Когда речь заходит о долголетии, ученые давно подозревают, что чешуйчатые и склизкие позвоночные имеют преимущество. Галапагосские черепахи, восточные черепахи, обитающие в пещерах саламандры, известные как ольмы, и ряд других рептилий и амфибий могут жить более ста лет. А самое старое из известных сухопутных животных, сейшельская гигантская черепаха по имени Джонатан, недавно отметила свой 190-й день рождения.
Однако до сих пор большинство доказательств долгой жизни этих животных были получены из анекдотических сообщений из зоопарков, говорит Бет Рейнке, биолог из Северо-восточного университета Иллинойса в Чикаго. Она и группа из более чем 100 исследователей со всего мира сравнили темпы старения 77 видов рептилий и амфибий в дикой природе. Изначально исследование выросло из давнего представления о том, что черепахи могут жить очень долго. "Мы хотели узнать, насколько это распространено, - говорит Рейнке.
Исследователи обнаружили, что хотя старение и продолжительность жизни сильно варьируются от одного вида к другому, черепахи, крокодилы и саламандры в целом стареют очень медленно и имеют непропорционально большую продолжительность жизни для своих размеров. Между тем, другая группа исследователей из Дании пришла к аналогичным выводам, сравнив 52 вида черепах и черепах, живущих в зоопарках и аквариумах: примерно 75 процентов рептилий показали медленное или незначительное старение, а 80 процентов старели медленнее, чем современные люди.
Обе группы сообщили о своих результатах 23 июня в журнале Science. Новые результаты не особенно удивительны, но они ставят под сомнение идею о том, что старение - постепенное снижение функций организма, которое увеличивает риск смертности после достижения организмом половой зрелости - является универсальным, говорит Роб Сальгеро-Гомес, эколог из Оксфордского университета, не принимавший участия в исследовании.
"Оба эти исследования превосходны", - говорит он. "Они добавляют новый слой... в наше понимание старения по всему древу жизни".
Туатара (Sphenodon punctatus). Сара ЛамарДля своего анализа Рейнке и ее коллеги использовали результаты многолетних исследований широкого спектра животных, включая черепах, лягушек, саламандр, крокодилов, змей, ящериц и ящероподобных туатар. Эти исследования отслеживали популяции рептилий и амфибий в среднем в течение 17 лет и охватывали более 190 000 особей.
Чтобы определить, насколько быстро стареет вид, Рейнке и ее команда подсчитали, с какой скоростью умирали его отдельные представители после достижения половой зрелости. Группа оценила продолжительность жизни по количеству лет, которые потребовались 95 процентам взрослых животных, чтобы умереть.
Одна из оговорок в этих оценках, отмечает Рейнке, заключается в том, что исследователи не проводили различий между разными причинами смерти. Когда люди слышат "старение", они склонны думать только о физиологии", - говорит она. "Наша мера старения включает не только физиологию, но и все то, что может 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 эндотермическими, то есть они способны регулировать температуру своего тела. Рейнке и ее команда ожидали, что холоднокровные, или эктотермические, рептилии и амфибии в целом будут стареть медленнее, чем птицы и млекопитающие, поскольку их медленный метаболизм приводит к меньшему физиологическому износу организма. Однако результаты исследования оказались неоднозначными. Если некоторые рептилии и амфибии старели медленнее, чем большинство птиц и млекопитающих, то другие старели быстрее. Продолжительность жизни рептилий и амфибий варьировалась от 1 до 137 лет - гораздо более широкий диапазон, чем от 4 до 84 лет у приматов.
Однако виды с незначительным старением появились в семейном древе рептилий и амфибий, а черепахи как группа были "уникальными медленными старейшинами", - говорит она.
Виды, имеющие защитный панцирь, чешуйчатую броню или яд, старели медленнее и жили дольше. Как среди рептилий, так и среди амфибий, виды, которые начинали размножаться позже, жили дольше. Команда также заметила, что рептилии, жившие при теплых температурах, старели быстрее, а амфибии в аналогичных условиях старели медленнее.
