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北极熊与棕熊外形和生活习性明显不同，一直以来都是作为不同物种的。然而近年来，有人说北极熊和棕熊没有生殖隔离，不符合物种定义；而且新的分子遗传学研究已经将北极熊降为棕熊的亚种了，真的是这样吗？ 这里我们要声明，学术界从未提出将北极熊作为棕熊亚种，所谓的将北极熊降为亚种的遗传学研究是被一些人误读了。下面我们将向大家全面介绍北极熊和棕熊的异同，并对相关研究做科学解读。  北极熊 形态上有稳定差异北极熊和棕熊表型差异非常显著。最明显的差别是体色，北极熊是白色，棕熊是棕色。实际上北极熊皮肤是黑的，毛是透明的，在阳光照射下才显现出白色。北极熊的毛是中空的，棕熊毛多数是实心的。而且北极熊毛更浓密，浑身除了鼻子，连足垫上都长有毛，这是在冰上行走防滑和隔凉用的，棕熊就没有。 体态上，北极熊脖子长，看起来后腿明显比前腿长，而棕熊的四肢几乎等长，而且棕熊肩部有两个异常显著的隆起。  棕熊 棕熊的爪子是长而钝的，而北极熊爪子是短而锋利的，而且高度弯曲。棕熊爪子适合挖掘，北极熊爪子适合攀附海冰和抓海豹。 头骨方面，棕熊头骨比北极熊更宽、更高，而且枕部更发达。从侧面看，北极熊从颅顶到吻尖形成一条光滑的曲线，而棕熊则是内凹的。 牙齿方面，北极熊捕猎用的犬齿和切割肉用的裂齿比棕熊更发达，而可以磨碎食物的臼齿就相对退化了许多，这是因为北极熊掠食性更强，几乎只吃新鲜的肉，而棕熊吃植物和拣兽尸比较多。  没有生殖隔离，可产生可育后代北极熊和棕熊可以杂交，而且它们的杂交后代是完全可育的，是真正意义上的没有生殖隔离，这点与狮和虎、马和驴不同。2004年，德国的奥斯纳布吕克动物园就繁育了两只棕熊和北极熊的杂交后代。 2006年4月，美国猎人吉姆马特尔在加拿大班克斯岛射杀了一只既有些像北极熊又有些像棕熊的动物。DNA检测发现这只熊父亲是棕熊，母亲是北极熊，这是在野外首次发现杂交熊，称为灰北极熊。之后，人们又陆续在班克斯岛发现了7只灰北极熊。经过DNA检测，这8只熊全是一只母北极熊与两只公灰熊的后裔。  动物园中的北极熊-棕熊杂交后代 杂交熊的出现与气候变暖棕熊扩张领地有关，近几十年来，一些公棕熊北上到加拿大北极群岛地区游荡，还有一部分棕熊东进到哈德逊湾沿岸建立领地，这两个地区都是北极熊的传统定居地，两种熊接触的机会由此大大增加了。 杂交熊的产生与母熊择偶有关，并不是所有母北极熊都愿意与公棕熊交配。1995年，在梅尔维尔岛有只母北极熊及其两岁幼仔都被一只320千克的大公棕熊杀害，很可能就是因拒绝与后者交配所致。  野外发现的“灰北极熊” 遗传上是两个不同分支21世纪初，遗传学家意外发现，从线粒体基因来看，北极熊只是棕熊的一个分支，由此掀起了大家对北极熊物种地位的广泛争论。 现生棕熊线粒体DNA可分为七大支系，1支系分布于西欧和环地中海一带；2支系仅见于亚历山大群岛的奇恰戈夫岛、金钟岛和巴拉诺夫岛，该亚种被称为锡特卡棕熊，下文将这三个岛简称为锡特卡三岛；3支系分布最广，包括从欧洲到加拿大的整个环北极地区；4支系分布在加拿大南部、美国以及北海道东部；5支系即青藏高原的藏马熊，6支系为中亚山地的天山棕熊；7支系为已灭绝的北非阿特拉斯棕熊。  棕熊的线粒体地图 而北极熊的线粒体DNA序列完全落入2支系棕熊的范围内，构成了一个单独的亚支2b，锡特卡棕熊则为2a亚支。更为复杂的是，在爱尔兰发现的古棕熊与北极熊是一支的，属于2b；而在斯瓦尔巴特发现的古北极熊则与锡特卡棕熊一样属于2a亚支。 线粒体DNA是母系遗传，也就是说，锡特卡棕熊虽为棕熊，却与北极熊是“一母同胞”。从线粒体看，北极熊和棕熊合起来构成一个单系群，而排除北极熊的棕熊只是个并系群。 这份研究就是有人说北极熊被降级为棕熊亚种的源头。这么说的人缺乏一个遗传学常识，线粒体在指示亲缘关系方面从来不是个好标的物。因为线粒体只取决于母系血统和基因突变，完全忽视了与母系同样重要的父系血统。  北极熊和棕熊Y染色体树和线粒体树的对比 与线粒体相反的是父系遗传的Y染色体，而细胞核基因组因综合了父母双方血统，最能反映血缘关系。遗传学家也对北极熊和棕熊的Y染色体以及细胞核基因组进行了测序，特别加入了锡特卡棕熊样本，结果均显示锡特卡棕熊与其他棕熊聚为一支，而不是北极熊；北极熊和棕熊各自组成了一个单系群，它们互为姐妹群关系。 公熊远比母熊能跑，跨洲交流都很普遍。例如，公棕熊的Y染色体支系BR1.1遍布从欧洲到北美的大片地区，包括锡特卡三岛，公北极熊的支系PO1.1也广泛分布于从大西洋到阿拉斯加的大片海域。  北极熊、棕熊线粒体树和细胞核基因树的对比 由于母熊喜欢留在出生地，所以不同支系的母熊很少混居；而公熊酷爱扩张，因而混居现象非常严重，不管是北极熊还是棕熊，每个地区都生活着两个以上Y染色体支系。公熊的扩张使不同地理居群发生基因融合，并主导了两种熊的地理遗传结构。 锡特卡棕熊以及古爱尔兰棕熊都是公棕熊扩张的产物。本来，锡特卡三岛上住的是北极熊，整个2支系也都是北极熊。冰期结束后，不断有公棕熊从北美大陆游到锡特卡三岛上，岛上的北极熊很快便被“同化”了。但由于母棕熊从未造访过该岛，所以这些熊至今仍是北极熊的母系血统。 综上所述，尽管古代棕熊和北极熊发生过大规模的基因渗入，但现生棕熊和北极熊在基因组上属于两个不同分支。  金钟岛的锡特卡棕熊，公棕熊和母北极熊的后裔 北极熊是棕熊演化来的北极熊由古代棕熊演化而来，为学术界所公认。冰期由于气候变冷，东西伯利亚地区的一群古棕熊被冰川阻隔，与其他棕熊隔离开来，久而久之，它们适应了在海冰上捕猎海豹，演化为今天的北极熊。 北极熊的分化时间，有三种说法：15万年，60万年和40万年。15万年说是依据线粒体计算的，这显然是不准确的，因为北极熊和棕熊在历史上发生过大规模基因渗入，锡特卡棕熊就完全是北极熊的母系血统。60万年说是根据部分细胞核基因差异得到的，而40万年说则是全基因组测序结果，很显然40万年说是最可靠的。 综上所述，北极熊大约在40万年前，由东西伯利亚地区的一群古棕熊演化而来。这也解释了北极熊和棕熊为什么没有生殖隔离，分化时间太短啦。短短40万年北极熊就进化出了如此大的差异，难怪一直以来被作为快速成种的典范。  北极熊，狩猎海豹 北极熊和棕熊是一个物种吗？通过前文的描述，我们得到了四个事实：
下面，我们根据上述四个事实，讨论一下北极熊到底是棕熊亚种，还是独立物种。  首先，我们要明确，任何分类单位都是人为定义的，而不是自然存在的。生物进化和物种形成非常复杂，以至于科学家难以给出一个准确定义。 按最经典的定义，物种是可以自由交配并繁衍后代的一群动物，是不是一个种关键看有没有生殖隔离。根据事实二，北极熊和棕熊没有生殖隔离，确实符合经典定义中同一物种的概念。 然而经典物种定义无法解决很多难题，例如，犬属动物中，狼、金背胡狼、郊狼和红狼都可以杂交产生可育后代。如果我们真把整个犬属合并成一个物种，将给研究和保护工作带来诸多麻烦，物种的划分也就完全失去意义了。 最近几十年来，越来越多学者认识到经典物种定义的局限性，为了更准确界定物种，他们提出了多种现代物种观念。 表型种，是指表型相似而又与其他生物不同的一群生物，根据事实一，北极熊符合表型种定义。 生殖种，虽继承了经典定义中生殖隔离的概念，但同时指出，两群能成功杂交的动物如果杂交不充分，基因库没有融合，也应算作不同物种，北极熊和棕熊就是这种情况。 遗传种，强调物种特异性的基因序列，这里就不展开说了。 北上的棕熊与北极熊争抢鲸尸 支系种，是指在形态和遗传上区别于其他演化支的最小演化支，这就完全摒弃了生殖隔离的概念。根据事实三，现代棕熊和北极熊都是单系群，棕熊冠群（现代所有棕熊的最晚共同祖先，及该祖先的所有后代）是将北极熊完全排除在外的。但是，棕熊总群（史上所有具有棕熊特征的动物，其最晚共同祖先及该祖先全部后代）就将全部北极熊包括在内了，因为北极熊是古棕熊的后代嘛。从这一角度看，北极熊确实属于棕熊类动物，但不属于现生棕熊这个演化支。 年代种，强调群体分化时间以及产生的表型差异。北极熊从棕熊中分化约为40万年，这个时间尺度定不定独立种都在两可之间，但北极熊形态差异已经与它的棕熊祖先足够大，理应分出一个新种。而同样的演化时间，现代棕熊就仍然基本保留了其祖先的样貌。 2020年，在哈德逊湾，北极熊与棕熊接触 综合多个现代物种定义，将北极熊列为独立种显然更加科学。事实上，学术界也是公认北极熊和棕熊是不同物种的，因此大家不要以讹传讹了，科学家从来没有将北极熊降为棕熊亚种。 不过，随着地球持续变暖，棕熊和北极熊接触的机会会越来越多，而它们还没有形成生殖隔离，一旦接触就会发生杂交。这样下去，两种熊的基因库将会渐渐融合，它们真会变成一种熊，就像在古爱尔兰和锡特卡三岛发生的那样，北极熊又变回了棕熊。 |
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