyanserade klassificeringar av bruna och grizzlybjörnar baserades på skillnader i skallemorfologi och tandvård, egenskaper han undersökte noggrann detalj. Bland taxonomer var Merriam en splitter. På sydöstra Alaskas Admiralty Island ensam klassificerade han fem olika arter . I Katmairegionen beskrev Merriam två arter, Ursus gyas för Alaska halvön och Ursus middendorffi för Kodiak Island , liksom andra för björnar som bor i Cook inloppsområdet och på Kenai halvön.,

om du tror att hans klassificeringar av bruna / grizzlybjörnar var lite över toppen, är du inte ensam. Merriam förebådade motstånd mot sina slutsatser när han skrev i sin recension, ” antalet arter här ges kommer att verka för många som befängt . Till alla sådana förlänger jag en hjärtlig inbjudan till . . . se själva.”Och det gjorde de. De flesta arter eller underarter som beskrivs av Merriam betraktades senare som lokala variationer eller enskilda varianter. Medan alla Merriams arter sedan dess har klumpats ihop som U., arctos, i mitten av 1980-talet så många som nio bevarade eller utdöda underarter av U. arctos erkändes i Nordamerika, men de enda namnen för nordamerikanska brunbjörn underarter i fortfarande utbredda är U. a. horribilis, grizzly bear, och U. a. middendorffi, kodiak bear. Nyligen har dock även dessa klassificeringar ifrågasatts.

i efterhand är det lätt att scoff vid Merriams slutsatser. Kan det finnas dussintals bruna björnarter i Nordamerika? Inom metoderna och kunskapen om hans tid är hans resultat inte så långsökt., Lite var känt om beteende, tillväxttakt, ekologi och befolkningsdynamik hos nordamerikanska björnar under nittonde och tidiga tjugonde århundradet. Med tanke på tillgång till samma verktyg och information som moderna taxonomer kan Merriam ha upptäckt grizzly och bruna björnar kan inte så lätt delas av skillnader i skalle och tandform.

Ursus arctos är en av de mest utbredda däggdjursarterna på jorden., Historiskt sett hittades bruna björnar från de brittiska öarna söder till Nordafrika och öster över norra och Centralasien till Alaska och de flesta av västra och centrala Nordamerika. För två till tre miljoner år sedan splittrades de från en gemensam förfader som delades med svarta björnar . De äldsta brunbjörnfossilen är från Kina och går till cirka 500 000 år sedan. För 250 000 år sedan spred de sig till Europa. Under de senaste 100.000 åren av pleistocen, björnar immigrerade och emigrerade över en stor del av norra halvklotet som klimat och livsmiljö dikteras., När kontinentala is ark avancerade, tillgängliga livsmiljö krympt och björnar blev isolerade i separata populationer. När isen receded, björnar spridda in i det nya territoriet. Från och med 70 000 år sedan flyttade de första bruna björnarna till Nordamerika. Medan vi vet när och var björnar bodde och lever från fossiler och historiska register, härleder detta inte nödvändigtvis den genetiska relatedness av moderna populationer.

Fylogeografi är en gren av fylogeni, utvecklingen av en organism eller grupp av besläktade arter eller populationer., Som sådan spårar fylogeografi fördelningen av genetisk variation genom tid och rum. I detta avseende är mitokondriellt DNA (mtDNA) särskilt användbart för att spåra kvinnlig anor. MtDNA är bosatt i mitokondrionen, en Cells kraftverk, och ärvs från modern endast, till skillnad från nukleärt DNA som är en rekombination av gener från båda föräldrarna. Enligt mtDNA-analysen finns det ingen klyfta mellan bruna och grizzlybjörnar baserat på ett djurs förhållande till kusten eller marina livsmedelskällor, och det stöder inte heller statusen för U. a. horribilis eller U. a., middendorffi eller någon annan historisk underart i Nordamerika. Den enda historiska klassificeringen som innehar är på artnivå—Ursus arctos. Istället föreslår matrilineal anor bruna björnar i Nordamerika faller i tre huvudklader.

• Fastlandet Alaska, Kodiak Skärgård och nordvästra Kanada.
• ABC-Öarna (Admiralty, Baranof, och Chichagof) i sydöstra Alaska.
• Sydvästra Kanada (Alberta, British Columbia) och de lägre 48 Stater.

Klader är grupper av organismer som utvecklats från en gemensam förfader och följaktligen delar ett genetiskt förhållande., De tre nordamerikanska kladerna, liksom andra i Europa och Asien, tros härstamma från bruna björnar som lever i isolerade populationer i Asien under den sena pleistocen . Sedan dess har mtDNA varit geografiskt åtskilda på grund av tendensen hos kvinnliga bruna björnar att vara homebodies. Kvinnliga bruna björnar är filopatriska. De tenderar att förbli nära eller har delvis överlappande hemområden med sin mamma och invaderar inte snabbt områden som redan ockuperats av andra bruna björnar ., Detta kan förhindra eller åtminstone kraftigt långsam mtDNA från att blanda in i andra björnpopulationer, även långt efter betydande hinder som istäcken har försvunnit.

ungefärligt intervall av bruna björnklader i Nordamerika baserat på mtDNA. Olika klader representeras av horisontella och vertikala linjer. Den fasta röda cirkeln markerar platsen för bruna björnar på ABC-öarna.

björnar på ABC-öarna är de mest genetiskt distinkta av alla Ursus arctos., Deras mtDNA anpassar dem närmare isbjörnar än till andra bruna björnar, en genetisk unikhet som troligen beror på interbreeding med ett litet antal isolerade isbjörnar i slutet av den senaste istiden. Sedan dess har kvinnliga bruna björnar på öarna inte spridit sina isbjörnsgener till fastlandet. Björnar i British Columbia, Alberta, och i den nedre 48 representerar en annan härstamning som anlände till Alaska runt samma tid som förfäderna till ABC björnar., Under en varm interglacial period flyttade några av dessa björnar söderut in i mitten av kontinenten innan isen avancerade igen och förseglade dem från sina bröder till norr.

alla andra bruna björnar i nordvästra Kanada och Alaska, inklusive de på Kodiak, tillhör en clade som spridda från Asien i två separata vågor. De i nordvästra Kanada anlände först, kanske så tidigt som 33,000 år sedan., Björnar som nu ockuperar fastlandet Alaska representerar den sista pulsen av ursine migranter på kontinenten, anländer strax innan stigande havsnivåer översvämmade Beringsundet och stängde landbron mellan Asien och Nordamerika. Förutom ABC-öarna hör alla Alaskan brown bears till denna stamtavla, som sträcker sig från nordvästra Kanada och Alaska västerut över Ryssland och in i Europa och innehåller de flesta av världens bruna björnar.

resultaten från mtDNA förmedlar dock endast information om moderlinjen., MtDNA kan inte spåra gener sprids uteslutande av manliga bruna björnar, så det underrepresenterar rollen av män i genflödet. Manliga bruna björnar har större hem intervall och skingra bort från sin mors hem utbud lättare än kvinnor, särskilt under deras första åren av självständighet. Män bär en viktig bit av DNA som kvinnor inte—Y-kromosomen. Liksom mtDNA är det bara ärvt från en förälder, men till skillnad från mtDNA kan det bara överföras från far till son, vilket gör Y-kromosomen till en viktig markör för att spåra Faderns genflöde och mångfald.,

medan mtDNA visar särskilt stark clade differentiering över hela intervallet Ursus arctos, är geografisk variation i Y-kromosomen av bruna björnar mycket grundare . Enligt analys av Y-kromosomen kunde inga djupa genetiska eller geografiska skillnader hittas från björnar i Eurasien eller Nordamerika. Brunbjörnar på ABC-öarna och fastlandet Alaska delar till exempel nära besläktade haplootyper (en grupp gener som ärvs från en ensamstående förälder ) som finns i Y-kromosomen., Även bruna björnar från populationer som separata som Norge och ABC-öarna har rapporterats bära mycket liknande Y-kromosomer . Manliga gener strömmar därför över klader.

