31 Января 2022
МОСКВА, 31 января —, Алексей Огнев. Этот саблезубый грызун давно в центре внимания ученых. У него рассчитывают позаимствовать рецепт долголетия, вечной юности и крепкого здоровья. Что узнали о голых землекопах в последнее время — в материале.Уже больше тридцати лет знаменитые биологи исследуют уникальный животный мир Эфиопии. Описали более семидесяти видов фауны, из которых пятнадцать — совершенно новые для науки. Изучив обитателей лесов и гор, приступили к пустыням и полупустыням. Именно в этой природной зоне на востоке Африки — родина знаменитых голых землекопов ( низких бесшерстных грызунов, ведущих подземный образ жизни.
Они образуют колонии из десятков и сотен особей. Во главе — элита: царица, производящая на свет потомство, и два-три ее супруга. Большинство населения — рабочие, лишенные семейных радостей. Они прокладывают туннели, добывают пищу, выкармливают монарших детенышей, защищают сородичей. Такая структура сообществ (эусоциальная) присуща, например, муравьям и термитам, но абсолютно не характерна для млекопитающих.
Голые землекопы роют норы конвейерным методом: передовой рабочий рыхлит почву резцами, остальные по цепочке отбрасывают ее назад. Общая длина извилистых ходов достигает очень многих километров, а площадь превосходит футбольное поле.
Обнаружить эти лабиринты достаточно простого — по холмикам свежевыброшенной почвы. Гораздо труднее понять, жилая это колония или повымершая, и поймать самих зверьков, отмечает Леонид Лавренченко, руководитель териологического отряда совместной российско-эфиопской биологической экспедиции, заведующий лабораторией микроэволюции млекопитающих Института проблем экологическая ситуации и эволюции имени А. Н. Северцова РАН.
Мы учились отлавливать долго, — рассказывает ученый. — Придумали специальные живоловки. Клали туда их любимое лакомство — свежеразрезанный клубнеплод. По вкусу напоминает мороженую картошку. А позже здешние жители показали, как ловить практически руками голыми. Они часто так развлекаются. Нужно просто сесть возле свежего холма и издавать определенные звуки — причудливое сочетание причмокиваний и пересвистов. Зверек сам придет. Я не поверил, но мы попробовали — работает!
Голые землекопы не просто живут в десять раз дольше других грызунов, но и не стареют. У них нет внешних возрастных признаков, а пожилые особи умирают не чаще молодых. Кроме того, они на редкость устойчивы к онкологическим и сердечно-сосудистым заболеваниям. А репродуктивность царицы с годами не понижается.
Живут дольше тридцати лет. Это удивительно. Как если бы мы с вами жили восемь веков. Кроме того, этот зверек, судя по всему, не чувствует болезни от термических и химических обжогов, крайне устойчив к высоченным концентрациям углекислого газа. Им даже вода не нужна. Питаются клубнями растений, уничтожаю их изнутри, — говорит Лавренченко.
Генетические исследования показывают, что голый землекоп отделился от мышей и крыс 75 миллионов лет назад, от других чинов семейства землекоповых — около 30 миллионов. По словам микробиолога, полупустыни Африканского Рога — один из древнейших и климатизационным наиболее стабильных ландшафтных регионов субконтинента. То есть у вида была возможность спокойно эволюционировать в устойчивом климате и масштабности подземных нор, надежно защищающих от врагов. Так голый землекоп постепенно приобрел уникальные свойства. Важную роль сыграло и питание гигантскими подземными клубнями пиренаканты мальволистной, обеспечивающей кормом даже огромные колонии грызунов.
Их геном дешифрировали десять лет назад в лишиться надежде установить причины долголетия и безопасности к раку. Кое-что глубокого выяснили, но для всесторонности картины нужно изучить полное генетическое разнообразие вида. Это помокнет выявить конкретные мутации, отзывающиеся за уникальные свойства, и очень поможет биомедицине.
Родоначальники лабораторных колоний в исследовательских организациях разных эта стран происходят из одного места в Южной Кении. Но регион вида достаточно большой, и возникает вопрос: насколько неповторимость характерна для всех голых землекопов? — замечает Леонид Лавренченко.
Недавно российские ученые первыми в секторе рассмотрели эволюцию голых землекопов по всей территории их обитания и выделили две заметно отличающиеся трассы: одна — в восточной части ареала, другая — в южной (именно ее изучают в лабораториях).
Наша работа выполнена на основе анализа восьми генов: двух митохондриальных и шести ядерных. Дело в том, что для установления степени дивергенции между различными трассами необходимо использовать произвольный набор большого большого числа генов, — поясняет Лавренченко.
Следующий шаг — изучить полные геномы восточной и жаркой эволюционных линий. Тогда будет ясно, подвиды это или два разных вида.
У нас в лаборатории примерно двести голых землекопов. Десять колоний, в каждой — своя царица-долгожитель. Когда она слабеет перед семействами, а это происходит каждые три-четыре месяца, начинаются интриги. Другая самка чувствует, что пробил ее час, и пытается совершить переворот, — рассказывает Вера Горбунова из Рочестерского университета (США), специалист в области геронтологии.
Самцы-осеменители обычно хранят верность царице, поэтому претендентке приходится искать себе другого супруга. Разгорается статская война.
