Der Fund war für Charlotte Lindqvist und ihre Kollegen ein doppelter Glücksfall. Sie haben nicht nur das älteste Eisbär Fossil entdeckt, das je gefunden wurde. Es ist ihnen auch gelungen, daraus intaktes Erbmaterial zu isolieren.
"Das ist wirklich einzigartig, denn die Tiere haben eine ungewöhnliche Lebensweise. Sie leben fast ausschließlich auf dem Meereis und wenn sie sterben, sinken ihre Überreste auf den Grund des arktischen Ozeans. Deswegen passiert es selten, dass Knochen oder andere Körperteile als Fossilien gefunden werden. So wie es bei anderen Tieren geschieht."
Das Alter des Kieferknochens haben Charlotte Lindqvist von der US-amerikanischen Buffalo Universität und ihre Kollegen auf etwa 130.000 Jahre datiert. Er gehörte einem erwachsenen Männchen, das auf der Insel Spitzbergen gelebt hat. Trotz seines hohen Alters gelang es den Forschern, das komplette mitochondriale Genom des Fossils zu rekonstruieren. Also die Erbinformation der Mitochondrien, die auch als Kraftwerke der Zellen bezeichnet werden.
"Dieses ist mit Abstand das älteste Fossil von einem Säugetier, bei dem das mitochondriale Genom rekonstruiert werden konnte. Die Arktis, in der der Knochen gefunden wurde, funktionierte dabei wie eine Tiefkühltruhe und hat die Erbsubstanz konserviert. Je trockener und kälter die Umgebung ist, desto besser bleibt die DNA erhalten."
Nach dem Tod zerfällt die DNA in kleine Schnipsel. Sind die Knochen sehr alt, finden die Forscher meist mehr Erbgut von Bakterien oder von den Menschen, die mit dem Fossil in Berührung gekommen sind. Daher ist es ungewöhnlich, wenn Forscher aus alten Knochen ein ganzes Genom rekonstruieren können. Vergleichen Paläontologen das fossile Genom mit der Erbsubstanz noch lebender Nachfahren, können sie daraus wertvolle Informationen über die Evolution dieser Arten ablesen. Charlotte Lindqvist:
"Wir haben festgestellt, dass dieses 130.000 Jahre alte Fossil ungefähr den Punkt markiert, an dem sich der Eisbär und der Braunbär aus einem gemeinsamen Vorfahren entwickelt haben. Es ist also eine Art fossiles Bindeglied zwischen zwei Arten, die heute noch leben. Außerdem konnten wir zeigen, dass sich die Eisbären – aus evolutionärer Sicht - in sehr kurzer Zeit entwickelt haben. Wir schätzen, dass sie innerhalb von 10.000 bis 30.000 Jahren eine vergleichbare Ernährungsweise herausgebildet hatten, wie die heutigen Eisbären."
Das konnten die Forscher mithilfe chemischer Analysen feststellen. Sie folgerten daraus, dass sich die Eisbären schon damals hauptsächlich von Seehunden ernährt haben. Mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit haben sich Eisbären aus Braunbären weiterentwickelt, die in die Arktis eingewandert sind. Von ihren Artgenossen isoliert, haben sich die Ausreißer schnell an ihre neue Umgebung angepasst: Sie entwickelten ein weißes Fell und einen massiven Körperbau als Adaption an ein Leben in Schnee und Eis. Braun- und Eisbär können gemeinsame Nachkommen zeugen, die sich wiederum ebenso erfolgreich fortpflanzen. Das haben Biologen bei Eis- und Braunbären beobachtet, die in Gefangenschaft leben.
"Eine Gruppe von Braunbären in Alaska ist näher mit den Eisbären verwandt, als mit anderen Braunbärpopulationen. In letzter Zeit häufen sich die Berichte von Braunbären, die in Habitaten von Eisbären gesichtet wurden. Es könnte sein, dass die Braunbären ihren Lebensraum durch den Klimawandel immer weiter in das Verbreitungsgebiet der Eisbären ausdehnen. Es wird spannend sein zu beobachten, was passiert, wenn beide Arten aufeinandertreffen."
