Новые данные показывают, что некоторые виды панцирных рептилий могут замедлять и даже останавливать старение при подходящих условиях окружающей среды.
Умереть можно тремя способами: от травмы, болезни или от старости. Со временем люди научились избегать первых двух вариантов смерти, но по мере того, как человек становится старше, старение — постепенное ухудшение функций организма с возрастом — неизбежно приближается.
Однако некоторые виды, кажется, чувствуют себя лучше, чем другие: возьмём, к примеру, гидру, крошечное пресноводное существо, которое некоторые учёные считают потенциально бессмертным.
В прошлом году
голому землекопу исполнилось 39 лет, что в пять раз превышает типичную продолжительность жизни грызунов такого же размера. А всего несколько месяцев назад гигантская черепаха Альдабра по имени Джонатан отпраздновала своё 190-летие, что сделало её старейшим наземным животным в мире. В подобных случаях возникает вопрос: можно ли избежать старения?
Авторы исследования, опубликованного в журнале Science в прошлом месяце, говорят да. Проведя обширный анализ 52 видов черепах, который включал как обитателей воды, так и наземных черепах, группа из четырёх исследователей обнаружила, что большинство из них показали исключительно медленное, а в некоторых случаях незначительное старение в неволе. Это не делает их бессмертными; черепахи всё ещё могут умереть от болезни или травмы. Но, в отличие от птиц и млекопитающих, их общий риск смерти не увеличивается с возрастом. «Мы подтвердили то, о чём давно подозревали, но не могли доказать», — говорит Фернандо Кольчеро, биодемограф из Университета Южной Дании.
Скорость старения — это мера того, насколько возрастает риск смерти среди популяции организмов по мере их старения. Считается, что для птиц и млекопитающих этот риск экспоненциально растет с возрастом. Но для большинства видов черепах, участвовавших в исследовании, этот показатель был почти неизменным, независимо от того, сколько им лет. Кольчеро и его коллеги также обнаружили, что среда, в которой жили животные, играет роль. «Основываясь на сравнении наших результатов с результатами животных в дикой природе, черепахи действительно могут резко изменить скорость своего старения при улучшении условий», — говорит он, имея в виду такие факторы, как защита от хищников, контролируемый климат, неограниченный доступ к пище и укрытие.
Это отличается от предыдущей работы с использованием данных о приматах, в которых сообщалось об увеличении продолжительности жизни за счёт улучшения условий жизни, но не о значительном снижении смертности из-за замедления старения.
Некоторые эволюционные теории предполагают, что старение является результатом обмена энергией.
По словам Кольчеро, большинство млекопитающих и птиц перестают расти, когда достигают половой зрелости, и в этот момент их энергия становится приоритетной для продолжения рода, а не для восстановления клеток. Без достаточного ухода, чтобы противостоять износу, тела становятся более уязвимыми для хронических возрастных состояний, а также травм или инфекций. «Но многие рептилии этого не делают. Они продолжают расти, а это значит, что они действительно эффективно восстанавливают повреждения и поддерживают нормальную работу функций организма», — говорит он.
По словам Риты да Силвы, биолога, руководившего исследованием Кольчеро, животные с этим качеством являются первыми кандидатами на то, чтобы избежать старения. Эта идея существует с 1990-х годов, и чтобы доказать её, исследователи собрали демографическую информацию из Системы управления зоологической информацией, базы данных записей из зоопарков и аквариумов, которую ведёт некоммерческая организация Species360. Они отобрали виды, по которым были получены данные как минимум о 110 животных, и сосредоточились только на черепахах, обитающих в пресной воде или на суше. Чтобы количественно оценить роль старения в смертности, исследователи сравнили свои данные для каждого вида с теоретическими кривыми выживания, которые предсказывали экспоненциальный рост риска смерти в популяции животных каждый год после наступления половой зрелости.
Учёные сосредоточились на том, что произошло в определённой точке кривой: возрасте, в котором умерло 80 процентов черепах каждого вида. Они считали, что это момент времени после начала старения. Затем определялась скорость старения каждого вида путём расчёта направления и крутизны кривой в этой точке. Положительный показатель (или восходящая кривая) указывал на то, что вид испытывает некоторый уровень старения — что риск его смерти увеличивается с возрастом. Нулевой показатель означал, что риск смерти был постоянным, а отрицательное значение (или нисходящая кривая) означало, что он снижается. Крутизна кривой давала представление о том, насколько быстро старение увеличивалось или уменьшалось. Около 75 процентов видов в выборке практически не проявляли старения, а у 80 процентов из них скорость старения была ниже, чем у современных особей. Два вида, греческая черепаха и чёрная болотная черепаха, даже демонстрировали то, что да Силва назвала негативным старением, при котором риск смерти фактически уменьшался с возрастом.
