Почему не все черные медведи — черные?

Американские черные медведи (Ursus americanus) могут иметь различную окраску: коричневую (также известную как «корица»), белокурую или синевато-серую. Исследователи из HudsonAlpha, Университета Мемфиса и Университета Пенсильвании выяснили генетическую причину этого явления. Работа опубликована в журнале Current Biology.

Генетический вариант, ответственный за коричный окрас

У млекопитающих пигмент производят клетки кожи — меланоциты. Существует два типа меланина: эумеланин (черный или коричневый) и феомеланин (красный или желтый). Анализ показал, что у черных медведей коричного окраса, как и у бурых медведей-гризли, снижено количество эумеланина.

Секвенирование геномов почти 200 медведей выявило различные миссенс-мутации в гене Tyrosinase-related protein 1 (TYRP1):

  • Коричные черные медведи имеют мутацию TYRP1R153C.
  • Большинство гризли (но не все) имеют мутацию TYRP1R114C.

Ген TYRP1 кодирует фермент, участвующий в производстве эумеланина. Функциональные исследования подтвердили, что обе мутации нарушают синтез и распределение меланина.

Интересно, что вариант TYRP1R153C, вызывающий коричный окрас у медведей, идентичен варианту, который у человека является причиной глазокожного альбинизма 3 типа (OCA3). Однако у медведей с этой мутацией кожа нормальная и нет проблем со зрением.

Происхождение и распространение мутации

Вариант TYRP1R153C в основном встречается у черных медведей на юго-западе США, с уменьшающейся частотой к северу. Он отвечает за коричный, шоколадный и светло-коричневый окрасы, объясняя почти все цветовое разнообразие Ursus americanus.

Демографический анализ показал, что мутация TYRP1R153C возникла спонтанно у черных медведей около 9 360 лет назад на западе США, а затем распространилась по ареалу обитания вида.

Широкое распространение мутации указывает на то, что она давала преимущество. Однако моделирование опровергло две популярные гипотезы: мимикрию под гризли и связь с терморегуляцией.

Исследователи предлагают новое объяснение: крипсис — способность животного маскироваться в окружающей среде. Они предполагают, что крипсис может быть адаптивным механизмом и для крупных хищников.