Двести, четыреста или даже пятьсот лет? Это невероятно, но в животном мире такая долговечность возможна. Сможет ли это произойти когда нибудь с человеком?
Чтобы встретить это существо, вам придется погрузиться в ледяные воды Арктики. Там, на глубине, есть огромное, темное животное, перед которым разбегаются мелкие рыбки. Оно длиной пять метров, продолговатое тело и огромный, ощетинившийся рот. Это полярная акула, также известная как Гренландская акула, одна из крупнейших рыб в Северной Атлантике. Если однако его огромные размеры не впечатляют, то его возраст вас сильно удивит. Как показали ученые из Копенгагенского университета, эта акула может жить до 500 лет!
Таким образом, она взяла на себя инициативу в рейтинге самых длинных живых позвоночных на нашей планете. Однако она не является рекордсменом среди всех существ, населяющих Землю. Самые старые живые животные считаются кораллами, колонии которых насчитывают несколько тысяч лет. Второе место занимает небольшая исландская киприна, которая проживает до 500 лет. Но в природе есть и гораздо ближе к нам, эволюционные позвоночные, которые живут сотни лет. Их долговечность завораживает ученых. Не только как естественное любопытство, но и как ключ к долголетию нашего вида.
В поисках акул долгожителей
Было нелегко определить, сколько лет живут полярные акулы. Прежде всего потому, что они являются редкими животными сегодня. - В водах Северной Атлантики было много гренландских акул, - говорит проф. Джон Стеффенсен из Университета Копенгагена в интервью. Однако до Второй мировой войны они были истощены из-за чрезвычайно ценного масла из печени. - Рыбаки тогда убивали около 30 000 акул в год и особенно больших и старых особей, - говорит проф. Стеффенсен. Вот тогда и распространилась легенда о долговечности этих животных среди рыбаков.
Профессор Стеффенсен решил, что в легендах может быть много правды, и он решил проверить это. Обычно возраст животных определяется путем изучения степени кальцификации их костей. Однако в случае акул этот метод не может быть использован, потому что их скелет полностью состоит из хряща. Первоначально проф. Стеффенсен надеялся прочитать возраст акул из самых твердых фрагментов кости позвоночника животного, но оказалось, что у них также не было кальцификаций, поэтому они не подходят для исследований.
Ему пришлось прибегнуть к другим методам. профессор Стеффенсен со своим коллегой, д-р. Юлией Нильсен, придумали идею анализа возраста акул, исследуя ядро их глазных яблок. Они формируются с первых дней в жизни плода и, следовательно, имеют ровно такой же возраст, что и акула. профессор Стеффенсен определил возраст акулы, используя классические методы с помощью изотопов углерода, но также отметил присутствие в глазных яблоках радиоактивного материала, появившегося после испытательных взрывов водородных бомб в 1950-х годах. Исследование проводилось на 28 акулах, случайно пойманных рыбаками. Исследователи обнаружили, что самому старому животному в этой группе было по крайней мере 272 года. - Однако эта акула, несомненно можно сделать вывод, что они могут прожить до 500 лет, если вмешательство человека в их среду обитания будет минимальным - объясняет проф. Steffensen.
По каким причинам они умирают? Это неизвестно по сей день. - У этих животных нет естественных врагов в их среде - говорит проф. Стеффенсен. - Конечно, многие акулы все еще уничтожаются людьми, запутываются в сети или пойманы незаконно, - утверждает ученый. Конечно, это не означает, что они не умирают от старости. - Они подвержены процессам старения, хотя и очень медленно, потому что, как мы установили, они достигают половой зрелости только в возрасте 150 лет, - говорит проф. Стеффенсен.
Холодный, холодный
Во всей этой истории наиболее увлекательным является поиск ответа на вопрос, что позволяет акулам так долго жить. – На мой взгляд, на это влияют два фактора – большой рост и жизнь в холоде. У крупных животных обмен веществ, как правило, медленнее, чем у мелких, что старение происходит медленнее, – объясняет профессор. Стеффенсен. Медленный метаболизм означает, меньший расход кислорода. А кислород необходим для жизни, но, одновременно, ускоряет процесс старения клеток. В результате сгорания кислорода в клетке возникают свободные радикалы кислорода, которые являются основным фактором повреждения ДНК и поворотным рычагом для отмирания клеток.