Важно отметить, что все черепахи содержались в неволе и жили в идеальных условиях для долгой жизни: закрытые места обитания с контролируемыми условиями окружающей среды и репродуктивными условиями, а также лёгкий доступ к средствам существования и уходу. Изучение содержащихся в неволе животных помогает устранить внешние факторы, такие как хищники, вторжение человека и трудности с поиском пищи или убежища, что позволяет исследователям сосредоточиться только на демографических тенденциях. Но это не совсем отражает то, как живут черепахи в дикой природе.
Таким образом, для трёх видов учёные смогли сравнить собственные результаты с предыдущими данными, полученными от диких популяций. Две из них, прудовая черепаха и черепаха Хоума, продемонстрировали гораздо более высокие темпы старения в естественной среде обитания, чем в неволе, в то время как расписная черепаха в дикой природе старела немного медленнее.
Фото: stolica-s.su
Стивен Остад, биогеронтолог из Университета Алабамы в Бирмингеме, не участвовавший в работе, говорит, что результаты убедительны, но необходимы более глубокие исследования в дикой природе, чтобы определить, способны ли черепахи полностью остановить старение. Это означало бы, что традиционные эволюционные теории, которые считают старение универсальным для всех видов, ошибочны.
Статья Кольчеро и да Силвы сопровождалась более широким исследованием, опубликованным в журнале Science независимой группой учёных, в котором сообщается о скорости старения 107 популяций черепах, крокодилов, земноводных и чешуйчатых рептилий в дикой природе. Собрав и сравнив наборы данных от более чем 100 учёных, биолог-эволюционист Бет Рейнке из Университета Северо-Восточного Иллинойса обнаружила, по крайней мере, один вид в каждой группе животных, у которых старение было незначительным. По всем направлениям все виды черепах показали высокую продолжительность жизни и чрезвычайно низкую скорость старения. Это не обязательно противоречит высокой скорости старения, которую Кольчеро и да Силва обнаружили в двух конкретных диких популяциях. Например, из пяти популяций желтобрюхих жаб одна почти не стареет, а другая популяция имеет очень высокую скорость старения.
Также была обнаружена зависимость от температуры: старение у рептилий увеличивалось, а у амфибий, живших в более тёплых районах, уменьшалось, подтверждая вывод Колчеро и да Силвы о том, что окружающая среда влияет на старение животных.
Ни одно из исследований не могло выяснить, какие биологические механизмы вызывают этот эффект, поскольку исследователи не могли анализировать образцы тканей. И, что примечательно, обеим исследовательским группам не хватало данных, чтобы сказать о том, как панцирные рептилии в конечном итоге умерли или какова была их физиология на более поздних стадиях жизни.
Стивен Остад, предлагает в будущем сосредоточиться на образцах долгоживущих черепах, поскольку средняя продолжительность жизни видов в работе Кольчеро и да Силвы составляла всего до 60 лет, а у многих — значительно ниже 30 лет.
Ещё точно не решено, смогут ли черепахи или другие организмы обмануть смерть. Эти новые данные предполагают, по крайней мере, некоторый биологический потенциал, чтобы предотвратить старение в течение очень долгого времени — если условия будут подходящими.
Обнаружение черепахи, которая действительно не стареет, изменит то, как учёные понимают старение и эволюцию в целом. Но, за исключением этого, как говорит Кольчеро: «Если они просто стареют медленнее, чем люди, уроки всё равно могут быть извлечены». Разгадка того, как черепахи избегают старения, может в конечном итоге дать представление о старении человека. «Мы можем с уверенностью сказать, что теперь знаем о смертности в целом, о том, как виды стареют и как умирают, больше, чем знали раньше», — говорит да Силва. «И если мы действительно начнём видеть все эти линии смертности на древе жизни, то узнаем много такого, что, вероятно, сможем применить к человеческой смертности в будущем».