inom däggdjur kan mitokondriellt DNA endast ärvas genom moderlinjen. Y-kromosomen överförs bara från far till son. MtDNA tenderar att stanna inom genetiskt relaterade klader eftersom kvinnliga björnar är filopatriska., Manliga björnar, på grund av deras lutning att sprida sig längre och har större hemområden än kvinnor, kan sprida Y kromosomer över större områden. Till skillnad från nukleärt DNA är varken mtDNA eller Y-kromosomen en blandning av moder-och fadergener.

detta är inte att antyda manliga björnar från Yukon invandra till Europa eller vice versa, bara att män är mer benägna att vandra och inrätta hem varierar långt ifrån sin mor. Om kvinnliga bruna björnar, på grund av deras filopatry, skiljer en befolknings genetik över tiden, då manliga björnar homogenisera den., Med andra ord gillar kvinnliga bruna björnar att stanna i välbekant terräng, men män sprider ofta sitt frö långt och brett.

med tecken på geografiskt isolerade klader genom mtDNA men inte I Y-kromosomen-kan vi fortfarande dela bruna björnar i biologiskt signifikanta enheter? Även om genetisk forskning lägger till en annan dimension till vår förståelse av vilda djur, är morfologi fortfarande ett viktigt sätt att skilja arter, och underarter behöver inte nödvändigtvis vara från separata eller unika anor för att vara värda att skydda., Grizzly och bruna björnar finns fortfarande, bara inte längs en ren geografisk och kostmässig uppdelning. Där vi drar linjen är mindre viktigt än det övergripande bevarandet av björnar. Populationer av bruna björnar—oavsett om de är från Katmai, Kodiak eller Yellowstone—förblir ekologiskt och kulturellt speciella oavsett deras genetiska särskiljningsförmåga. Björnar i Yellowstone är geografiskt och (åtminstone för närvarande) genetiskt separerade från andra ”grizzlies.,”Kodiakbjörnar är inte genetiskt distinkta nog för att rättfärdiga dem som en separat clade trots att de har isolerats från fastlandsbjörnar i cirka 12 000 år. Hypotetiskt sett, om björnar extirpated från Kodiak eller Yellowstone kommer de inte att komma tillbaka och ett värdefullt förråd av genetisk mångfald kommer att gå förlorad för alltid.

linjen mellan en brun björn och en grizzly, som jag brukade definiera den, var alltid svag i bästa fall., (Bör grizzlies i inre Washington, British Columbia och Idaho—som kan ha matat på lax innan körningar i Columbia och Snake watersheds kollapsade-betraktas som bruna björnar?) Nu genom DNA-analys vet vi att Ursus arctos inte kan delas så godtyckligt baserat på deras geografiska närhet till havet. Det är fortfarande ok att säga grizzly, Kodiak eller brunbjörn—namnen kan fortfarande vara otroligt kraftfulla och användbara—men kanske är det enda riktigt exakta namnet för dem Ursus arctos.

Talbot S. L., et al. Genetisk karakterisering av bruna björnar på Kodiak skärgård., Slutrapport till Kodiak Nationella Wildife Tillflykt, U.S. Fish and Wildlife Service. 2006.

Väntar L. P., et al. ”Genetik av björnarna i världen.”I Bär: Status Survey and Conservation Action Plan. Sammanställt av Christopher Servheen, Stephen Herrero, och Bernard Peyton. IUCN/SSC. 1999.

Väntar, L. P., et al. Mitokondriell DNA-Fylogeografi av den nordamerikanska bruna björnen och konsekvenser för bevarande. Bevarandebiologi. 1998. 12(2): 408-417.