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Aufgrund der Unterschiede im Körperbau wurde der Eisbär zeitweise in eine eigene Gattung ''Thalarctos'' eingeordnet. Jüngere Systematiken ordnen ihn aber generell in die Gattung Ursus (Bären) ein, zu der unter anderem auch Braunbär und Schwarzbär gezählt werden. Der nächste Verwandte des Eisbären ist der Braunbär. Neuerdings haben genetische Untersuchungen gezeigt, dass manche Braunbärpopulationen näher mit dem Eisbär verwandt sind als untereinander, so dass der Braunbär eine verwandte (paraphyletische) Art? darstellt. Diese Entdeckung wird als Musterbeispiel angeführt, um das traditionelle Artkonzept infrage zu stellen. Eigentlich müsste man nämlich den Eisbär als Unterart des Braunbären führen.
Eis- und Braunbären sind untereinander kreuzbar und können fertile Nachkommen zeugen. Eine Hybridisation zwischen beiden Arten war bislang nur von Zootieren bekannt. Am 16. April 2006 erlegte jedoch ein Sportjäger, Jim Martell aus dem US-Staat Idaho, in der Nähe von Sachs Harbour auf Banks Island (Nordwest-Territorien, Kanada) einen vermeintlichen Eisbären, dessen Fell nicht richtig weiß oder gelblich war. Das Fell des Bären zeigte eher ein sehr helles Braun, wie es bei hellen Grizzlybären vorkommt. Eine DNA-Analyse durch Experten des Umweltministeriums der Nordwest-Territorien ergab, dass es sich bei dem erlegten Tier überraschenderweise um einen Hybriden aus Eisbär und Braunbär handelte. Normalerweise verhalten sich beide Bärenarten sehr feindselig, falls sie sich überhaupt in der Arktis begegnen. Außerdem paaren sich Eisbären üblicherweise auf dem Eis und Braunbären auf dem Festland, weshalb eine Paarung zwischen beiden Arten bislang als unwahrscheinlich galt.