Genetyczny „zegar” pozwala naukowcom oszacować, jak długo żyły wymarłe stworzenia. Mamut włochaty może spodziewać się około 60 lat. Muzeum Australii

Ludzie mają „naturalną” długość życia około 38 lat, zgodnie z nową metodą, którą opracowaliśmy do szacowania długości życia różnych gatunków poprzez analizę ich DNA.

Ekstrapolując wyniki badań genetycznych gatunków o znanej długości życia, odkryliśmy, że wymarły mamut włochaty prawdopodobnie żył około 60 lat, a walenie grenlandzkie mogą spodziewać się ponad dwóch i pół wieku życia.

Nasze badania, opublikowane dzisiaj w Scientific Reports, przyjrzeliśmy się, jak DNA zmienia się wraz ze starzeniem się zwierzęcia – i odkryliśmy, że różni się on w zależności od gatunku i jest powiązany z prawdopodobieństwem długości życia zwierzęcia.

Tajemnica starzenia

Proces starzenia jest bardzo ważny w badaniach biomedycznych i ekologicznych. Wraz z wiekiem zwierzęta doświadczają spadku funkcji biologicznych, co ogranicza ich długość życia. Do tej pory trudno było określić, ile lat może żyć zwierzę.

DNA jest wzorem żywych organizmów i jest oczywistym miejscem poszukiwania informacji na temat starzenia się i długości życia. Jednak nikt nie był w stanie znaleźć różnic w sekwencjach DNA, które wyjaśniają różnice w długości życia.

Długość życia kręgowców jest bardzo zróżnicowana. Babka karłowata (Eviota sigillata) to mała ryba, która żyje tylko osiem tygodni, podczas gdy pojedyncze rekiny grenlandzkie (Somniosus małogłowia) stwierdzono, że żyły ponad 400 lat.

Znajomość długości życia dzikich zwierząt ma fundamentalne znaczenie dla zarządzania i ochrony dzikiej przyrody. W przypadku zagrożonych gatunków, długość życia może być wykorzystana do zrozumienia, jakie populacje są żywotne. W branżach takich jak rybołówstwo długość życia jest wykorzystywana w modelach populacji do określania limitów połowowych.

Jednak długość życia większości zwierząt jest nieznana. Większość szacunków pochodzi od niewielkiej liczby osobników żyjących w niewoli, których wiek śmierci był znany. Gatunkom długowiecznym trudno jest uzyskać długość życia, ponieważ mogą one przeżyć pokolenie badaczy.

Wykorzystanie zmian w DNA do pomiaru wieku

W ciągu ostatnich kilku lat naukowcy opracowali „zegary” DNA, które mogą określać, w jakim wieku zwierzę ma szczególny rodzaj zmiany w DNA, zwanej metylacją DNA.

Metylacja DNA nie zmienia podstawowej sekwencji genu, ale kontroluje, czy jest on aktywny. Inni badacze wykazali, że metylacja DNA w określonych genach jest związana z maksymalną długością życia niektórych ssaków, takich jak naczelne.

Mimo że metylacja DNA jest powiązana ze starzeniem się i długością życia, żadne badania do tej pory nie wykorzystywały jej jako metody szacowania długości życia zwierząt.

W naszych badaniach wykorzystaliśmy 252 genomy (pełne sekwencje DNA) gatunków kręgowców, które inni badacze zebrali i udostępnili publicznie w Bazy danych online. Następnie porównaliśmy te genomy z inna baza danych znanej długości życia zwierząt.

Korzystając z tych danych, odkryliśmy, że możemy oszacować długość życia gatunków kręgowców, obserwując, gdzie zachodzi metylacja DNA w 42 konkretnych genach. Ta metoda pozwala również oszacować długość życia gatunków długowiecznych i wymarłych.

Korzystając z analizy DNA, naukowcy mogą teraz oszacować długość życia gatunków długo żyjących i wymarłych. CSIRO, Autor pod warunkiem

Wymarłe gatunki

Odkryliśmy, że długość życia wieloryba grenlandzkiego, uważanego za najdłużej żyjącego ssaka na świecie, wynosi 268 lat. Szacunki te są o 57 lat wyższe niż najstarszych znalezionych osobników, więc mogą mieć znacznie dłuższą żywotność niż wcześniej sądzono.

Odkryliśmy również, że wymarły mamut włochaty żył 60 lat, podobnie jak współczesny słonia afrykańskiego.

Według naszych szacunków długość życia wymarłego żółwia olbrzymiego z Pinta Island wynosiła 120 lat. Ostatni członek tego gatunku, Lonesome George, zmarł w 2012 roku w wieku 112 lat.

Co ciekawe, odkryliśmy, że neandertalczycy i denisowianie, które są wymarłymi gatunkami blisko spokrewnionymi ze współczesnymi ludźmi, mają maksymalną długość życia 37.8 lat.

Na podstawie DNA oszacowaliśmy również „naturalną” długość życia współczesnych ludzi na 38 lat. Jest to zgodne z niektórymi szacunkami antropologicznymi dotyczącymi wczesnych współczesnych ludzi. Jednak dzisiejsi ludzie mogą stanowić wyjątek w tym badaniu, ponieważ postęp w medycynie i stylu życia wydłużył przeciętną długość życia.

Ponieważ coraz więcej naukowców składa genomy innych zwierząt, nasza metoda umożliwia łatwe oszacowanie ich długości życia. Ma to ogromne znaczenie ekologiczne i konserwatorskie dla wielu gatunków wymagających lepszego zarządzania dziką fauną i florą.

O autorze

Benjamin Mayne, biolog molekularny i bioinformatyk, CSIRO

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.

książki_nauka