Могут ли рептилии и амфибии хранить ключ к источнику вечной молодости?

Два новых исследования показывают, что многие виды рептилий и амфибий демонстрируют медленные или даже незначительные признаки старения.

Что касается долголетия, ученые давно предполагали, что чешуйчатые и слизистые позвоночные имеют преимущество. Галапагосские черепахи, восточные коробчатые черепахи, пещерные саламандры, известные как ольмы, и ряд других рептилий и амфибий могут жить более века. А самое старое известное наземное животное, сейшельская гигантская черепаха по имени Джонатан, недавно отметила свой 190-летний юбилей . 

Однако до сих пор большая часть доказательств, подтверждающих долгую продолжительность жизни этих животных, основывалась на отдельных сообщениях из зоопарков, говорит Бет Рейнке, биолог из Северо-восточного Иллинойсского университета в Чикаго. Она и группа из более чем 100 исследователей со всего мира сравнили темпы старения у 77 видов рептилий и амфибий в дикой природе. Исследование первоначально возникло из давно существовавшего представления о том, что черепахи могут жить долго. «Мы хотели узнать, насколько это распространено», — говорит Рейнке.

Исследователи обнаружили, что, хотя старение и продолжительность жизни сильно различаются от вида к виду, черепахи, крокодилы и саламандры, как правило, стареют очень медленно и имеют непропорционально большую продолжительность жизни для своего размера. Между тем, другая группа исследователей из Дании пришла к аналогичным выводам, сравнив 52 вида черепах, обитающих в зоопарках и аквариумах: примерно 75 процентов рептилий демонстрировали медленное или незначительное старение, а 80 процентов старели медленнее, чем современные люди. 

Обе исследовательские группы опубликовали свои результаты 23 июня в журнале Science . Новые данные не особенно удивительны, но ставят под сомнение идею о том, что старение — постепенное снижение функций организма, повышающее риск смертности после достижения организмом половой зрелости, — является универсальным явлением, говорит Роб Сальгеро-Гомес, эколог из Оксфордского университета, не принимавший участия в исследовании.

«Обе работы — превосходные исследования, — говорит он. — Они добавляют новый аспект… к нашему пониманию старения во всем древе жизни». 

Для своего анализа Рейнке и ее коллеги опирались на многолетние исследования самых разных животных, включая черепах, лягушек, саламандр, крокодилов, змей, ящериц и ящероподобную туатару . Эти исследования отслеживали популяции рептилий и амфибий в среднем в течение 17 лет и охватывали более 190 000 особей.

Чтобы определить скорость старения вида, Рейнке и ее команда рассчитали темпы смертности отдельных особей после достижения половой зрелости. Продолжительность жизни была оценена на основе количества лет, за которое умирало 95 процентов взрослых особей этого вида. 

Рейнке отмечает, что одним из недостатков этих оценок является то, что исследователи не различали разные причины смерти. «Когда люди слышат слово „старение“, они, как правило, думают только о физиологии», — говорит она. «Наша оценка старения включает в себя не только физиологию, но и все факторы, которые могут привести к смерти в дикой природе». 

Команда также сравнила свои оценки с ранее опубликованными данными о старении млекопитающих и птиц. Эти группы позвоночных являются теплокровными, или эндотермными, то есть способными регулировать собственную температуру тела. Рейнке и ее команда ожидали обнаружить, что холоднокровные, или эктотермные, рептилии и амфибии в целом будут стареть медленнее, чем птицы и млекопитающие, поскольку их более медленный метаболизм оказывает меньшее физиологическое воздействие на их организм. Но результаты оказались неоднозначными. Хотя некоторые рептилии и амфибии действительно старели медленнее, чем большинство птиц и млекопитающих, другие старели быстрее. Продолжительность жизни рептилий и амфибий варьировалась от 1 до 137 лет — гораздо более широкий диапазон, чем от 4 до 84 лет, наблюдаемый у приматов. 

Однако виды с незначительным старением встречались по всему генеалогическому древу рептилий и амфибий, а черепахи как группа, по ее словам, «стареют исключительно медленно».

Виды, обладающие защитными панцирями, чешуйчатой ​​броней или ядом, старели медленнее и жили дольше. Как у рептилий, так и у амфибий виды, начавшие размножаться позже, в итоге жили дольше. Исследователи также заметили, что рептилии, обитающие в теплых условиях, старели быстрее, в то время как амфибии в аналогичных условиях старели медленнее.  

Необходимы дополнительные исследования, чтобы выяснить, как эти и другие переменные влияют на различия в старении и долголетии. «Мы выявили множество действительно интересных закономерностей, которые нуждаются в дальнейшем изучении», — говорит Рейнке. «Я думаю, что эктотермы могут дать ответы на многие вопросы, которые нас интересуют о старении и его влиянии на здоровье человека».

В стремлении продлить жизнь человека саламандры могут оказаться особенно перспективной группой для изучения. «Многие из них могут жить 10 лет и более, что для их размера очень много», — говорит Рейнке. Эти амфибии известны своей способностью отращивать утраченные конечности и хвосты, что заставляет некоторых ученых полагать, что может существовать связь между этими регенеративными способностями и впечатляющей продолжительностью жизни саламандр.

Во второй новой статье группа исследователей из Дании сосредоточилась на изучении процесса старения у рептилий, содержащихся в неволе.

«Все эти теории старения утверждают, что… риск смертности увеличивается с возрастом после достижения половой зрелости, когда мы перестаем тратить столько энергии на восстановление поврежденных клеток и тканей и направляем больше энергии на размножение», — говорит Рита да Силва, биолог из Университета Южной Дании в Оденсе и соавтор результатов исследования. 

Лучшими кандидатами на роль видов, способных избежать пагубных последствий старения, являются те, которые продолжают расти на протяжении всей жизни, например, черепахи. 

«Нас в основном интересовало, увеличивается ли риск смертности у этих животных с возрастом, как это происходит, например, у людей, других млекопитающих и птиц», — говорит да Силва. Она и ее коллеги проанализировали данные о содержащихся в неволе черепахах, причем по каждому виду было собрано от 58 до нескольких тысяч особей. 

У большинства видов смертность либо оставалась постоянной с возрастом, либо фактически снижалась. В среднем самцы черепах жили дольше самок — это противоположно тому, что наблюдается у млекопитающих. Для трех видов команда также изучила данные по диким популяциям и обнаружила, что животные, содержащиеся в неволе, старели медленнее.

«В каком-то смысле эти популяции нашли способ замедлить темпы старения, когда условия благоприятны», — говорит да Силва. В неволе рептилиям не нужно тратить энергию на поиск пищи или убежища. Но неясно, почему только некоторые рептилии, похоже, реагируют на это изобилие, минимизируя или избегая старения. «Для некоторых других видов либо условия не идеальны, либо они просто не способны отключить старение», — предполагает да Силва.

Хотя большинство изученных видов черепах стареют медленнее, чем люди, пока рано говорить о том, какие последствия эти результаты могут иметь для понимания здоровья человека и процессов старения. 

«Нам нужно быть осторожными при проведении подобных сравнений», — говорит да Силва. «Мы не можем установить четкую связь между этим и людьми, [но] я могу сказать, что мы на шаг приблизились к пониманию механизмов старения».

По словам Сальгеро-Гомеса, две новые статьи показывают, как много еще предстоит узнать о старении и как оно различается у людей и других животных, растений и более отдаленно родственных организмов.

«В этом типе исследований есть истинная ценность, выходящая за рамки потенциального применения в биомедицине, она заключается в более глубоком понимании нашего места в древе жизни, а также в осознании того, что не всё подчиняется человеческому образу жизни», — говорит он.

Kate Baggaley “Could reptiles and amphibians hold the key to the fountain of youth?”

Перевод статьи «Could reptiles and amphibians hold the key to the fountain of youth?» автора Kate Baggaley, оригинал доступен по ссылке. Лицензия: CC BY. Изменения: переведено на русский язык

Фото: Вид на рыбу Sternotherus odoratus с обильным слоем водорослей в Спринг-Лейк, штат Техас. Фрэнсис Л. Роуз