483

Пингвины в неволе состарились быстрее диких собратьев

❋ 4.0

Биологи сравнили биологический возраст королевских пингвинов в дикой природе и в зоопарках. Оказалось, обильное питание и жизнь без физических нагрузок ускоряют износ ДНК птиц. При этом благодаря ветеринарам и безопасной среде обитатели вольеров живут в полтора раза дольше диких сородичей.

Кадр из документального фильма «встречи на краю света», реж В. Херцог, 2007
Кадр из документального фильма «встречи на краю света», реж В. Херцог, 2007

Малоподвижный образ жизни и избыток калорий заставляют людей стареть быстрее. Однако изучать этот механизм на животных в естественных условиях трудно из-за короткой жизни лабораторных мышей. Королевские пингвины (Aptenodytes patagonicus) стали удобной моделью. В природе эти птицы голодают по восемь недель во время размножения и проплывают до 1200 километров ради пищи. В зоопарках же они регулярно получают рыбу из рук человека и почти не двигаются.

Авторы исследования, опубликованного в журнале Nature Communications, взяли образцы периферической крови у 34 диких пингвинов с архипелага Крозе в Индийском океане и 30 птиц из зоопарков Цюриха и Тенерифе. Календарный возраст каждой особи исследователи знали точно благодаря системе многолетнего мониторинга колоний.

Затем биологи измерили метилирование ДНК — химические метки на геноме, которые меняются по мере того, как организм стареет. С помощью метода ферментативной конверсии (EM-seq) построили «эпигенетические часы» и рассчитали биологический возраст птиц. Дополнительно авторы научной работы сопоставили эти значения с кривыми выживаемости на основе записей международных зоопарков и результатов 25-летнего наблюдения за дикой популяцией пингвинов.

Данные показали расхождение между продолжительностью жизни и скоростью старения клеток. В зоопарках медианный срок жизни пингвинов достиг 20,7 года, тогда как в Антарктике птицы доживали в среднем до 13,5 года. Эпигенетические часы обитателей вольеров шли быстрее: клетки зоопарковых пингвинов оказались биологически старше клеток их диких ровесников на 2,6-6,5 года. Для вида, который способен прожить приблизительно 40 лет, этот разрыв весьма велик. Ученые проверили свою математическую модель на данных о людях и выяснили, что по масштабу такое ускорение старения сопоставимо с разницей между курящим и некурящим человеком.

Специфические метки на ДНК затронули 600 участков генома. В первую очередь изменилась работа генов, которые регулируют клеточный рост, реакцию на жирную пищу и циркадные ритмы (в частности, сигнальные пути PI3K/Akt и mTOR). Масса тела птиц в обеих группах существенно не различалась и составляла около 11,8-12 килограммов, поэтому исследователи отбросили патологическое клиническое ожирение как главную причину старения.

Стабильное питание без физических затрат перестроило метаболизм зоопарковых особей, заставив клетки постоянно работать в режиме роста в ущерб механизмам внутреннего восстановления и аутофагии. Дополнительно ученые зафиксировали сильные изменения в метилировании гена рецептора глюкокортикоидов (связан с уровнем стресса) и регуляторов циркадных ритмов (ген CRY1). В неволе пингвины живут при искусственном освещении без выраженной смены сезонов, что буквально ломает их биологические часы на уровне ДНК.

Эволюционное несоответствие между генетикой вида и комфортной средой обитания заставляет организм быстрее изнашиваться на клеточном уровне. Защита от хищников, стабильная еда и медицинская помощь достоверно продлевают животным жизнь, но платить за эту безопасность приходится сокращением периода биологической молодости.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl (Cmd) + Enter.
Максим Абдулаев
Автор пишет про зоологию, палеонтологию и другие науки о живом. Интересуется тем, как люди исследуют мир.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Дзен и в последнюю очередь на VK
Предстоящие мероприятия
22 сентября, 12:52
Марк Чернов

Американские исследователи впервые смогли напрямую увидеть «квантовый скачок» звука — скачкообразный переход фонона, минимальной единицы звуковой энергии, между энергетическими уровнями в реальном времени. Это наблюдение завершило столетнюю историю поисков, начатую еще на заре квантовой физики, и открыло дорогу к созданию устойчивых квантовых компьютеров и сверхчувствительных датчиков.

22 сентября, 15:41
Татьяна Зайцева

Инфекции, которые могут передаваться от матери к плоду, связаны с повышенным риском развития аутизма и умственной отсталости у ребенка. Таковы результаты крупнейшего исследования в этой области, основанного на данных, охватывающих почти четыре миллиона человек.

22 сентября, 17:02
Марк Чернов

Ученые выяснили, что умеренные различия между элементами электросетей, экосистем и других сложных структур превращают их в гораздо более надежные системы. Математический расчет помог доказать: идеальная однородность делает энергосистемы, биоценозы и транспортные сети уязвимыми для сбоев, тогда как контролируемый «беспорядок» повышает их устойчивость к внешним нагрузкам.

21 сентября, 09:24
Елизавета З.

Европейское космическое агентство опубликовало снимок галактики NGC 4698, расположенной в созвездии Дева. Хотя на фотографии, сделанной телескопом «Хаббл», галактика кажется безмятежной, она хранит удивительную тайну: находящиеся в центре звезды и газ вращаются под прямым углом по отношению к остальной части диска.

21 сентября, 16:52
Редакция Naked Science

Всего 20-30 лет назад большинство женщин ходили на каблуках, а большинство мужчин — в обуви, подошва которой серьезно нагружала позвоночник и мышцы спины. Если задуматься, факт поразительный: 20 тысяч лет назад, в палеолите, таких проблем человечество вообще не испытывало. Как так получилось и что новые материалы делают, чтобы все эти сложности стали прошлым?

21 сентября, 16:53
Елизавета З.

«Яндекс» опубликовал в открытом доступе Alice AI Foundation LLM — претрейн-версию новой большой языковой модели, которую разработчики обучили полностью с нуля. Она хорошо справляется с рассуждениями и задачами по программированию, а качество ответов на русском языке опережает многие зарубежные аналоги. В первую очередь это касается задач на знание фактов, интересных русскоязычной аудитории. Модель обошла даже более крупные опенсорс-модели, при этом для ее интерфейса не нужны большие вычислительные мощности. Свободная лицензия Apache 2.0. позволяет задействовать ее как в исследовательских, так и в коммерческих проектах.

9 сентября, 22:44
Александр Березин

Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?

28 августа, 15:43
Татьяна Зайцева

Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.

29 августа, 16:51
Александр Березин

Госдолг США достиг 40 триллионов долларов и растет все быстрее и быстрее. На Западе переполох: при таких размерах его не выплатить. Следовательно, полагают многие, надо решить проблему как древние шумеры — долг обнулить и начать занимать заново. Рецепт кажется здравым, но есть нюансы. Причем поучительнее всего они даже не для Штатов, а, как ни странно, именно для России.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий