Настоящее бессмертие: 5 животных, которые могут жить вечно
Для людей старение — это неизбежный процесс. Однако в природе существует ряд видов, которые бросают вызов этому правилу и могут жить практически вечно. Это не значит, что они бессмертны, — любое из этих существ может погибнуть от внешних причин: хищников, болезней или травм. Но возрастным изменениям они неподвластны: уровень смертности у них не растёт, а плодовитость не снижается, сколько бы лет им ни было. Расскажем про пять нестареющих представителей животного мира и раскроем секрет их вечной молодости.
Медуза Turritopsis dohrnii
Это единственное известное существо, способное полностью обращать свой жизненный цикл вспять. Если взрослая медуза чувствует угрозу, голодает или получает повреждение, она не умирает. Вместо этого она оседает на дно и превращается обратно в свою ювенильную стадию — крошечный полип. Из этого полипа затем могут отпочковаться новые, генетически идентичные медузы. По сути, медуза нажимает кнопку «перезагрузки», сбрасывая все накопленные повреждения.
Этот процесс называется трансдифференциация. Это клеточное перепрограммирование, при котором уже специализированные клетки могут превращаться в клетки совершенно другого типа, чтобы сформировать тело полипа. В то время как учёным в лабораториях нужны сложные протоколы для перепрограммирования человеческих клеток, медуза делает это спонтанно.
Секрет кроется в генах. В момент превращения медуза подавляет гены, отвечающие за судьбу клетки, и одновременно резко усиливает гены, отвечающие за ремонт ДНК и поддержание теломер — концевых участков хромосом. Это позволяет ей стереть накопленный ущерб и начать жизнь заново.
Однако в дикой природе эта способность не спасает от хищников. Обладая мягким телом, медузы часто становятся чьей-то добычей или погибают от инфекций задолго до того, как им понадобится «омолодиться».
Гидра — живой фонтан молодости
О невероятных способностях этого кишечнополостного животного размером всего несколько миллиметров часто рассказывают на уроках биологии в школах. Это существо, чем-то похожее на коралловый полип, на протяжении всей жизни не показывает признаков старения. Тело гидры почти целиком состоит из стволовых клеток. Эти клетки находятся в состоянии постоянного деления и самообновления. По сути, гидра полностью обновляет всё своё тело каждые несколько дней.
Лабораторные исследования, длившиеся десятилетиями, это подтвердили: даже спустя 41 год наблюдений у гидры не снижалась плодовитость и не росла смертность. Она может восстановиться из крошечного фрагмента своего тела. Считается, что её секрет — не только в постоянном обновлении клеток, но и в исключительной «прочности» клеточной архитектуры.
Зелёные гидры
Белки, формирующие ядерную оболочку у гидры, крайне устойчивы к нарушениям, которые у сложных животных, включая людей, приводят к преждевременному старению. Есть гипотеза, что старение — это цена, которую сложные организмы заплатили за свою эволюционную сложность, в то время как гидра сохранила более простое и надёжное клеточное строение.
Как и в случае медузы, бессмертие гидры — это лабораторный феномен. В дикой природе, в пруду, её средняя продолжительность жизни исчисляется неделями — прежде чем её съедят, она погибнет от голода или болезни.
Жизнь до 150 лет: какие технологии помогут этого достичь
Голый землекоп — нестареющий грызун
Голый землекоп обладает целым набором выдающихся качеств: он живёт в 10 раз дольше своих собратьев мышей, почти не болеет раком и не проявляет признаков старения. Долголетие землекопа — это комбинация факторов, связанных с его адаптацией к жизни в подземных туннелях с низким содержанием кислорода. У него очень медленный обмен веществ.
Модель колонии голых землекопов
Помимо замедленного старения, эта особенность даёт голым землекопам ещё одну важную способность — защиту от рака. В тканях землекопа содержится особая высокомолекулярная гиалуроновая кислота (HMW-HA). Эта молекула у этих животных в пять раз крупнее, чем у людей. Она работает как «тормоз» для клеток: как только клетки начинают делиться, эта кислота запускает механизм «раннего контактного торможения» (ECI). Этот механизм останавливает деление клеток при очень низкой плотности, не давая им разрастись в опухоль.
Этот механизм работает так эффективно, потому что у землекопов снижена активность фермента (Hyal2), который в норме эту кислоту расщепляет. Кроме того, их белки гораздо более устойчивы к повреждениям, а митохондрии имеют усиленную антиоксидантную защиту.
Омар — вечный подросток
Омары растут всю жизнь и не становятся слабее с возрастом. Их клетки способны делиться неограниченно. У большинства животных, включая людей, при каждом делении клетки укорачиваются концевые участки хромосом — теломеры. Это одна из главных причин клеточного старения. У омаров эта проблема решена: их взрослые ткани постоянно производят фермент теломеразу. Этот фермент восстанавливает теломеры, не давая им укорачиваться.
Омары могут жить очень долго, но они не бессмертны даже в отсутствие хищников. В итоге их убивает их же «суперсила» — вечный рост. Чтобы расти, омару нужно линять, то есть сбрасывать свой твёрдый панцирь. Это невероятно энергозатратный процесс.
С возрастом омар становится таким огромным, что на процесс линьки у него уходит слишком много энергии. В итоге он погибает либо от истощения во время линьки, либо просто застревает в старом панцире.
Тихоходки — самые выносливые
Тихоходки способны входить в состояние криптобиоза — обратимого метаболического ареста. Их обмен веществ практически полностью останавливается. В этом состоянии они выдерживают невероятные нагрузки:
- До 30 лет без пищи и воды.
- Температуры от почти абсолютного нуля (-272,8 °C) до 150 °C.
- Вакуум и смертельные дозы радиации в открытом космосе.
Их стратегия — не избегать старения, а переживать острые катастрофы. У тихоходок есть уникальный специфичный для них белок TDR1. Когда радиация разрушает их ДНК, этот белок связывается с обломками генома, уплотняет их и помогает клетке восстановить ДНК после «пробуждения».
Тихоходки — самая живучая форма жизни на Земле. По прогнозам, они способны пережить любые земные катаклизмы и, вероятно, просуществуют как вид до тех пор, пока не погибнет Солнце.
Криозаморозка и гибернация: возможно ли законсервировать человека на сотни лет
В итоге
Все эти животные своим существованием показывают, что старение — это не неизбежность, а набор управляемых процессов. Эволюция нашла множество решений, как обойти «биологический таймер»: клеточное перепрограммирование, стволовые клетки, защита от рака или использование теломеразы. Чаще всего эволюция делает выбор в пользу быстрого размножения, а не долгой жизни особи. Возможно, старение — это та цена, которую сложные виды заплатили за свою развитость.
Изучение этих механизмов имеет огромное значение для медицины. Опыт голого землекопа может подсказать новые пути профилактики рака. Регенерация гидры — модель для изучения стволовых клеток. А белки тихоходок однажды могут помочь защитить клетки человека от радиации во время космических полётов или лучевой терапии.