Необходимы дополнительные исследования, чтобы выяснить, как эти и другие переменные определяют различия в старении и продолжительности жизни. "Есть много действительно интересных закономерностей, которые мы выявили, и которые необходимо изучать дальше", - говорит Рейнке. "Я думаю, что эктотермы могут дать ответы на многое из того, что мы хотим знать о старении для здоровья человека".
В стремлении продлить жизнь человека саламандры могут стать особенно перспективной группой, на которую стоит обратить внимание. "Многие из них могут жить 10 лет и более, что для их размера очень много", - говорит Рейнке. Эти земноводные известны своей способностью отращивать утраченные конечности и хвосты, что наводит некоторых ученых на мысль, что между этими способностями к регенерации и впечатляющим долголетием саламандр может быть связь.
Саламандра плато Джолливилль (Eurycea tonkawae), находящийся под угрозой исчезновения вид, эндемичный для северо-западной части столичного региона Остин. Эти саламандры являются неотеническими, сохраняя личиночные характеристики (например, жабры) до взрослого возраста, и приспособлены к обитанию в пещерах, родниках и родниковых ручьях карбонатных вод водоносного горизонта Эдвардс. Натан Ф. БендикВо второй новой работе команда из Дании сосредоточила внимание на старении рептилий в неволе.
"Все эти теории старения утверждают, что... риск смертности будет увеличиваться с возрастом после наступления половой зрелости, когда мы перестаем тратить так много энергии на восстановление повреждений клеток и тканей и тратим больше энергии на воспроизводство", - говорит Рита да Сильва, биолог из Университета Южной Дании в Оденсе и соавтор результатов исследования.
Лучшими кандидатами на роль вида, который может избежать пагубного влияния старости, являются те виды, которые продолжают расти всю жизнь, например, черепахи и черепахи.
"Нас в основном интересовало, увеличивается ли у них риск смертности с возрастом, как это происходит, например, у людей, других млекопитающих и птиц", - говорит да Сильва. Она и ее коллеги проанализировали записи о черепах и черепахах, содержащихся в неволе, причем данные по каждому виду варьировались от 58 до нескольких тысяч особей.
У большинства видов смертность с возрастом либо оставалась неизменной, либо снижалась. В среднем самцы черепах и черепах жили дольше самок, что противоположно тому, что наблюдается у млекопитающих. Для трех видов группа также изучила данные по диким популяциям и обнаружила, что у животных, содержащихся в неволе, темпы старения были ниже.
"Каким-то образом эти популяции нашли способ снизить темпы старения при благоприятных условиях", - говорит да Сильва. В неволе рептилиям не нужно тратить энергию на поиск пищи или укрытия. Но неясно, почему только некоторые рептилии реагируют на это изобилие, сводя к минимуму или избегая старения. "Для некоторых других видов либо условия не идеальны, либо они действительно не могут отключить старение", - предполагает да Сильва.
Хотя большинство изученных видов черепах и черепашек старели медленнее, чем люди, еще слишком рано говорить о том, какие последствия могут иметь полученные результаты для попыток понять здоровье и старение человека.
"Нам нужно быть осторожными при проведении таких сравнений", - говорит да Сильва. "Мы не можем провести четкую связь между этим и человеком, [но] я могу сказать, что мы стали на шаг ближе к пониманию механизмов старения".
По словам Сальгеро-Гомеса, эти две новые работы показывают, как много еще предстоит узнать о старении и о том, как оно различается у людей и других животных, растений и более отдаленно родственных организмов.
"Этот вид исследований имеет истинную ценность не только с точки зрения потенциального применения в биомедицинских исследованиях, но и для более глубокого понимания нашего места на древе жизни, а также для осознания того, что не все следует человеческому образу жизни", - говорит он.