CNN — (CNN) — Dzięki swojemu uderzającemu ubarwieniu panda wielka jest gatunkiem natychmiast rozpoznawalnym.

Istnieje jednak kilka pand wielkich, które nie są czarno-białe. Te majestatyczne stworzenia o brązowo-białym futrze zamieszkują jedno pasmo górskie w Chinach. Wyniki nowych badań wykazały, że teraz naukowcy mogli rozwikłać zagadkę niezwykłej sierści niezwykle rzadkich pand.

Prace, które obejmowały badanie genetyki wielu pand żyjących na wolności i w niewoli, sugerują, że pandy o brązowo-białej sierści są wynikiem naturalnej zmienności, a nie oznaką chowu wsobnego w malejącej populacji.

Pierwszą pandą brunatną znaną nauce była samica o imieniu Dandan. Lokalny strażnik znalazł chorego niedźwiedzia w hrabstwie Foping w górach Qinling w prowincji Shaanxi w marcu 1985 r. Panda była przetrzymywana w niewoli aż do swojej śmierci w 2000 r.

Od odkrycia Dandana kilkadziesiąt lat temu zgłoszono 11 obserwacji udokumentowanych za pośrednictwem oficjalnych źródeł wiadomości lub kont osobistych udostępnionych autorom najnowszego badania, które 4 marca ukazało się w czasopiśmie PNAS.

„Powtarzające się przypadki pand brunatnych sugerują, że ta cecha może być dziedziczna. Jednak do chwili obecnej podłoże genetyczne leżące u podstaw brązowo-białego umaszczenia pozostaje niejasne” – napisali autorzy.

Lepsze zrozumienie charakterystycznego ubarwienia może pomóc w podjęciu wysiłków mających na celu hodowanie brązowo-białych pand w niewoli, powiedział starszy autor, dr Fuwen Wei, profesor ekologii dzikiej przyrody i biologii ochrony w Instytucie Zoologii Chińskiej Akademii Nauk w Pekin. Według Czerwonej Listy Gatunków Zagrożonych Międzynarodowej Unii Ochrony Przyrody panda wielka jako gatunek jest zagrożona.

Drzewo genealogiczne pandy

Aby zrozumieć, co kryje się za tą cechą, naukowcy zbadali Qizai, samca pandy brunatnej uratowanego jako młode w 2009 roku z Narodowego Rezerwatu Przyrody Foping w Hanzhong. Obecnie jest jedyną pandą brunatną w niewoli.

W porównaniu pod mikroskopem z próbkami włosów trzech czarno-białych pand, brązowawe futro Qizai miało mniej i mniejsze melanosomy – maleńkie struktury występujące w komórkach odpowiedzialnych za pigment skóry i włosów u ssaków. Co więcej, zespół badawczy odkrył, że melanosomy częściej miały nieregularny kształt.

Następnie badacze zebrali informacje genetyczne na temat Qizai i ułożyli jego drzewo genealogiczne. Świeże odchody niedźwiedzia zebrane w rezerwacie przyrody ujawniły tożsamość jego dzikiej matki, czarno-białej samicy pandy noszącej obrożę śledzącą i znanej jako Niuniu.

Naukowcy zidentyfikowali także syna Qizai, czarno-białą pandę urodzoną w niewoli w 2020 r. (Zespół badawczy zidentyfikował później ojca Qizai, Xiyue, dziką, ale wyśledzoną czarno-białą pandę, badając genetykę szerszej populacji z pandami.)

Naukowcy zbadali informację genetyczną członków rodziny Qizai i porównali ją z informacją genetyczną 12 czarno-białych pand z gór Qinling i 17 czarno-białych pand z innych regionów Chin, korzystając z informacji pobranych z próbek strupów i krwi .

Chociaż żaden z członków najbliższej rodziny Qizai nie miał brązowego futra, badaczom udało się wykazać, że zarówno jego rodzice, jak i syn mieli po jednej kopii recesywnej cechy genu znanego jako Bace2, podczas gdy Qizai miał dwie kopie.

Geny danej osoby mogą przenosić cechy recesywne, takie jak niebieskie oczy lub rude włosy u ludzi, nie powodując przy tym cech fizycznych. Każdy rodzic musi posiadać kopię wariantu genetycznego i przekazać ją dalej, aby cecha pojawiła się u potomstwa, tak jak ma to miejsce w przypadku Qizai.

Analiza genetyczna rozwiązuje zagadkę

Dzięki analizie próbki tkanki przechowywanej przez ponad dwie dekady w etanolu naukowcom udało się również zsekwencjonować genom Dandana, pierwszej znanej pandy brunatnej. Naukowcy odkryli, że Dandan miał tę samą cechę recesywną.

Następnie naukowcy przeprowadzili szerszą analizę 192 czarno-białych pand wielkich, aby zweryfikować odpowiedzialny gen jako Bace2. Mutacja powodująca brązową sierść występowała tylko u dwóch pand pochodzących z gór Qinling w Shaanxi, a nie z prowincji Syczuan, gdzie żyje większość chińskich pand wielkich.

Aby potwierdzić ustalenia, naukowcy wykorzystali narzędzie do edycji genów CRISPR-Cas9 w celu usunięcia sekwencji genetycznej, którą zidentyfikowali jako powodującą mutację w genie Bace2 u 78 myszy laboratoryjnych. Zmiana zmniejszyła liczbę i rozmiar melanosomów u myszy.

„Sierść myszy z nokautem jest jasnobrązowa” – powiedział Wei, który jest także rektorem Uniwersytetu Rolniczego Jiangxi w Nanchang w chińskiej prowincji Jiangxi.

„Dowodzi to, że ta delecja może potencjalnie zmienić kolor sierści myszy, ponieważ szlak pigmentacji jest stosunkowo zachowany (wspólny) wśród ssaków. Dlatego jest bardzo prawdopodobne, że mutacja ta wpływa na kolor sierści pandy brązowej.”

Naturalna zmienność a chów wsobny

Nie jest jasne, co spowodowało mutację genetyczną. Wei stwierdził, że musi to być powiązane ze specyficznym środowiskiem gór Qinling, które mają inny klimat niż Syczuan. Stwierdził, że mutacja genetyczna nie wydaje się być wynikiem chowu wsobnego, jak kiedyś podejrzewano.

„Jest bardziej prawdopodobne, że jest to wynikiem naturalnej zmienności, a nie chowu wsobnego. Nasza analiza pokrewieństwa wskazuje, że rodzice Qizai nie są blisko spokrewnieni” – dodał Wei.

Tiejun Wang, profesor nadzwyczajny na wydziale zasobów naturalnych na Uniwersytecie Twente w Holandii, powiedział, że to dobra wiadomość, że wyjątkowe ubarwienie nie wydaje się być wynikiem chowu wsobnego. Wang, który badał pandy brunatne, nie brał udziału w badaniu.

„Dla tych, którzy niepokoją się tym gatunkiem, jest to pozytywna zmiana” – powiedział Wang, który powiedział, że przez 10 lat pracował jako strażnik terenowy w górach.

Wang powiedział, że pochwalił zespół „za ogromny wysiłek, jaki włożył w rzucenie światła na tę naukową kwestię”.

The-CNN-Wire™ i © 2024 Cable News Network, Inc., spółka należąca do Warner Bros. Discovery. Wszelkie prawa zastrzeżone.