Grube i zdrowe

Mimo wysokotłuszczowej diety i grubej warstwy podskórnej tkanki tłuszczowej niedźwiedzie polarne mają zdrowe serce. Jak to robią? Na czym polega ich przystosowanie do życia w wysokiej Arktyce? Takie właśnie pytania zadali sobie naukowcy z Danii, Chin i USA, autorzy raportu z pisma Cell.

Karmione piersią niedźwiadki polegają na mleku zawierającym do 30% tłuszczu, a dorosłe osobniki jedzą głównie tkankę tłuszczową ssaków morskich. U niedźwiedzi polarnych pod skórą występuje gruba warstwa tłuszczu i ponieważ zasadniczo żyją one na polarnej pustyni i nie mają przez większość roku dostępu do świeżej wody, bazują na wodzie metabolicznej, będącej produktem ubocznym rozkładu tłuszczu - wyjaśnia Eline Lorenzen z Uniwersytetu w Berkeley. Dla niedźwiedzi polarnych głęboka otyłość jest łagodnym stanem. Chcieliśmy wiedzieć, jak sobie z tym radzą.

Naukowcy przeanalizowali genomy 79 niedźwiedzi polarnych z Grenlandii i 10 niedźwiedzi brunatnych ze Szwecji, Finlandii, Parku Narodowego Glacier Bay na Alasce, a także Wysp Admiralicji, Baranowa i Cziczagowa z Archipelagu Aleksandra. W ten sposób udało im się wykazać, że do oddzielenia tych 2 gatunków doszło ok. 400 tys. (479-343 tys.) lat temu. W tym krótkim czasie niedźwiedzie polarne stały się istotami unikatowo przystosowanymi do ekstremów życia na antarktycznym morskim lodzie [...] - podkreśla Rasmus Nielsen z UC Berkeley.

Nie wiemy dokładnie, co napędzało ewolucję niedźwiedzi polarnych, ale oddzielenie od niedźwiedzi brunatnych zbiegło się w czasie z interglacjałem MIS-11 (ang. Marine Isotope Stage 11). Przekształcenia środowiska wskutek zmiany klimatu mogły zachęcić niedźwiedzie brunatne do rozszerzenia areału dalej na północ. Niewykluczone, że kiedy MIS-11 się skończył i zaczęła się nowa epoka lodowcowa, doszło do odizolowania grupy niedźwiedzi brunatnych. Nie miały one wyboru i musiały się przystosować do nowych warunków. Do wyewoluowania nowego metabolizmu doszło naprawdę szybko, bo z tego, co wiemy, niedźwiedzie polarne polegały na swojej morskiej diecie już 100 tys. lat temu.

Choć tłuszcz stanowi do połowy masy ciała niedźwiedzia polarnego, a poziom cholesterolu we krwi wystarczyłby do wywołania choroby sercowo-naczyniowej u człowieka, biolodzy odkryli mutacje umożliwiające gruntowną reorganizację układu sercowo-naczyniowego (9 z 16 genów podlegających najsilniejszemu doborowi pozytywnemu wiązało się właśnie z kardiomiopatią i chorobami naczyniowymi). Jeden z nich - APOB - koduje apolipoproteinę B, element strukturalny błony złego cholesterolu LDL.

Porównanie genomów pokazało, że na przestrzeni kilkuset tysięcy lat dobór naturalny doprowadził do ważnych zmian w genach związanych z transportem tłuszczu we krwi i metabolizmem kwasów tłuszczowych. Mutacje APOB odzwierciedlają krytyczną rolę, jaką tłuszcz odgrywa w diecie niedźwiedzi polarnych oraz konieczność radzenia sobie z wysokim poziomem glukozy, trójglicerydów, i cholesterolu.

Dotąd nie opisano tak drastycznej reakcji genetycznej na przewlekle podwyższony poziom tłuszczu i cholesterolu w diecie. Zjawisko to [...] zachęca do wykroczenia poza standardowe organizmy modelowe podczas badań nad podłożem genetycznym ludzkich chorób sercowo-naczyniowych - twierdzi Eske Willerslev z Uniwersytetu Kopenhaskiego.

Niedźwiedzie polarne przystosowały się genetycznie do wysokotłuszczowej diety stosowanej obecnie przez wielu ludzi. Jeśli dowiemy się czegoś o genach, które to umożlwiają, być może pozwoli nam to za jakiś czas zmodyfikować ludzką fizjologię - dodaje Nielsen.

niedźwiedź polarny niedźwiedź brunatny przystosowanie dieta wysokotłuszczowa APOB apolipoproteina B mutacja cholesterol poziom choroby sercowo-naczyniowe dobór pozytywny Rasmus Nielsen Eske Willerslev Eline Lorenzen