Зоологи не нашли различий в средней скорости старения холоднокровных и теплокровных тетрапод

Обыкновенная мускусная черепаха (Sternotherus odoratus) с шапочкой из водорослей

Francis L. Rose

Принято считать, что холоднокровные животные в среднем стареют медленнее теплокровных. Однако анализ старения и продолжительность жизни 77 видов амфибий и рептилий показал, что это не так. Исследователи выяснили, что одни их виды стареют медленнее и живут дольше, чем птицы и млекопитающие, а другие — наоборот. При этом рекордсменами по долголетию оказались черепахи и гаттерии. Как утверждается в статье для журнала Science, черепахи стареют пренебрежимо медленно. Возможно, все дело в их панцире, который обеспечивает защиту от хищников и помогает дожить до преклонного возраста.

Среди холоднокровных — точнее, пойкилотермных — животных немало долгожителей. Например, галапагосские черепахи (видовой комплекс Chelonoidis niger) в среднем живут по сто лет, а гренландским полярным акулам (Somniosus microcephalus) и вовсе принадлежит рекорд долголетия среди позвоночных — средняя продолжительность их жизни составляет 272 года. При этом некоторые рыбы, саламандры и черепахи стареют пренебрежимо медленно (пренебрежимым старением  называют темп старения, который трудно статистически отличить от нуля, а также нулевую корреляцию между возрастом и вероятностью смерти).

Предполагается, что высокая продолжительность жизни пойкилотермных животных связана с их относительно медленным метаболизмом, скорость которого дополнительно снижается в прохладном климате. Кроме того, они растут всю жизнь, а значит, естественный отбор должен был отсеять из их генома большинство вредных мутаций, проявляющихся в позднем возрасте. Дополнительным фактором, обеспечивающим пойкилотермным животным долгую жизнь, могут быть различные защитные приспособления, такие как панцирь черепах, остеодермы крокодилов или яд змей и саламандр.

Команда зоологов под руководством Бет Рейнке (Beth A. Reinke) из Северо-восточного университета Иллинойса решила проверить эти предположения. Для этого они проанализировали литературные сведения о том, как долго живут представители 107 диких популяций рептилий и амфибий, относящихся к 77 видам. Эта информация была собрана путем мечения и повторного отлова животных, а исследования длились от четырех до шестидесяти лет. Для каждой популяции Рейнке с соавторами рассчитали скорость старения (производную от кривой смертности) и продолжительность жизни (то есть число лет, по прошествии которых в выборке умирает 95 процентов взрослых особей).

Исследователи обнаружили, что в каждом попавшем в выборку отряде амфибий и рептилий есть хотя бы один вид с пренебрежимым старением. В данном случае это означает, что с возрастом у таких видов не увеличивается смертность и не снижается плодовитость (авторы ориентируются на два из трех критериев Финча; для сравнения, создатели базы данных Anage также учитывают ряд физиологических показателей организма). Скорость старения черепах оказалась самой медленной — в среднем 0,04. При этом у 14 видов этих рептилий, включенных в анализ, скорости старения оказались близкими, от −0,01 до 0,23. Гаттерии стареют так же медленно, как черепахи (скорость старения у них составила 0,005). У крокодилов и саламандр этот процесс идет быстрее (0,14 и 0,18 соответственно), скорость старения чешуйчатых рептилий, таких как ящерицы и змеи, составляет 0,55, а бесхвостых амфибий — 0,41.

Средняя продолжительность жизни черепах составила 39 лет, а гаттерий — 137 лет. У других рептилий и амфибий эти показатели оказались намного скромнее: 21 год у крокодилов, 12 лет у чешуйчатых рептилий, десять лет у саламандр и восемь лет у лягушек.

Вопреки традиционным представлениям, авторы не обнаружили подтверждений, что пойкилотермные тетраподы в среднем стареют медленнее и живут дольше, чем гомойотермные (теплокровные). Вместо этого оказалось, что одни виды амфибий и рептилий стареют медленнее и живут дольше по сравнению со средними значениями для птиц и млекопитающих, а другие — наоборот, стареют быстрее и живут меньше. И среди пойкилотермных, и среди гомойотермных животных была выявлена отрицательная корреляция между скоростью старения и продолжительностью жизни. 

Рейнке и ее коллеги также обнаружили, что скорость старения холоднокровных животных зависит от температуры. Рептилии при высоких температурах стареют быстрее, а амфибии — медленнее. Кроме того, выяснилось, что амфибии и рептилии, защищенные панцирем, остеодермами или ядом, стареют медленнее. Интересно, что виды с панцирем или остеодермами живут дольше видов, обладающих ядом или лишенных защитных приспособлений.

На последнем этапе авторы подтвердили существование связи между возрастом половой зрелости и плодовитостью с одной стороны и скоростью старения и продолжительностью жизни — с другой. Оказалось, что чем раньше амфибии и рептилии начинают размножаться и чем больше потомства приносят, тем быстрее они стареют. Ранее похожие закономерности были выявлены у птиц и млекопитающих. При этом скорость старения амфибий больше влияет плодовитость, а для рептилий более важным оказался возраст начала размножения. Кроме того, более чем позднее амфибии и рептилии начинают размножаться, тем выше их продолжительность жизни.

Таким образом, важнейшими факторами, влияющими на скорость старения и продолжительность жизни пойкилотермных тетрапод, являются температура окружающей среды, наличие защитных приспособлений, возраст начала размножения и плодовитость. А удивительное долголетие черепах, судя по всему, связано с тем, что они обладают панцирем, который обеспечивает им защиту от хищников.

Ранее мы рассказывали о том, как спячка продляет жизнь желтобрюхим суркам (Marmota flaviventer). К такому выводу пришли ученые, которые изучили образцы крови, взятые у нескольких десятков сурков в разное время года. Оказалось, что их эпигенетический возраст меняется неравномерно — а спячка если не помогает уменьшить его, то по крайней мере не дает ему расти.

Сергей Коленов