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Mit seiner auffälligen Färbung ist der Große Panda eine sofort erkennbare Art.
Es gibt jedoch eine Handvoll Riesenpandas, die nicht schwarz-weiß sind. Diese majestätischen Kreaturen mit braunem und weißem Fell leben in einer einzigen Bergkette in China. Und nun könnten Wissenschaftler einer neuen Studie zufolge das Geheimnis um das ungewöhnliche Fell dieser äußerst seltenen Pandas gelüftet haben.
Die Arbeit, die die Untersuchung der Genetik mehrerer Pandas in freier Wildbahn und in Gefangenschaft umfasste, legte nahe, dass Pandas mit braunem und weißem Fell das Ergebnis natürlicher Variation und kein Zeichen von Inzucht in einer rückläufigen Population sind.
Der erste der Wissenschaft bekannte Braune Panda war ein Weibchen namens Dandan. Ein örtlicher Förster fand den kranken Bären im März 1985 im Kreis Foping in den Qinling-Bergen der Provinz Shaanxi. Der Panda wurde bis zu seinem Tod im Jahr 2000 in Gefangenschaft gehalten.
Seit Dandans Entdeckung vor mehreren Jahrzehnten wurden elf Sichtungen gemeldet, die durch offizielle Informationsquellen oder persönliche Aussagen dokumentiert wurden, die den Autoren dieser neuesten Studie mitgeteilt wurden, die am 4. März in der Zeitschrift PNAS veröffentlicht wurde.
„Die wiederkehrenden Fälle von Braunen Pandas legen nahe, dass dieses Merkmal erblich bedingt sein könnte. Allerdings bleibt die genetische Grundlage, die der braunen und weißen Fellfarbe zugrunde liegt, bis heute unklar“, schreiben die Autoren.
Ein besseres Verständnis der charakteristischen Färbung könnte dazu beitragen, Bemühungen zur Zucht brauner und weißer Pandas in Gefangenschaft zu unterstützen, sagte Hauptautor Dr. Fuwen Wei, Professor für Wildtierökologie und Naturschutzbiologie am Institut für Zoologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. Peking. Laut der Roten Liste gefährdeter Arten der International Union for Conservation of Nature ist der Status des Großen Pandas als Art gefährdet.
Ein Panda-Stammbaum
Um zu verstehen, was hinter diesem Merkmal steckt, untersuchten Forscher Qizai, einen männlichen Braunen Panda, der 2009 als Junges im Foping National Nature Reserve in Hanzhong gerettet wurde. Er ist derzeit der einzige Braune Panda in Gefangenschaft.
Im Vergleich unter dem Mikroskop mit Haarproben von drei schwarzen und weißen Pandas enthielt Qizais bräunliches Fell weniger und kleinere Melanosomen, winzige Strukturen in den Zellen, die für die Pigmentierung der Haut und Haare von Säugetieren verantwortlich sind. Darüber hinaus war es wahrscheinlicher, dass Melanosomen eine unregelmäßige Form aufwiesen, stellte das Studienteam fest.
Anschließend sammelten die Forscher genetische Informationen über Qizai und stellten seinen Stammbaum zusammen. Frischer Kot oder Bärenkot, der im Naturschutzgebiet gesammelt wurde, enthüllte die Identität seiner wilden Mutter, eines weiblichen schwarz-weißen Pandas, der ein Fährtenhalsband trug und als Niuniu bekannt war.
Die Forscher identifizierten auch Qizais Sohn, einen schwarz-weißen Panda, der 2020 in Gefangenschaft geboren wurde. (Das Studienteam identifizierte später Qizais Vater Xiyue, einen wilden, aber gejagten schwarz-weißen Panda, indem es die Genetik einer größeren Pandapopulation untersuchte.)
Wissenschaftler untersuchten die genetischen Informationen von Qizais Familienmitgliedern und verglichen sie mit den genetischen Informationen von 12 schwarzen und weißen Pandas aus dem Qinling-Gebirge und 17 schwarzen und weißen Pandas aus anderen Gebieten Chinas, indem sie Informationen aus Kot- und Blutproben verwendeten. .
