Buzz
Trong suốt 9.000 năm vừa qua, gấu đen Mỹ đã từ từ chuyển sang lông màu nâu đỏ do một biến thể di truyền.
Một số gấu đen Mỹ ở miền tây Hoa Kỳ đã tiến hóa để có bộ lông màu nâu đỏ. Nghiên cứu mới cho thấy màu sắc mới này có khả năng là do một biến thể di truyền tương tự như biến thể gây ra bệnh bạch tạng ở người.
Các nhà nghiên cứu từ Hoa Kỳ và Nhật Bản đã phân tích các mẫu DNA từ 151 con gấu đen Mỹ (Ursus Americanus) trên khắp Hoa Kỳ và Canada. Sau đó họ phát hiện ra rằng những con cư trú ở các bang miền Tây như Nevada, Arizona và Idaho có nhiều khả năng có bộ lông màu nâu đỏ hơn phần còn lại.
Trọng lượng gấu đen có xu hướng thay đổi theo tuổi, giới tính, sức khỏe, và mùa. Biến đổi trọng lượng theo mùa là rất rõ rệt: vào mùa thu, trọng lượng trước khi ngủ đông của chúng có xu hướng cao hơn 30% so với mùa xuân, khi gấu đen ra khỏi hang. Gấu đen trên bờ biển phía đông có xu hướng trung bình nặng hơn so với những con gấu ở bờ biển phía tây, và các con gấu ở phía tây bắc thường hơi nặng hơn so với những con gấu ở phía đông nam.
Các nhà nghiên cứu đã xác định được một đột biến được gọi là R153C trong một gen gọi là protein liên quan đến tyrosinase 1 (TYRP1), gây ra sự thay đổi sắc tố của bộ lông.
'TYRP1 là một gen tạo sắc tố đã biết trong lộ trình các phân tử tiền chất cuối cùng tạo ra eumelanin (sắc tố đen hoặc nâu) hoặc pheomelanin (sắc tố đỏ hoặc vàng)', Emily Puckett, tác giả chính của nghiên cứu và là trợ lý giáo sư về khoa học sinh học tại Đại học Memphis ở Tennessee nói với Live Science. 'Những gì nó đang làm là thay đổi trình tự axit amin của gen đó'.
Theo nghiên cứu, 'biến thể màu nâu đỏ' này là một loại 'đột biến trẻ', xuất hiện khoảng 9.360 năm trước và đã dần lan rộng trong quần thể gấu đen Mỹ.
Puckett cho biết gấu đen ở những nơi khác tại Hoa Kỳ, bao gồm dọc theo Great Lakes và vùng Đông Bắc, ít có khả năng biểu hiện bộ lông màu nâu đỏ vì đột biến này 'không có đủ thời gian để di cư tự nhiên'.
'Mô hình nhân khẩu học của chúng tôi đã xác định rằng nơi có nhiều khả năng xảy ra đột biến nhất là ở khu vực phía tây, rất có thể là ở Tây Nam. Từ đó, nó mở rộng thông qua dòng gen trong toàn bộ quần thể'.
Nhưng ngay cả đó, đây cũng là một quá trình chậm chạp, với phần lớn gấu đen ở Bờ Đông vẫn có bộ lông đen tuyền.
Các nhà nghiên cứu cũng kiểm tra xem liệu sự phát triển của gen này ở gấu đen miền tây châu Mỹ có liên quan gì đến quá trình điều nhiệt hay không, một cơ chế giúp động vật có vú điều chỉnh nhiệt độ cơ thể của chúng, hoặc sự cạnh tranh với một loài gấu màu nâu khác: gấu nâu (Ursus arctos), hay còn gọi là gấu xám Bắc Mỹ.
Gấu nâu (Ursus arctos) là một loài gấu lớn được tìm thấy trên khắp Âu Á và Bắc Mỹ. Ở Bắc Mỹ, quần thể gấu nâu được gọi là gấu xám Bắc Mỹ, trong khi phân loài sinh sống ở quần đảo Kodiak của Alaska được gọi là gấu Kodiak. Nó là một trong những thành viên lớn nhất còn sống trên cạn của bộ Carnivora, có kích thước chỉ thua kém họ hàng gần nhất của nó, gấu Bắc Cực (Ursus maritimus).
'Mô hình của chúng tôi gợi ý rằng đột biến này có thể giúp cho chúng thích nghi theo một cách nào đó, nhưng chúng tôi không chắc chắn 100% nó thích nghi với cái gì', Puckett nói. 'Chúng tôi đã thử nghiệm cả khả năng điều nhiệt và cạnh tranh với gấu nâu, tuy nhiên cả hai đều không đưa ra được bằng chứng thuyết phục. Giả thuyết mới của chúng tôi là đó là một cơ chế cho lợi thế chọn lọc'.
Điều đáng chú ý là biến thể này tương tự như biến thể ở con người được gọi là bệnh bạch tạng ở mắt và da loại 3 (OCA3) khiến da và tóc có màu sáng hơn, hai dấu hiệu đặc trưng của bệnh bạch tạng. Trong một số trường hợp, nó cũng có thể gây ra vấn đề về thị lực.
'Điều đáng chú ý là những con gấu có đột biến này không thể hiện các vấn đề về thị giác' Puckett nói.
Gấu đen Mỹ là một loài gấu kích thước trung bình có nguồn gốc ở Bắc Mỹ. Đây là loài gấu nhỏ nhất và phổ biến nhất tại khu vực này. Chúng thường sinh sống trong các khu rừng, nhưng cũng ra khỏi rừng để tìm kiếm thức ăn. Đôi khi chúng thậm chí xâm nhập vào các khu dân cư để lấy thức ăn từ rác thải.
Mặc dù sống ở Bắc Mỹ, gấu đen Mỹ không có mối quan hệ gần gũi với gấu nâu và gấu trắng Bắc Cực; nghiên cứu di truyền chỉ ra rằng chúng đã tách ra từ một tổ tiên chung khoảng 5,05 triệu năm trước.
Gấu đen Mỹ và gấu đen châu Á (gấu ngựa) được coi là những loài có mối quan hệ gần gũi hơn với nhau so với các loài gấu khác.
Loài gấu nhỏ nguyên thủy Ursus abstrusus là hóa thạch cổ nhất của chi Ursus được biết đến ở Bắc Mỹ. Điều này ngụ ý rằng Ursus abstrusus có thể là tổ tiên trực tiếp của gấu đen Mỹ.
