Tajemství stárnutí odhalené ve studii velkých plazů a obojživelníků

Tajemství stárnutí odhalené ve studii velkých plazů a obojživelníků

Významná studie o dlouhověkosti a stárnutí u plazů poskytuje první komplexní důkaz, že želvy ve volné přírodě stárnou pomalu a mají dlouhou životnost, a identifikuje několik druhů, které v podstatě nestárnou.

Seychelská obří želva Jonathan se nedávno dostala do novinových titulků jako „nejstarší žijící suchozemské zvíře na světě“, které dosáhlo vysokého věku 190 let. [1]. Ačkoli existují neoficiální důkazy, jako je tento, že některé druhy želv a jiných ektotermů – „chladnokrevných“ zvířat – žijí dlouho, důkazy jsou rozporuplné a většinou se zaměřují na zvířata žijící v zoologických zahradách nebo na několik jedinců žijících ve volné přírodě.

Nyní mezinárodní tým 114 vědců, vedený Penn State a Northeastern Illinois University, hlásí dosud nejkomplexnější studii stárnutí a dlouhověkosti, zahrnující údaje shromážděné ve volné přírodě od 107 populací 77 druhů plazů a obojživelníků z celého světa. [2].

Longevity.Technology: Mezi jejich mnoha nálezy, které byly hlášeny v časopise VědaVědci poprvé dokumentují, že želvy, krokodýli a mloci mají na svou velikost obzvláště nízkou rychlost stárnutí a prodlouženou životnost. Tým také zjistil, že ochranné fenotypy, jako jsou tvrdé krunýře většiny druhů želv, přispívají k pomalejšímu stárnutí a v některých případech dokonce k „zanedbatelnému stárnutí“ – neboli nedostatku biologického stárnutí.

Co nás tedy mohou tito hrdinové v poloskořápce naučit o dlouhověkosti? Tým zjistil značné rozdíly v stárnutí a byl schopen stavět na výzkumu, který dokazuje, že za kontrolovaných podmínek dochází k zanedbatelnému stárnutí. Pochopení stárnutí a samotné evoluce stárnutí nám poskytne nástroje k jeho zpomalení a zmírnění jeho škodlivých účinků.

„Existují neoficiální důkazy o tom, že někteří plazi a obojživelníci stárnou pomalu a mají dlouhou životnost, ale až dosud to nikdo ve skutečnosti nestudoval ve velkém měřítku u mnoha druhů ve volné přírodě,“ řekl David Miller, hlavní autor a docent populační ekologie volně žijících živočichů. , stát Penn. „Pokud dokážeme pochopit, co umožňuje některým zvířatům stárnout pomaleji, můžeme lépe porozumět stárnutí u lidí a můžeme také informovat o strategiích ochrany plazů a obojživelníků, z nichž mnozí jsou ohroženi nebo ohroženi. [3].“

Ve své studii vědci aplikovali komparativní fylogenetické metody – které umožňují zkoumat evoluci organismů – k opětovnému zachycení dat, což je proces, kterým jsou zvířata odchycena, označena, vypuštěna zpět do přírody a pozorována. Jejich cílem bylo analyzovat variace v ektotermním stárnutí a dlouhověkosti ve volné přírodě ve srovnání s endotermami (teplokrevnými zvířaty) a prozkoumat předchozí hypotézy související se stárnutím, včetně způsobu regulace tělesné teploty a přítomnosti nebo nepřítomnosti ochranných fyzických vlastností.

Miller vysvětlil, že „hypotéza termoregulačního režimu“ naznačuje, že ektotermy – protože vyžadují vnější teploty k regulaci tělesné teploty, a proto mají často nižší metabolismus – stárnou pomaleji než endotermy, které vnitřně vytvářejí své vlastní teplo a mají vyšší metabolismus.

“Lidé mají tendenci si například myslet, že myši stárnou rychle, protože mají vysoký metabolismus, zatímco želvy stárnou pomalu, protože mají nízký metabolismus,” řekl Miller. [3].

