Организмы, не проявляющие признаков биологического старения
Незначительное старение — термин, введенный биогеронтологом Калебом Финчем для обозначения организмов, которые не проявляют признаков биологического старения ( сенесценции ), таких как измеримое снижение их репродуктивной способности, измеримое функциональное снижение или рост смертности с возрастом. [1] Существует много видов, у которых ученые не наблюдали увеличения смертности после достижения зрелости. [1] Это может означать, что продолжительность жизни организма настолько велика, что субъекты исследований еще не дожили до того времени, когда можно будет измерить продолжительность жизни вида. Например, когда-то считалось, что черепахи не стареют, но более обширные наблюдения обнаружили доказательства снижения приспособленности с возрастом. [2]
Изучение животных с незначительным старением может дать ключи, которые приведут к лучшему пониманию процесса старения и повлияют на теории старения . [1] [3] Феномен незначительным старением у некоторых животных является традиционным аргументом в пользу попыток достичь аналогичного незначительным старением у людей с помощью технологических средств.
У позвоночных
Некоторые виды рыб, такие как некоторые виды осетровых и рифовых морских окуней , а также некоторые сухопутные и черепаховые [4], считаются незначительно стареющими, хотя недавние исследования черепах обнаружили доказательства старения в дикой природе. [2] Возраст пойманной особи рыбы можно измерить, изучив закономерности роста, похожие на годичные кольца деревьев на отолитах (частях органов, воспринимающих движение). [5]
В 2018 году голые землекопы были идентифицированы как первое млекопитающее, которое бросило вызов закону смертности Гомпертца-Мейкема и достигло незначительного старения. Однако было высказано предположение, что это может быть просто эффектом «растяжения времени», в первую очередь из-за их очень медленного (и холоднокровного и гипоксического) метаболизма. [6] [7] [8]
В растениях
Среди растений осины являются одним из примеров биологического бессмертия . Каждое отдельное дерево может жить 40–150 лет над землей, но корневая система клоновой колонии долговечна. В некоторых случаях это происходит в течение тысяч лет, выпуская новые стволы, поскольку старые стволы отмирают над землей. Одна такая колония в Юте , получившая прозвище «Пандо» , по оценкам, имеет возраст 80 000 лет, что делает ее, возможно, старейшей из ныне живущих колоний осин. [9]
Самым старым известным живым неклональным организмом в мире было дерево Мафусаил вида Pinus longaeva , сосна остистая, растущая высоко в Белых горах округа Иньо в восточной Калифорнии , возрастом 4856–4857 лет. [10] Этот рекорд был побит в 2012 году другой сосной остистая из Большого Бассейна, расположенной в том же регионе, что и Мафусаил, и, по оценкам, ей было 5062 года. Дерево было отобрано Эдмундом Шульманом и датировано Томом Харланом. [11]
Среди бактерий отдельные организмы уязвимы и могут легко погибнуть, но на уровне колонии бактерии могут жить неограниченно долго. Две дочерние бактерии, полученные в результате деления клеток материнской бактерии, можно рассматривать как уникальные особи или как члены биологически «бессмертной» колонии. [13] Две дочерние клетки можно рассматривать как «омоложенные» копии материнской клетки, поскольку поврежденные макромолекулы были разделены между двумя клетками и разбавлены. [14] См. бесполое размножение .
