новости об экологии

Раскрыты секреты старения рептилий и амфибий

Университетский парк, штат Пенсильвания Гигантская черепаха Джонатан с Сейшельских островов, возраст которой составляет 190 лет, недавно попала в новости, став «самым старым живым сухопутным животным в мире». Хотя существуют анекдотические свидетельства того, что некоторые виды черепах и других эктотерм или «холоднокровных» животных живут очень долго, эти свидетельства немногочисленны и в основном касаются животных, живущих в зоопарках, или нескольких особей, живущих в дикой природе. Теперь международная группа из 114 ученых под руководством Пенсильванского государственного университета и Северо-восточного университета Иллинойса представляет наиболее полное на сегодняшний день исследование старения и долголетия, включающее данные, собранные в дикой природе из 107 популяций 77 видов рептилий и амфибий по всему миру.

Среди многочисленных выводов, о которых они сообщают сегодня (23 июня) в журнале Science, исследователи впервые зафиксировали, что черепахи, крокодилы и саламандры имеют особенно низкие темпы старения и большую продолжительность жизни для своих размеров. Команда также обнаружила, что защитные фенотипы, такие как твердый панцирь у большинства видов черепах, способствуют замедлению старения, а в некоторых случаях даже «незначительному старению» или отсутствию биологического старения.

«Существуют неофициальные свидетельства того, что некоторые рептилии и амфибии стареют медленно и имеют долгую продолжительность жизни, но до сих пор никто не изучал это в широком масштабе на примере многочисленных видов в дикой природе», сказал Дэвид Миллер, старший автор и доцент кафедры популяционной экологии диких животных Пенсильванского университета. «Если мы сможем понять, что позволяет некоторым животным стареть медленнее, мы сможем лучше понять старение у людей, а также сможем разработать стратегии сохранения рептилий и амфибий, многие из которых находятся под угрозой исчезновения».

В своем исследовании ученые применили сравнительные филогенетические методы, которые позволяют изучать эволюцию организмов, к данным о захвате животных (mark-recapture), когда животных отлавливают, метят, выпускают обратно в дикую природу и наблюдают за ними. Их целью было проанализировать различия в старении и продолжительности жизни эктотерм в дикой природе по сравнению с эндотермами (теплокровными животными) и изучить предыдущие гипотезы, связанные со старением, включая способ регуляции температуры тела и наличие или отсутствие защитных физических признаков.

Миллер объяснил, что «гипотеза терморегуляционного режима» предполагает, что эктотермы поскольку для регулирования температуры тела им требуется внешняя температура и, следовательно, они часто имеют более низкий метаболизм стареют медленнее, чем эндотермы, которые сами вырабатывают тепло и имеют более высокий метаболизм.

«Люди склонны думать, что, например, мыши стареют быстро, потому что у них высокий метаболизм, а черепахи стареют медленно, потому что у них низкий метаболизм», говорит Миллер.

Однако результаты исследования показали, что скорость старения и продолжительность жизни эктотермов варьируются как выше, так и ниже известных скоростей старения эндотермов сходного размера, что говорит о том, что способ регуляции температуры животного холоднокровное или теплокровное не обязательно указывает на скорость старения или продолжительность жизни. «Мы не нашли подтверждения идее о том, что более низкая скорость метаболизма означает, что эктотермы стареют медленнее», сказал Миллер. «Эта связь была верна только для черепах, что говорит о том, что черепахи являются уникальным видом среди эктотерм».

Гипотеза защитных фенотипов предполагает, что животные с физическими или химическими признаками, обеспечивающими защиту такими как броня, шипы, панцирь или яд медленнее стареют и дольше живут. Команда исследователей документально подтвердила, что эти защитные признаки действительно позволяют животным стареть медленнее и, в случае физической защиты, жить намного дольше для своего размера, чем животные без защитных фенотипов.

«Возможно, их измененная морфология с твердым панцирем обеспечивает защиту и способствовала эволюции их жизненной истории, включая незначительное старение или отсутствие демографического старения и исключительное долголетие», сказала Энн Брониковски, соавтор работы и профессор интегративной биологии в штате Мичиган.

Бет Рейнке, первый автор и доцент биологии Северо-восточного университета Иллинойса, пояснила: «Эти различные защитные механизмы могут снизить смертность животных, потому что их не съедают другие животные. Таким образом, они с большей вероятностью проживут дольше, а это оказывает давление, заставляя их стареть медленнее. Наибольшую поддержку гипотезе защитного фенотипа мы нашли у черепах. Это еще раз доказывает, что черепахи, как группа, уникальны».

Интересно, что команда наблюдала незначительное старение по крайней мере у одного вида в каждой из групп эктотерм, включая лягушек и жаб, крокодилов и черепах.

«Звучит драматично, если сказать, что они вообще не стареют, но, по сути, вероятность их смерти не меняется с возрастом, как только они перестают размножаться», сказал Рейнке.

Миллер добавил: «Незначительное старение означает, что если вероятность смерти животного в течение года составляет 1% в возрасте 10 лет, то если оно живо в 100 лет, вероятность его смерти по-прежнему составляет 1% (см. ниже)». Для сравнения, у взрослых самок в США риск умереть за год составляет примерно 1 к 2500 в возрасте 10 лет и 1 к 24 в возрасте 80 лет. Когда вид демонстрирует незначительную сенесценцию (ухудшение состояния), старения просто не происходит».

новости об экологии

Рейнке отметил, что новое исследование команды стало возможным только благодаря вкладу большого количества соавторов со всего мира, изучавших самые разные виды.

«Возможность объединить этих авторов, которые проделали многолетнюю работу по изучению своих отдельных видов, позволила нам получить более надежные оценки скорости старения и продолжительности жизни, основанные на данных о популяции, а не только об отдельных животных», сказала она.

Брониковски добавила: «Понимание сравнительного ландшафта старения у разных животных может выявить гибкие черты, которые могут оказаться достойными мишенями для биомедицинских исследований, связанных со старением человека».

Вам также может понравиться...