Полезные советы о долголетии от животных-рекордсменов
Если верить биографиям людей-долгожителей, секрет бессмертия сокрыт в деятельной и яркой жизни. Например, жизнеописание Жанны Кальман, чьи 122 года жизни пока остаются рекордом среди документально подтвержденных достижений, предлагает: ешьте шоколад, крутите педали и не жалейте вина – и сотня лет ваши! Но если мы окинем взглядом остальной животный мир, то встретимся с гораздо менее воодушевляющими советами. Чемпионы среди рыб и млекопитающих, птиц и беспозвоночных подолгу не взрослеют, прячутся в холодных темных углах и не спешат размножаться. «Чердак» попробует нарисовать собирательный образ животного-долгожителя и оценить, в какой степени человек ему соответствует.
Когда речь заходит о долгожителях, в качестве главного аргумента на стол ложатся цифры. Начнем с них и мы. Кто приходит вам в голову, когда вы слышите о долго живущих организмах? Слон, черепаха, попугай? Кит? Все они даже близко не подобрались к пьедесталу почета. На первом месте с огромным отрывом от остальных закрепились губки. Рекордсмену среди них – насколько удалось определить по минеральному скелету – около 11 тысяч лет. Второе место прочно удерживают кораллы Leiopathes sp. и Gerardia sp. (4265 и 2742 лет соответственно). Третье место, потеряв надежду догнать первые два, занимает двустворчатый моллюск Arctica islandica, 507 лет. За ним следуют гренландская акула (новичок в этом списке, около 400 лет), еще моллюски, морской еж и некоторые рыбы (в числе которых, например, алеутский окунь). Но все они не переступили границу 200–250 лет жизни.
Большинство призеров относятся к беспозвоночным животным – позвоночным же мест на этом пьедестале практически не досталось. А наших ближайших родственников – млекопитающих – в их числе и вовсе нет. Из тех, кого мы привычно считаем долгожителями, лишь гренландский кит мог бы соревноваться с этой командой: по некоторым данным, ему удалось продержаться 211 лет. Нет среди чемпионов и голого землекопа – иконы современной геронтологии. Его часто можно встретить в статьях как пример нестареющего организма, ведь он в 10 раз обогнал по среднему возрасту своих родственников-мышей и почти не изменяется с возрастом, однако живет он лишь около 30 лет.
Однако места на этом пьедестале переменчивы и будут постоянно переходить из рук в руки по мере появления новых датировок: рано или поздно найдут еще одного моллюска, живущего чуть дольше прежнего, или новую особь окуня, обогнавшую морского ежа, и так до бесконечности. У максимальной продолжительности жизни не бывает окончательных значений. Каждый раз, когда мы говорим о том, что кто-то «живет до 500 лет», приходится постоянно прибавлять «по последним данным», потому что данные постоянно прибывают. Но можем ли мы измерять старение постоянно колеблющимися цифрами?
Кроме того, в чистом виде этот список едва ли будет нам полезен. Если мы действительно хотим воспользоваться чужими секретами долгой жизни, хорошо бы, чтобы этот организм был немного похож на наш, хотя бы по набору систем органов.
По обе стороны от прямой
У человека главным статистическим показателем старения является кривая Гомперца-Мейкхема, отражающая зависимость риска умереть по естественным причинам от возраста человека, или, попросту говоря, неотвратимое приближение смерти. Кривая на графике непрерывно растет, то есть сигнализирует о том, что организм становится все более хрупким и с каждым годом рискует все сильнее. Из этого вытекает самое простое – и одно из наиболее употребимых сейчас в науке – определение: старение – это растущий риск умереть.
У любой популяции людей кривая смертности будет выглядеть одинаково, разве что может двигаться влево-вправо в зависимости от условий жизни или немного сглаживаться к концу. Но у животных возможны разные варианты. Приведенные ниже графики построены на основе долгих наблюдений за разными существами. Тонкая синяя линия обозначает выживаемость (в процентах от общей популяции). Красная кривая – относительный риск умереть (единице соответствует средний риск для взрослой особи). Наконец, толстая синяя линия – это относительная способность размножаться (за единицу принято среднее количество потомства, которое производит взрослая особь данного вида).
Графики начинаются с момента половой зрелости (то есть детство не учитывается) и заканчиваются в том возрасте, когда в живых остаются лишь 5% исходной популяции.
У многих животных форма кривых в целом похожа на человеческую. Единственное принципиальное отличие наших графиков от графиков льва или шимпанзе в том, что смертность растет не плавно, а резко и с определенного возраста. Вероятно, дело в том, что средний риск умереть в нашей популяции низкий, а о стариках мы склонны заботиться до того момента, когда уже не можем им помочь, – в этот момент и взмывает вверх кривая. Тем не менее, тенденции одинаковы что у нас, что у льва: способность размножаться падает со временем, а кривая выживаемости, выгнутая наружу (то есть вверх), буквально обрушивается вниз после определенного возраста.
Но иногда все бывает строго наоборот. Например, у красноногой лягушки (пунктир обозначает недостаток данных для анализа) или пустынной черепахи линия выживаемости на каком-то этапе вогнута. Фактически это означает, что в определенном возрасте особи этого вида рискуют умереть все меньше и меньше. Этот феномен назвали отрицательным старением. И если искать в природе пример победы над неизбежным, то это должно быть именно оно – не движение к смерти, а бегство от нее.