Однако не только размер тела акул отвечает за их медленный метаболизм. - В зеленой акуле метаболизм также ингибирует очень низкую температуру тела, - говорит проф. Стеффенсен. Акулы - хладнокровная рыба, поэтому температура их тела существенно не отличается от температуры окружающей среды. - всего на несколько градусов выше нуля, что снижает потребление кислорода почти до нуля. Известно, что каждое снижение температуры тела на 10 градусов снижает потребление кислорода наполовину - объясняет проф. Стеффенсен. Эта закономерность применяется не только к хладнокровной рыбе, но и к теплокровным млекопитающим. Как показали исследователи из Исследовательского института Scripps в Калифорнии, снижение температуры тела у мышей всего на половину градуса привело к среднему продлению жизни на 20 процентов. у самок и на 12 процентов у самцов.
Некоторые животные способны понижать температуру тела и, таким образом, полностью замедляют метаболизм, вводя себя в спячку или зимний сон. В этом состоянии спрос на кислород резко уменьшается, поскольку количество вдохов падает даже до одного часа. Ученые неоднократно отмечали, что виды, попадающие в зимний сон, живут дольше, чем их родственники, у которых нет таких привычек. Эта закономерность наблюдалась и у мадагаскарских карликовых лемуров, единственных приматов, которые могут входить в спячку.
Казалось бы, лемуры, живущие в теплом климате, не должны впадать в зимний сон. Однако они спят из-за засухи, когда в течение нескольких месяцев даже капля дождя не падает, а листья на деревьях увядают. Лемуры затем находят пустоты, которые хорошо изолированы от окружающей среды и засыпают там. Во время этого сна их температура тела падает на 20 градусов ниже температуры окружающей среды. Это гарантирует, что лемуры не только выживают в трудные времена, но и в три раза дольше живут по сравнению с другими животными подобного размера, доказали ученые из Университета Дьюка в Северной Каролине.
Не только зимний сон замедляет дыхание и частоту сердечных сокращений, но и короткий сон, называемый оцепенением, в течение которого температура тела также уменьшается, а метаболизм замедляется. Маки впадают в такой сон, животные похожи на крыс. Они живут около пяти лет, в два раза дольше других грызунов, подобных им. Команда доктора Сильвина Жиру из Исследовательского института охраны дикой природы в Вене доказала, что их дремота влияет на состояние теломер (это концевые участки хромосом, которые выполняют защитную функцию. ), крошечные концы хромосом, которые легко разрушаются и сокращаются с возрастом. Чем больше теломеры, тем медленнее старение. В периоды нормальной активности и нормального метаболизма теломеры в сонных клетках сокращаются быстрее, чем зимой.
Продолжительность жизни также обеспечивает животных с исключительной устойчивостью к болезням. Например, австралийские летучие мыши, живут не менее 40 лет. По словам доктора. Крис Каульд из Австралийской лаборатории здоровья эти животные постоянно летают. - и эта деятельность, которая потребляет огромное количество энергии, и таким образом, создает много токсичных продуктов обмена веществ, - объясняет доктор Коулинг на научном веб-сайте «Живая наука». Летучие мыши постоянно имеют дело с этими токсинами, что привело к созданию чрезвычайно эффективной иммунной системы. - Мы давно заметили, что эти животные обладают большой устойчивостью к патогенным микроорганизмам. Они являются естественными носителями самых смертоносных вирусов, например, SARS или Ebola, но от них они не умирают, - говорит д-р Каульд. По его мнению, эта чрезвычайно эффективная иммунная система также предотвращает другие заболевания, например рак.
Ученые уже определили у летучих мышей гены, которые отвечают за уникальную эффективность иммунной системы, например гена p53, который кодирует белки, которые убивают опасные вирусы. Доктор Коулед надеется, что в будущем мы сможем подражать действию этих генов у людей, освободив нас от многих смертельных болезней.
Чрезвычайно устойчивым к болезням является еще одно долгоживущее животное - Голый землекоп, пожизненный рекордсмен среди грызунов. Он может прожить до 30 лет. В основном потому, что он почти полностью свободен от опухолей. В поисках ключа к его исключительной устойчивости, в 2011 году ученые из Рочестерского университета расшифровали его геном и показали, что у него есть ген, который отвечает за обнаружение раковых клеток (у таких людей также есть похожий ген, но он не так хорошо работает с нами).
Голый землекоп также имеет чрезвычайно активный ген HAS2, который отвечает за синтез гиалуроновой кислоты, одного из основных факторов, препятствующих раку. Это вещество также образуется в организме человека. Исследователи подозревают, что большие молекулы гиалуроновой кислоты используются для передачи сигналов о неестественном росте клетки, которая имеет место в процессе образования опухоли. Благодаря этому организм быстрее предупреждается о болезни и может начать защищаться.
Сколько лет мы могли бы получить, если бы эти бесценные гены были в нашей ДНК? Исследователи подсчитали, что если эти гены будут иметься в том же количестве как и у этих животных, то человек жил бы примерно до 600 лет. Итак, когда же мы начнем праздновать свой 600-летний юбилей?