194-годишната костенурка Джонатан, която може да разкрие тайните на дълголетието

Нов генетичен анализ разкрива възможни обяснения за изключителното дълголетие на гигантска костенурка на име Джонатан, смятана за най-старото сухоземно животно в света. Според изследователите откритията биха могли в бъдеще да допринесат за разработването на терапии, насочени към забавяне на свързаното с възрастта увреждане на клетките при хората.

Предполага се, че Джонатан е на 194 години. Той принадлежи към вида гигантски костенурки от Алдабра, който произхожда от Сейшелските острови в Индийския океан, но е прекарал по-голямата част от живота си на отдалечения остров Света Елена в Южния Атлантически океан, който е британска отвъдморска територия.

Гигантските костенурки са сред най-дълголетните сухоземни животни на Земята, като някои данни показват, че представители на тези видове редовно надхвърлят 100-годишна възраст. Джонатан обаче, който наближава своя 200-годишен юбилей, е изключителен случай дори сред тях.

Едно от възможните обяснения за продължителния им живот е, че всички процеси в организма им протичат изключително бавно – включително на генетично ниво. Това показва ново проучване, публикувано в сряда в научното списание Science Advances.

„Винаги се е предполагало, че метаболизмът им е много по-бавен от нашия“, обяснява пред CNN Джъстин Герлах, съавтор на изследването и специалист по биология в Кеймбриджкия университет във Великобритания. „Това означава, че процесите в клетките протичат по-бавно, химичните реакции са по-малко и съответно уврежданията на клетките и ДНК са по-ограничени“, допълва той.

За да проверят тази хипотеза, Герлах и колегите му изследват генома на Джонатан – пълния набор от неговата ДНК, както и епигенома му, който регулира включването и изключването на гените. Учените откриват 287 генетични варианта, свързани със защитата на организма от неизбежните клетъчни увреждания, натрупващи се с възрастта.

Гигантските костенурки на Сейшелските острови вече са значително повече от хората

„Той притежава гени, които са особено ефективни при възстановяването на ДНК и ограничаването на възпалителните процеси“, посочва Герлах, като подчертава, че и двата механизма имат съществена роля за забавянето на стареенето.

По-конкретно анализът предполага, че дори в напреднала възраст Джонатан продължава да активира необходимите гени в подходящите количества. При повечето други животни, включително хората, този механизъм започва да се нарушава значително по-рано.

„Нашите клетки започват да функционират неправилно и например развиваме рак. При Джонатан обаче генетичните механизми за контрол все още работят като при много по-младо животно“, коментира изследователят.

„Не знаем дали това се дължи на неговите индивидуални особености, или е характерно за гигантските костенурки като цяло. Но означава, че организмите им са в много по-добро състояние, отколкото бихме очаквали за подобна възраст, ако ги сравним с хората“, добавя той.

Други представители на животинския свят, сред които някои видове китове, акули и миди, също достигат изключително напреднала възраст. Въпреки това учените все още разполагат с ограничени познания за генетичните и молекулярните механизми, които определят продължителността на живота при различните организми. Това отбелязва Жоао Педро де Магаляеш, ръководител на направлението по молекулярна биогеронтология в Бирмингамския университет във Великобритания, който не участва в проучването.

„Разбирането защо някои видове живеят много по-дълго от други би представлявало огромен пробив в познанията ни за стареенето и дълголетието, с потенциални приложения за човешкото здраве“, коментира той пред CNN.

Генетичните механизми на устойчивостта

Точната възраст на Джонатан остава неизвестна. Учените предполагат, че е на около 194 години въз основа на фотография от 1882 г., на която костенурката вече е достигнала размерите на възрастен екземпляр.

Тъй като гигантските костенурки обикновено достигат подобни размери на около 50 години, изследователите успяват да направят приблизителна оценка на възрастта му въз основа на снимката, заснета преди 144 години.

Според Герлах обаче костенурката може да е дори по-възрастна – на 200 или повече години.

От тигрите до морските костенурки: Как усилията за опазване на природата спасяват застрашени видове?

Вероятно Джонатан е пренесен на Света Елена, защото през XIX век гигантските костенурки са възприемани като екзотична рядкост и биха представлявали интересен подарък за представител на колониалната администрация.

Това обстоятелство го спасява от далеч по-мрачна съдба, която по онова време сполетява много представители на вида. Екипажите на изследователските кораби често улавят гигантски костенурки и ги държат на борда като хранителни запаси.

