从科学角度，北极熊到底是独立物种，还是棕熊的亚种？

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

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：

事实一，北极熊和棕熊有显著的形态差异；

事实二，北极熊和棕熊可杂交产生可育后代；

事实三，北极熊和现生棕熊在遗传学上分属不同支系，各自为单系群；

事实四，北极熊是古代棕熊的直系后裔。

下面，我们根据上述四个事实，讨论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。