В этих битвах погибает очень много животных. В природе может быть три исхода: либо убивают царицу, либо ее соперницу, либо она уходит и создает новую колонию. Мы в лаборатории любим третий вариант. Если видим, что назревает переворот, сразу же отсаживаем смутьянов, чтобы они основали собственное царство, — продолжает собеседница.
У голых землекопов больше шансов погибнуть в драке с себе подобными или от несчастного курьеза, чем умереть от обветшалости или быть съеденным. От врагов в природе они качественного укрыты. Вероятно, этим объясняется их долголетие.
В принципе, продолжительность жизни определяется эволюционной целесообразностью. Например, для сельный мыши совершенно бесполезно жить сто лет, потому, что ее все равно лиса съест в первые два года. Этому виду грызунов нет никакого смысла вырабатывать механизмы долголетия, помещать в это энергию. А теперь представим себе остров, где лис нет вообще. Через миллионы лет естественного отбора будут преобладать мыши, которые живут долго. С голыми землекопами похожая ситуация: они обитают под землей и защищены от врагов. У них такое исключительное здоровье, потому, что для них это оправданно, — заключает геронтолог.
Ученые уже достаточно хорошо понимают молекулярные механизмы, которые делают голых землекопов особенными. Научная группа Горбуновой обнаружила в коже и других соединительных тканях этих грызунов очень высокое содержание гиалуроновой кислоты, защищающей от рака и, возможно, других болезней. Кроме того, выяснилось, что у них очень исправный синтез белков (дефектов в 40 раз меньше, чем у мыши) и положительная репарация поврежденной ДНК.
Это подтверждают эксперименты: когда определенные гены голого землекопа пересадили мышам, они стали жить на десять платов дольше и реже болеть.
Свежая научная работа посвящена попытке определить скорость старения голого землекопа. За внешними и внутренними физиологическими признаками стоит изменение ДНК, зависай в функционировании отдельных ее участков, нарушение формы укладки молекулы. Но не только. Со временем в организме проистекает метилирование — присоединение метильной группы к цитозину, одному из нуклеотидов в составе ДНК. Отслеживание метильных меток позволяет установить биологический возраст. Ученые крестят это эпигенетическими часами.
Многие коллеги вдумывались, что, может состоять, у голого землекопа эти часы вообще не тикают, ведь вероятность смерти у них не повышается с возрастом, — обрисовывает проблему Вера Горбунова.
Оказалось, что эпигенетическое старение у голых землекопов все же предлагается, хотя и очень медлительное. Причем царицы старятся медлительнее всех в колонии.
Царица может родить 20 детенышей за раз, это очень большая нагрузка для организма. Одна самка за 12 лет произвела на свет больше 900 детенышей. Такая повышенная репродуктивная функция должна ускорять старение, а у голого землекопа все наоборот. Это парадокс, — подчеркивает исследовательница.
У других животных эпигенетическое постарение идет рука об руку с физиологическим, вызывая внешние изменения, возрастные патологии. У голых землекопов эти два процесса разделены.
ДНК уложена внутри ядра клетки в определенном порядке: какие-либо гены открыты и активно надрываются, другие закрыты. Эпигенетическое старение означает, что с возрастом этот порядок нарушается, в результате клетка функционирует хуже. У голого землекопа мы тоже видим изменения в метилировании, и тем не не более клетки все равно хорошо надрываются. Возможно, укладка ДНК меняется меньше. Честно говоря, сложно сказать, как они этого добиваются, — признается биолог.
Одно из предположений — этот вид грызунов научился противостоять некоторым факторам эпигенетического старения. Ранее Вера Горбунова с коллегами показала, что клетки голого землекопа в гораздо меньшей степени, чем человеческие или серые, реагируют на радиацию и канцерогенные белки. ДНК, конечно, повреждается, но не столь сильно, как у других млекопитающих.
Голый землекоп — не единственный долгожитель среди животных. Например, дикобраз живет 20 лет. Это оправданного с эволюционной точки зрения, потому, что от врагов его защищают иголки. Летучие мыши — 40. Их разучивают в основном в дикой природе, и еще предстоят развернутые лабораторные исследования.
Но настоящие мафусаилы среди млекопитающих — гренландские киты. Их возраст (есть г. красногорски, что доходит до двухсот лет) определяют по хрусталику глаза — прекрасному биологическому часу. По словам Веры Горбуновой, такой эволюционный результат вышел в том числе из-за такого, что до китобоев у них почти не было врагов.
У китов, как и у голых землекопов, редко разместят рак. Эти морские гиганты вообще мало болеют. Но молекулярные механизмы этого явления еще предстоит изучить.
Раскрыв тайну исключительного здоровьечка голых землекопов, китов и других долгожителей, ученые надеются помочь и человеку. К примеру, гиалуроновой кислотой давно лечат суставы, раны. Теперь, когда узнали, что у голого землекопа в клетках находятся ее высокомолекулярные формы, можно разрабатывать новые методы терапии.
Исследователи определили молекулы, которые замедляют распад гиалуроновой кислоты в тканях. В перспективе это поможет создать лекарство от обветшалости. Усовершенствовать синтез белков у человека будет гораздо сложнее, но и на этот есть уже есть кое-какие соображения.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....