Направления исследований
Эволюционная биология старения
Ищем объяснение тому, почему одни виды живут гораздо дольше других. Сравниваем долгоживущие виды, условия их жизни и эволюцию механизмов старения.
Кто сколько живёт и почему
Продолжительность жизни у животных различается от нескольких часов до пяти веков. Виды, которые редко гибнут от хищников и несчастных случаев, в ходе эволюции обычно получают более долговечное тело.
Подёнка
EphemeropteraОт нескольких часов до нескольких днейвзрослая стадия; личинка живёт в воде много месяцев
Взрослая подёнка не питается: ротовой аппарат у неё редуцирован или отсутствует. Она живёт за счёт запасов личинки и тратит их на размножение.
Домовая мышь
Mus musculus4 годарекорд в лаборатории
У мелкого животного на открытой местности много хищников. Отбор поддерживает раннее и быстрое размножение, а вложения в долгий ремонт тела окупаются слабо.
Голый землекоп
Heterocephalus glaber37 летрекорд в неволе
Живёт колониями под землёй, в укрытии от хищников. Риск смерти у него остаётся прежним даже в возрасте, в 25 раз превышающем срок половой зрелости.
Ночница Брандта
Myotis brandtii41 годокольцованный самец в дикой природе
Весит около 7 граммов. Полёт уводит её от большинства хищников, и отбор поддержал долговечное тело.
Галапагосская черепаха
Chelonoidis niger177 летрекорд в неволе
Панцирь защищает её от хищников. В исследовании 52 видов черепах примерно у трёх четвертей старение оказалось медленным или почти незаметным.
Гренландский кит
Balaena mysticetus211 летоценка возраста кита в дикой природе
Его клетки точнее, чем у других млекопитающих, восстанавливают разрывы ДНК и накапливают меньше мутаций.
Гренландская полярная акула
Somniosus microcephalusОколо 400 лет392 ± 120 лет, радиоуглеродная оценка для самой крупной самки
Растёт не больше чем на сантиметр в год и достигает половой зрелости примерно к 156 годам.
Исландская циприна
Arctica islandica507 летмоллюск Мин из Северной Атлантики
Признаки старения у неё почти незаметны, а белки отличаются необычной стабильностью.
Гидра
HydraСтарения не обнаруженопо расчёту, 5% лабораторных гидр оставались бы живы через 494-3 376 лет
Стволовые клетки постоянно делятся и обновляют её ткани. В лаборатории риск смерти у неё остаётся одинаковым в любом возрасте.
Срок жизни на логарифмической шкале от одного дня до тысячи летРекорд человека, 122 годаПредел возраста не обнаружен
Вопросы для межвидовых сравнений
Долгоживущие виды. Какие особенности восстановления тканей и защиты клеток отличают голых землекопов, летучих мышей и других долгоживущих животных от близких короткоживущих видов?
Естественный отбор и возраст. Как сроки размножения и внешние причины смерти меняют отбор признаков, проявляющихся в старости?
Эволюция старения. Какие наблюдения позволяют сравнить накопление поздно действующих мутаций, пользу признака в молодости с его вредом в старости и гипотезы адаптивного старения?
Причины различий в продолжительности жизни видов
Почему одни виды живут несколько лет, а другие десятилетия или столетия? Сравнительная биология помогает описать эти различия и найти признаки долгоживущих видов. Эволюционная биология исследует, как они возникли под действием отбора. Здесь сопоставляют объяснения, связанные с размножением, поддержанием организма, внешними опасностями и последствиями наследственных изменений в разном возрасте.
Что предстоит исследовать
Сравнивать родственные виды с учётом общего происхождения, среды обитания и возраста размножения.
Измерять пользу в молодости и неблагоприятные последствия в старости, связанные с одним и тем же генетическим или физиологическим изменением.
Проверять, как защита от внешних опасностей и сроки размножения влияют на естественный отбор признаков, связанных с долголетием.
Научные результаты
Кейган и соавторы сравнили накопление мутаций в клетках кишечных крипт у 16 видов млекопитающих. Крипты представляют собой углубления в слизистой оболочке кишечника. Чем больше была продолжительность жизни вида, тем ниже оказалась скорость накопления мутаций за год. Это наблюдение помогает проверять теории, связывающие поддержание целостности генома с долголетием.
Что остаётся выяснить
Причины связи между признаками разных видов требуют отдельной проверки. Эволюционная теория объясняет, как признак сформировался под действием отбора. Чтобы выбрать процесс, воздействие на который может принести лечебную пользу, нужно также установить его роль в работе организма и проверить последствия вмешательства.
Следующий шаг в исследовании
Сравнить работу одного механизма поддержания клеток или тканей у близких видов с разной продолжительностью жизни. Затем изменить его работу в эксперименте и проверить предсказанные последствия для молодых и старых организмов.
Предложения экспериментовМесто в общей стратегии
В презентации отдельно рассматриваются эволюционные причины старения, клеточные механизмы и клинические вмешательства. Такое разделение помогает понять, что объясняет каждый подход и как использовать эти объяснения при выборе эксперимента.
Презентация «Спектр борьбы со смертью»