Obwohl kein Mitglied von Qizais unmittelbarer Familie braunes Fell hatte, konnten Forscher zeigen, dass seine Eltern und sein Sohn alle eine Kopie des rezessiven Merkmals eines Gens namens Bace2 hatten, während Qizai zwei Kopien hatte.
Die Gene eines Individuums können rezessive Merkmale tragen, wie zum Beispiel blaue Augen oder rotes Haar bei Männern, ohne dass dies als körperliches Merkmal in Erscheinung tritt. Jeder Elternteil muss eine Kopie der genetischen Variante haben und diese weitergeben, damit das Merkmal bei den Nachkommen auftritt, wie es bei Qizai der Fall ist.
Die genetische Analyse löst ein Rätsel
Durch die Analyse einer mehr als zwei Jahrzehnte in Ethanol konservierten Gewebeprobe konnten Wissenschaftler auch das Genom von Dandan, dem ersten bekannten Braunen Panda, sequenzieren. Dandan hatte das gleiche rezessive Merkmal, fanden die Forscher heraus.
Anschließend führten die Wissenschaftler eine umfassendere Analyse von 192 schwarzen und weißen Großen Pandas durch, um zu bestätigen, dass das verantwortliche Gen Bace2 war. Die Mutation, die das braune Fell verursacht, kam nur bei zwei Pandas vor, die im Qinling-Gebirge in Shaanxi beheimatet waren, und nicht in der Provinz Sichuan, wo die Mehrheit der chinesischen Riesenpandas lebt.
Um diese Ergebnisse zu bestätigen, verwendeten die Wissenschaftler das Genbearbeitungstool CRISPR-Cas9, um die genetische Sequenz zu löschen, von der sie identifiziert hatten, dass sie die Bace2-Genmutation in 78 Labormäusen verursacht. Die Veränderung verringerte die Anzahl und Größe der Melanosomen bei den Mäusen.
„Die Fellfarbe von Knockout-Mäusen ist hellbraun“, sagte Wei, der auch Präsident der Jiangxi Agricultural University in Nanchang in der chinesischen Provinz Jiangxi ist.
„Dies beweist, dass diese Deletion das Potenzial hat, die Fellfarbe einer Maus zu verändern, da der Pigmentierungsweg bei Säugetieren relativ konserviert (gemeinsam) ist. Es ist daher sehr wahrscheinlich, dass diese Mutation die Fellfarbe eines Braunen Pandas beeinflusst.
Natürliche Variation vs. Inzucht
Es ist nicht klar, was die genetische Mutation verursacht hat. Wei sagte, dies müsse mit der spezifischen Umgebung des Qinling-Gebirges zusammenhängen, in dem ein anderes Klima herrscht als in Sichuan. Die genetische Mutation scheine nicht, wie einst vermutet, das Ergebnis von Inzucht zu sein, sagte er.
„Es ist wahrscheinlicher, dass dies auf natürliche Variation als auf Inzucht zurückzuführen ist. Unsere Verwandtschaftsanalyse zeigt, dass Qizais Eltern nicht eng verwandt sind“, fügte Wei hinzu.
Tiejun Wang, außerordentlicher Professor in der Abteilung für natürliche Ressourcen an der Universität Twente in den Niederlanden, sagte, es sei eine gute Nachricht, dass diese einzigartige Färbung offenbar nicht das Ergebnis von Inzucht sei. Wang, der Braune Pandas untersuchte, war an der Studie nicht beteiligt.
„Für diejenigen, die sich Sorgen um diese Art machen, ist das eine positive Entwicklung“, sagte Wang, der sagte, er habe zehn Jahre lang als Förster in den Bergen gearbeitet.
Wang sagte, er lobe das Team „für seine enormen Bemühungen, Licht in diese wissenschaftliche Frage zu bringen“.
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