Старение и смерть были зарегистрированы для бактерии Escherichia coli , организма, который размножается морфологически симметричным делением. [15] Две клетки-потомки, полученные при делении клетки E. coli, имеют один новый полюс, созданный делением, и один сохраненный старый полюс. Было показано, что те клеточные линии, которые сохраняют старые полюса в течение последовательных клеточных делений, подвергаются старению. Клетки старого полюса можно рассматривать как стареющего родителя, неоднократно воспроизводящего омоложенное потомство. [15] Старение в клетке старого полюса включает кумулятивно замедленный рост, меньшее производство биомассы потомства и повышенную вероятность смерти. [15] Таким образом, хотя бактерии делятся симметрично, они, по-видимому, не защищены от эффектов старения. [15]
Максимальная продолжительность жизни
Вот несколько примеров максимальной наблюдаемой продолжительности жизни животных, которые считаются незначительно стареющими:
Криптобиоз
Некоторые редкие организмы, такие как тихоходки , обычно имеют короткую продолжительность жизни, но способны выживать в течение тысяч лет — а возможно, и бесконечно — если они входят в состояние криптобиоза , при котором их метаболизм обратимо приостанавливается. [ необходима цитата ]
Отрицательное старение
Существуют также организмы (некоторые водоросли, растения, кораллы, моллюски, морские ежи и ящерицы), которые демонстрируют отрицательное старение [27] , при котором смертность хронологически уменьшается по мере старения организма, на протяжении всего жизненного цикла или его части, что противоречит закону смертности Гомпертца-Мейкхема [28] (см. также Замедление смертности в позднем возрасте ). Кроме того, существуют виды, которые, как было замечено, регрессируют до личиночного состояния и многократно вырастают во взрослых особей, например Turritopsis dohrnii . [29]
^ abc Finch C (1994). «Незначительное старение». Долголетие, старение и геном . Чикаго, Иллинойс: . Издательство Чикагского университета. С. 206–247.
^ ab Warner DA, Miller DA, Bronikowski AM, Janzen FJ (июнь 2016 г.). «Десятилетия полевых данных показывают, что черепахи стареют в дикой природе». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 113 (23): 6502–6507. Bibcode : 2016PNAS..113.6502W. doi : 10.1073/pnas.1600035113 . PMC 4988574. PMID 27140634 .
^ Guerin JC (июнь 2004 г.). «Развивающаяся область исследований старения: долгоживущие животные с «незначительным старением»". Анналы Нью-Йоркской академии наук . 1019 (1): 518–520. Bibcode : 2004NYASA1019..518G. doi : 10.1196/annals.1297.096. PMID 15247078. S2CID 6418634.
^ Миллер Дж. К. (апрель 2001 г.). «Избегание старения: демографические данные по трехпалой коробчатой черепахе (Terrapene carolina triunguis)». Экспериментальная геронтология . 36 (4–6): 829–832. doi :10.1016/s0531-5565(00)00243-6. PMID 11295516. S2CID 43802703.
^ Беннетт Дж. (1882). «Подтверждение долголетия Sebastes diploproa (pisces Scorpaenidae) по измерениям 210Pb/226Ra в отолитах». Морская биология . 71 (2): 209–215. doi :10.1007/bf00394632. S2CID 83655808.
^ Ruby JG, Smith M, Buffenstein R (январь 2018 г.). Rose M (ред.). «Смертность голых землекопов противоречит законам Гомпертца, поскольку не увеличивается с возрастом». eLife . 7 : e31157. doi : 10.7554/eLife.31157 . PMC 5783610 . PMID 29364116.
^ "Компания Calico Labs компании Google объявляет об открытии "млекопитающего, не стареющего". LEAF . Получено 28.02.2019 .
^ Бельтран-Санчес Х., Финч К. (январь 2018 г.). «Возраст — это всего лишь число». eLife . 7 : e34427. doi : 10.7554/eLife.34427 . PMC 5783609 . PMID 29364114.
^ "'Pinus longaeva" . База данных голосеменных растений. 15 марта 2007 г. Получено 2008-06-20 .
^ Brown PM (2012). "OLDLIST, база данных старых деревьев". Rocky Mountain Tree-Ring Research, Inc. Получено 29.11.2017 .
^ Wang L, Cui J, Jin B, Zhao J, Xu H, Lu Z и др. (январь 2020 г.). «Многофункциональный анализ сосудистых камбиальных клеток выявляет механизмы долголетия старых деревьев гинкго билоба». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 117 (4): 2201–2210. Bibcode : 2020PNAS..117.2201W . doi : 10.1073/pnas.1916548117 . PMC 6995005. PMID 31932448.
^ Chao L (август 2010 г.). «Модель для нагрузки повреждений и ее влияние на эволюцию старения бактерий». PLOS Genetics . 6 (8): e1001076. doi : 10.1371/journal.pgen.1001076 . PMC 2928801. PMID 20865171 .
^ Rang CU, Peng AY, Chao L (ноябрь 2011 г.). «Временная динамика бактериального старения и омоложения». Current Biology . 21 (21): 1813–1816. Bibcode : 2011CBio...21.1813R. doi : 10.1016/j.cub.2011.09.018 . PMID 22036179. S2CID 13860012.