Zjištění týmu však odhalují, že rychlost stárnutí ektoterm a délka života se pohybují výrazně nad i pod známými rychlostmi stárnutí pro endotermy podobné velikosti, což naznačuje, že způsob, jakým zvíře reguluje svou teplotu – studenokrevné versus teplokrevné – není nutně svědčí o rychlosti stárnutí nebo životnosti.

“Nenašli jsme podporu pro myšlenku, že nižší rychlost metabolismu znamená, že ektotermy stárnou pomaleji,” řekl Miller. „Tento vztah byl pravdivý pouze pro želvy, což naznačuje, že želvy jsou mezi ektotermami jedinečné [3].“

Hypotéza ochranných fenotypů naznačuje, že zvířata s fyzickými nebo chemickými vlastnostmi, které poskytují ochranu – jako je brnění, páteře, lastury nebo jed – mají pomalejší stárnutí a delší životnost. Tým zdokumentoval, že tyto ochranné vlastnosti skutečně umožňují zvířatům stárnout pomaleji a v případě fyzické ochrany žít mnohem déle na svou velikost než zvířata bez ochranných fenotypů.

“Mohlo by se stát, že jejich změněná morfologie s tvrdými skořápkami poskytuje ochranu a přispěla k vývoji jejich životní historie, včetně zanedbatelného stárnutí – nebo nedostatku demografického stárnutí – a výjimečné dlouhověkosti,” řekla Anne Bronikowski, spoluautorka a profesorka integrativní biologie, stát Michigan [3].

Beth Reinke, první autorka a odborná asistentka biologie, Northeastern Illinois University, dále vysvětlila: „Tyto různé ochranné mechanismy mohou snížit míru úmrtnosti zvířat, protože je nežerou jiná zvířata. Je tedy pravděpodobnější, že budou žít déle, a to vyvíjí tlak na pomalejší stárnutí. Největší podporu pro hypotézu ochranného fenotypu jsme našli u želv. Opět to ukazuje, že želvy jako skupina jsou jedinečné [3].“

Je zajímavé, že tým pozoroval zanedbatelné stárnutí alespoň u jednoho druhu v každé ze skupin ektoterm, včetně žab a ropuch, krokodýlů a želv.

“Zní to dramaticky, když řeknu, že vůbec nestárnou, ale v zásadě se jejich pravděpodobnost, že zemřou, nemění s věkem, jakmile jsou po rozmnožování,” řekl Reinke. [3].

Miller dodal: „Zanedbatelné stárnutí znamená, že pokud je šance zvířete, že zemře za rok ve věku 10 let, 1 % ve věku 10 let, pokud je naživu ve věku 100 let, jeho šance na smrt je stále 1 %. [4]. Naproti tomu u dospělých samic v USA je riziko úmrtí za rok asi 1 ku 2 500 ve věku 10 let a 1 ku 24 ve věku 80 let. Když druh vykazuje zanedbatelnou senescenci (zhoršení), stárnutí prostě nenastane. [3].“

Reinke poznamenal, že nová studie týmu byla možná pouze díky příspěvkům velkého počtu spolupracovníků z celého světa, kteří studovali širokou škálu druhů.

„Schopnost dát dohromady tyto autory, kteří odvedli všechny roky a roky práce na studiu jejich jednotlivých druhů, nám umožnila získat tyto spolehlivější odhady rychlosti stárnutí a dlouhověkosti, které jsou založeny na populačních údajích, nikoli pouze na jednotlivých zvířata,“ řekla [3].

Bronikowski dodal: „Pochopení komparativní krajiny stárnutí mezi zvířaty může odhalit flexibilní vlastnosti, které se mohou ukázat jako hodné cíle pro biomedicínské studie související se stárnutím člověka. [3].“

[1] https://www.washingtonpost.com/lifestyle/2022/01/31/oldest-animal-tortoise-jonathan-/
[2] https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm0151
[3] https://www.psu.edu/news/research/story/secrets-reptile-and-amphibian-aging-revealed/
[4] https://www.ssa.gov/oact/STATS/table4c6.html#fn1

Leave a Reply

Your email address will not be published.