Аннотация:
Ученые обнаружили, что бабочка, обитающая во влажных тропических лесах Центральной и Южной Америки, не только живет намного дольше, чем ее близкие родственники, но и, по-видимому, не страдает от обычного очевидного физического упадка с возрастом. Это открытие предполагает, что долголетие не обязательно означает просто «жить дольше», а что некоторые животные, возможно, также эволюционировали и стареют медленнее.
Объект исследования относится к роду Heliconius. В отличие от большинства бабочек, питание которых во взрослом возрасте в основном зависит от нектара, взрослые особи этого рода также активно собирают и переваривают пыльцу. Эта особая диета считается одной из причин их необычайно долгой жизни. Некоторые бабочки Heliconius живут около года, тогда как обычные бабочки живут всего несколько недель.
Однако серия экспериментов, проведенных исследователями из Бристольского университета и Смитсоновского института тропических исследований в Великобритании, показала, что пыльца не может полностью объяснить этот феномен долголетия. Исследователи сравнили питающегося пыльцой Heliconius hecale с его не питающимся пыльцой короткоживущим родственником Dryas iulia и искусственно удалили пыльцу из рациона первого. Установлено, что даже без пыльцы H. hecale выживал дольше, чем D. iulia.
Это означает, что дополнительные питательные вещества, содержащиеся в пыльце, действительно могут помочь продлить продолжительность жизни, но долголетие Heliconius также зависит от физических и генетических характеристик, которые эволюционировали, а не зависит только от специальной диеты.
Что еще более удивительно, так это то, что разница между двумя бабочками отражается не только в продолжительности их жизни, но и в скорости старения. Исследователи обнаружили, что H. hecale способна сохранять массу тела в течение более длительного периода времени, в то время как D. iulia демонстрирует более выраженное физическое снижение с возрастом.
Чтобы дополнительно определить, влияет ли возраст на физические функции, исследователи проверили силу хватания бабочек. Результаты показали, что у H. hecale у более старых особей не наблюдалось явного снижения способности к хватанию, тогда как D. iulia с возрастом постепенно становилась слабее. По крайней мере, судя по показателям, проверенным исследователями, у H. hecale практически не наблюдалось значительного снижения физиологических показателей после достижения пожилого возраста.
Затем исследовательская группа расширила сферу своего исследования, чтобы сравнить продолжительность жизни и старение всей популяции бабочек Heliconiini. Исследователи использовали сочетание записей о размножении бабочек в домах, данных диких меток, выпусков и повторных поимок, а также контролируемых экспериментов в лабораториях насекомых, чтобы оценить продолжительность жизни и риск смертности различных видов.
Результаты показывают, что бабочки Heliconius, питающиеся пыльцой, не только стареют медленнее, но и имеют более низкий базовый риск смертности, чем их близкие родственники, которые не едят пыльцу. Это преимущество отражается как на максимальной продолжительности жизни, так и на средней продолжительности жизни, то есть возрасте, в котором умирает половина особей в популяции.
Средняя продолжительность жизни некоторых видов рукавных бабочек примерно в три раза превышает продолжительность жизни их близких родственников, а разница в максимальной продолжительности жизни еще более шокирует. Самый долгоживущий Heliconius hewitsoni в исследовании может жить до 348 дней, тогда как недолговечный близкий родственник Dione juno живет всего до 14 дней. Максимальная продолжительность жизни этих двух видов отличается примерно в 25 раз.
Исследователи отметили, что сами насекомые имеют чрезвычайно большую разницу в продолжительности жизни. Поскольку это одна из наиболее богатых видами групп животных, максимальная продолжительность жизни взрослого насекомого может составлять от нескольких дней у подёнок до десятилетий у репродуктивных классов некоторых муравьев и термитов. Это значит, что максимальная разница в продолжительности жизни у насекомых может достигать примерно 5000 раз, тогда как разница в продолжительности жизни между млекопитающими составляет всего около 100 раз.
Джессика Фоули, исследователь из Школы биологических наук Бристольского университета, сказала, что особенность рукавных бабочек не только в том, что они живут дольше, но и в том, что они, похоже, обрели как большую продолжительность жизни, так и более медленную скорость старения. Что еще более важно, эти бабочки не отделились от своих короткоживущих родственников в течение короткого периода времени в эволюционной истории, поэтому огромная разница в продолжительности жизни между ними обеспечивает естественный сравнительный эксперимент для изучения механизмов старения.
Исследовательская группа считает, что это особое эволюционное явление может дать важные подсказки для понимания того, почему животные стареют и как увеличивается продолжительность жизни. Сравнивая долгоживущих бабочек-рукавников с короткоживущими, близкородственными видами, ученые могут искать физиологические механизмы, связанные с медленным старением и долголетием, тем самым глубже понимая биологию, лежащую в основе увеличения продолжительности жизни.
В настоящее время это исследование не показывает, что «рукав-бабочка» действительно «никогда не стареет» в смысле этого слова. Ученые заметили, что у некоторых бабочек-долгожителей наблюдается очень ограниченное физиологическое снижение с возрастом таких измеряемых показателей, как масса тела и способность к хватанию. Какие именно гены, метаболические механизмы или клеточные процессы позволяют им поддерживать это состояние, требуют дальнейшего изучения.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Communications. Исследователи надеются, что эти тропические бабочки, которые имеют необычайно долгую продолжительность жизни и медленно стареют, могут стать новыми моделями животных для изучения механизмов старения и долголетия, а также помогут ученым в дальнейшем поиске ключевых факторов, определяющих продолжительность жизни животных.
Комментарии