"Das ist wirklich einzigartig, denn die Tiere haben eine ungewöhnliche Lebensweise. Sie leben fast ausschließlich auf dem Meereis und wenn sie sterben, sinken ihre Überreste auf den Grund des arktischen Ozeans. Deswegen passiert es selten, dass Knochen oder andere Körperteile als Fossilien gefunden werden. So wie es bei anderen Tieren geschieht."
Das Alter des Kieferknochens haben Charlotte Lindqvist von der US-amerikanischen Buffalo Universität und ihre Kollegen auf etwa 130.000 Jahre datiert. Er gehörte einem erwachsenen Männchen, das auf der Insel Spitzbergen gelebt hat. Trotz seines hohen Alters gelang es den Forschern, das komplette mitochondriale Genom des Fossils zu rekonstruieren. Also die Erbinformation der Mitochondrien, die auch als Kraftwerke der Zellen bezeichnet werden.
"Dieses ist mit Abstand das älteste Fossil von einem Säugetier, bei dem das mitochondriale Genom rekonstruiert werden konnte. Die Arktis, in der der Knochen gefunden wurde, funktionierte dabei wie eine Tiefkühltruhe und hat die Erbsubstanz konserviert. Je trockener und kälter die Umgebung ist, desto besser bleibt die DNA erhalten."
Nach dem Tod zerfällt die DNA in kleine Schnipsel. Sind die Knochen sehr alt, finden die Forscher meist mehr Erbgut von Bakterien oder von den Menschen, die mit dem Fossil in Berührung gekommen sind. Daher ist es ungewöhnlich, wenn Forscher aus alten Knochen ein ganzes Genom rekonstruieren können. Vergleichen Paläontologen das fossile Genom mit der Erbsubstanz noch lebender Nachfahren, können sie daraus wertvolle Informationen über die Evolution dieser Arten ablesen. Charlotte Lindqvist:
"Wir haben festgestellt, dass dieses 130.000 Jahre alte Fossil ungefähr den Punkt markiert, an dem sich der Eisbär und der Braunbär aus einem gemeinsamen Vorfahren entwickelt haben. Es ist also eine Art fossiles Bindeglied zwischen zwei Arten, die heute noch leben. Außerdem konnten wir zeigen, dass sich die Eisbären – aus evolutionärer Sicht - in sehr kurzer Zeit entwickelt haben. Wir schätzen, dass sie innerhalb von 10.000 bis 30.000 Jahren eine vergleichbare Ernährungsweise herausgebildet hatten, wie die heutigen Eisbären."
Das konnten die Forscher mithilfe chemischer Analysen feststellen. Sie folgerten daraus, dass sich die Eisbären schon damals hauptsächlich von Seehunden ernährt haben. Mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit haben sich Eisbären aus Braunbären weiterentwickelt, die in die Arktis eingewandert sind. Von ihren Artgenossen isoliert, haben sich die Ausreißer schnell an ihre neue Umgebung angepasst: Sie entwickelten ein weißes Fell und einen massiven Körperbau als Adaption an ein Leben in Schnee und Eis. Braun- und Eisbär können gemeinsame Nachkommen zeugen, die sich wiederum ebenso erfolgreich fortpflanzen. Das haben Biologen bei Eis- und Braunbären beobachtet, die in Gefangenschaft leben.
"Eine Gruppe von Braunbären in Alaska ist näher mit den Eisbären verwandt, als mit anderen Braunbärpopulationen. In letzter Zeit häufen sich die Berichte von Braunbären, die in Habitaten von Eisbären gesichtet wurden. Es könnte sein, dass die Braunbären ihren Lebensraum durch den Klimawandel immer weiter in das Verbreitungsgebiet der Eisbären ausdehnen. Es wird spannend sein zu beobachten, was passiert, wenn beide Arten aufeinandertreffen."