^ abcd Stewart EJ, Madden R, Paul G, Taddei F (февраль 2005 г.). «Старение и смерть в организме, который размножается путем морфологически симметричного деления». PLOS Biol . 3 (2): e45. doi : 10.1371/journal.pbio.0030045 . PMC 546039. PMID 15685293 .
^ Мунк К (2001). «Максимальный возраст донных рыб в водах Аляски и Британской Колумбии и соображения по определению возраста». Бюллетень исследований рыболовства на Аляске . 8 : 1.
^ Cailliet GM, Andrews AH, Burton EJ, Watters DL, Kline DE, Ferry-Graham LA (апрель 2001 г.). «Исследования по определению возраста и валидации морских рыб: живут ли глубоководные обитатели дольше?». Experimental Gerontology . 36 (4–6): 739–764. doi :10.1016/s0531-5565(00)00239-4. PMID 11295512. S2CID 42894988.
^ «У 140-летней истории лобстера счастливый конец». Associated Press. 10 января 2009 г.
^ Мартинес Д. Э. (май 1998 г.). «Закономерности смертности указывают на отсутствие старения у гидры». Experimental Gerontology . 33 (3): 217–225. CiteSeerX 10.1.1.500.9508 . doi :10.1016/s0531-5565(97)00113-7. PMID 9615920. S2CID 2009972.
^ Sahu S, Dattani A, Aboobaker AA (октябрь 2017 г.). «Секреты бессмертных червей: что мы можем узнать о биологическом старении из модельной системы планарии?». Семинары по клеточной и эволюционной биологии . 70 : 108–121. doi :10.1016/j.semcdb.2017.08.028. PMID 28818620.
^ "Фактические файлы: Морской анемон". BBC Science and Nature. Архивировано из оригинала 2009-07-18 . Получено 2009-10-01 .
^ Амир Y, Инслер M, Гиллер A, Гутман D, Ацмон G (май 2020 г.). «Старение и долголетие морских ежей». Гены . 11 (5): 573. doi : 10.3390/genes11050573 . PMC 7288282. PMID 32443861 .
^ Зюганов В., Сан Мигель Э., Невес Р.Дж., Лонга А., Фернандес С., Амаро Р., Белецкий В., Попкович Э., Калюжин С., Джонсон Т. (2000). «Изменчивость продолжительности жизни пресноводной жемчужницы: модельный вид для тестирования механизмов долголетия у животных». Ambio . XXIX (2): 102–105. Bibcode :2000Ambio..29..102Z. doi :10.1579/0044-7447-29.2.102. S2CID 86366534.
^ Зюганов В.В. (2004). «Арктические долгоживущие и южные короткоживущие моллюски жемчужницы как модель для изучения основ долголетия». Успехи геронтол . 14 : 21–31.
^ Munro D, Blier PU (октябрь 2012 г.). «Экстремальная продолжительность жизни Arctica islandica связана с повышенной устойчивостью к перекисному окислению в митохондриальных мембранах». Aging Cell . 11 (5): 845–855. doi : 10.1111/j.1474-9726.2012.00847.x . PMID 22708840.
^ Pennisi E (11 августа 2016 г.). «Гренландская акула может прожить 400 лет, побив рекорд долголетия». Журнал Science.
^ Джеймс В. Вопель, Аннетт Баудиш, Мартин Дёллинг, Дебора А. Роуч, Ютта Гампе (2004). «Дело об отрицательном старении». Теоретическая популяционная биология . 65 (4). PubMed: 339–351. Bibcode : 2004TPBio..65..339W. doi : 10.1016/j.tpb.2003.12.003. PMID 15136009. Архивировано из оригинала 18.09.2023.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ Эйнсворт С., Лепаж М. (2007). «Величайшие ошибки эволюции» (PDF) . New Scientist . 195 (2616): 36–39. doi :10.1016/S0262-4079(07)62033-8.
^ "Обман смерти: бессмертный жизненный цикл Turritopsis". 8e.devbio.com. Архивировано из оригинала 2010-04-02 . Получено 2010-03-17 .