„Корабите събирали костенурки от Сейшелските острови, Галапагос или Мавриций и можели да ги държат на борда с месеци, без да им дават храна или вода“, разказва Герлах. „Животните оставали живи и годни за консумация. Това била жестока практика, която допринесла за изчезването на местните видове в Мавриций.“

Джонатан тежи около 180 килограма и продължава да бъде активен, въпреки че е загубил зрението си вследствие на катаракта.

Костенурката е популярна туристическа атракция, а по-рано тази година става обект на първоаприлска шега, която се разпространи широко в интернет. В нея погрешно се твърди, че животното е починало, което принуждава властите на Света Елена официално да потвърдят, че то е живо и в добро състояние.

Заради напредналата възраст на Джонатан и стремежа да избегнат всякакъв риск от инфекция авторите на изследването вземат ДНК проби чрез натривка от устната му кухина, вместо да използват кръв.

Екипът уточнява, че пробите от слюнка не позволяват прилагането на някои по-прецизни методи за секвениране на ДНК.

При сравнението на неговия геном и епигеном с тези на значително по-млади костенурки от същия вид, обитаващи атола Алдабра на Сейшелите, учените установяват забележителни сходства.

Освен това митохондриите му – клетъчните структури, отговорни за производството на енергия – се оказват в изненадващо добро състояние.

Две панди с дипломатическа мисия: Ще затоплят ли Пинг Пинг и Фу Шуан отношенията между САЩ и Китай?

„Все още не знаем дали това е характерно за целия вид, но една от следващите ни цели е да анализираме други костенурки от Алдабра, за да установим дали резултатите се повтарят“, посочва д-р Стивън Кларк, старши автор на проучването и основател на Kallel Foundation – неправителствена организация със седалище в Нашвил, която работи за удължаване на човешкия живот.

„Съществуват данни, че състоянието на митохондриите е важно за дълголетните видове. Установено е също, че хората, които достигат изключително напреднала възраст – над 110 години – имат по-ефективно функциониращи митохондрии. Резултатите при Джонатан съответстват на тези наблюдения“, обяснява Кларк.

По думите му геномът на костенурката предоставя своеобразна карта на механизмите, които поддържат устойчивостта на клетките, и тези знания биха могли да намерят приложение при разработването на терапии за хора.

„Особено се интересуваме от откриването на лекарства за хора, които подобряват състоянието на митохондриите. Искаме да започнем клинични изпитвания на такива медикаменти през следващата година или две“, допълва той.

Необходими са допълнителни изследвания

Резултатите от анализа само на едно животно не са достатъчни, за да обяснят категорично причините за изключителното дълголетие на Джонатан. За да получат по-пълна представа за генетичните фактори, определящи продължителността на живота, учените трябва да изследват повече гигантски костенурки, както и представители на други дълголетни видове. Това подчертава Хандан Мелике Дьонерташ, асистент и изследовател в областта на геномиката в Близкоизточния технически университет в Турция, която не участва в проучването.

„Като сравняваме подобни изключителни случаи с други индивиди – не само сред хората, например столетниците, но и при останалите видове – можем постепенно да разберем какво ги прави толкова специални. С напредъка на медицинските технологии е възможно да открием начини да приложим наученото“, коментира тя.

Според Винсънт Дж. Линч, професор в катедрата по биологични науки на Университета в Бъфало, Ню Йорк, Джонатан е особено подходящ обект за изследване на генетичните изменения, които могат да бъдат свързани с по-дългия живот. Именно това прави новото проучване интересно от научна гледна точка.

Дивият свят, скрит под знака „Холивуд“

Линч, който също не е участвал в работата, предупреждава обаче, че някои от използваните методи могат да доведат до фалшиво положителни или фалшиво отрицателни резултати.

„Разработили сме изчислителни методи, с които определяме дали дадени мутации са адаптивни, полезни или вредни“, обяснява той пред CNN.

„Тези подходи обаче са силно чувствителни към предположенията, които правим за еволюцията на гените. Използваният в изследването модел, макар и широко разпространен, се основава на нереалистични допускания, които могат да доведат до класифициране на полезни мутации като вредни и обратното“, уточнява професорът.

Въпреки тези ограничения проучването представлява ценно допълнение към нарастващия обем научни изследвания и предоставя нови доказателства за необичайните способности на гигантските костенурки да запазват здравето си и да достигат възраст, която надхвърля обичайните очаквания.