Впрочем, не стоит удивляться раньше времени. В жизни человека тоже есть такой период, просто он не попал на графики этих авторов, потому что находится раньше рассматриваемого ими отрезка времени. Даже в самом цивилизованном обществе людей младенческая смертность выше, чем детская, а до какого-то возраста – даже выше, чем взрослая. Поэтому до определенного возраста (примерно до 9 лет) наша кривая выживаемости тоже вогнута, и мы тоже – согласно статистическому определению старения – движемся от смерти, а значит, молодеем на глазах. Тем не менее, это не означает, что люди готовы жить вечно – точно так же, как и пустынные черепахи. Хоть риск умереть у них и не растет с возрастом, как у человека, но в каждый момент времени какая-то особь будет гибнуть, разумеется. Поэтому вечная жизнь для некоторых из них возможна только в гипотетической популяции бесконечного размера.
Пренебречь, стареем
Коль скоро отрицательное старение фактически синонимично детству, то где же искать истинно не стареющих животных? График их смертности должен быть идеально прямым, как струна, не отклоняясь ни внутрь (в детство), ни наружу (в старость). Так выглядят, например, графики для некоторых видов гидр и моллюска морское ухо. Их называют пренебрежимо стареющими. Этот термин представляет собой некоторый компромисс между учеными, которые (в большинстве своем) считают, что старение неизбежно, и результатами экспериментов, в которых не всегда удается обнаружить его непосредственные признаки. Но фактически из этого графика следует, что старения в их жизни нет.
Впрочем, сам термин «пренебрежимое старение» появился задолго до построения этих кривых. Его предложил геронтолог Калеб Финч в 1990 году. Он же выдвинул и свои критерии, позволяющие присвоить животному это почетное звание: 1) Смертность не увеличивается с возрастом 2) Плодовитость с возрастом не уменьшается 3) Нет возрастных заболеваний, ухудшающих здоровье с течением времени. По данным на сегодняшний день, этим жестким требованиям удовлетворяют всего шесть животных:
- хвостатая амфибия Протей европейский (Proteus anguinus, максимальная продолжительность жизни 102 года),
- американская болотная черепаха (Emydoidea blandingii, 77 лет),
- коробчатая черепаха (Terrapene carolina, 138 лет),
- алеутский окунь (Sebastes aleutianus, 205 лет),
- морской еж (Strongylocentrotus franciscanus, 200 лет),
- и двустворчатый моллюск (Arctica islandica, 507 лет).
Обратите внимание на то, что в этот список попали не все рекордсмены по продолжительности жизни. Нет в нем и гидры, и моллюска морское ухо. Возможно, дело в том, что не про всех животных удалось накопить достаточно данных для того, чтобы проверить все критерии. Ставший классическим эксперимент по наблюдению за гидрой, например, длился всего четыре года. За это время удалось показать, что гидра не стареет, но что с ней происходит дальше – неизвестно. Нет в этом списке и млекопитающих. Даже голый землекоп – животное, которого часто называют пренебрежимо стареющим, – оказался недостоин этого звания. Сам Финч, пересматривая свои критерии десятки лет спустя, признал, что землекоп им не соответствует. Причиной тому стали отдельные наблюдения геронтологов, согласно которым детеныши у «пожилых» землекопов менее жизнеспособны, чем у «молодых» – и это Финч счел признаком снижения репродуктивных способностей животного.
Налицо кризис примера для подражания: наиболее долгоживущие виды слишком на нас не похожи. Более близкие к нам рекордсмены не проходят по критерию пренебрежимого старения. На кого же тогда ориентироваться и по чьему пути идти? Здесь на помощь приходит статистика. В мире людей бесполезно слушать советы каждого отдельного человека, нужно изучать долгожителей в целом. В мире животных тоже невозможно найти идеал, поэтому нужно смотреть на всех своих успешных родственников издалека и пытаться составить какой-то собирательный образ животного, которому удалось справиться со старением. Итак: слон, кит, протей, черепаха, акула, попугай, землекоп, окунь – что их объединяет?
Суровые закономерности
Первое, что имеет значение для долгой жизни – это размер. Большинство долгожителей крупнее своих родственников. Это помогает им выскользнуть из-под пресса естественного отбора: слону хищники угрожают меньше, чем землеройке, а значит, долгоживущие слоны имеют все шансы оставить больше потомства, чем их короткоживущие сородичи. В этом смысле слон, кит и акула ничем не отличаются от прочих, их долгий век – лишь естественное следствие их внушительных размеров. Интереснее в этом смысле смотреть на тех, кто не вышел ни длиной, ни ростом, но все же сумел пережить прочих. Среди млекопитающих это, например, пресловутый голый землекоп, а еще древесные белки и летучие мыши. Каждый из них нашел свой способ уйти от хищников: зарыться под землю, забраться на дерево или вовсе подняться в воздух и жить в темноте.
Второе важное преимущество, которое дает размер – это защита от рака (не столько от рисков от его возникновения, сколько снижение угрозы от каждой отдельной опухоли). Представьте себе, что вы правите огромным государством с миллионами граждан. Если в одном из тысячи городов произойдет восстание, то на жизни страны это едва ли скажется, если только этот город не столица. А вот если вы князь крохотного Лихтенштейна, и в одном из полдюжины ваших городков революция – то у вас серьезные неприятности. В организме животного, к сожалению, работает та же простая арифметика. Если в нем возникла небольшая опухоль, скажем, массой 3 грамма, то какая-нибудь капибара (55 кг) ее может вовсе не заметить, в то время как для мыши (30 г) – это десятая часть всего тела.
Поэтому стратегии борьбы с раком, равно как и с хищниками, у животных зависят от размера. Совсем маленькие звери, вроде мышей, не имея способа спастись от внешнего врага, капитулируют и перед внутренним. Небольшие, но живущие долго животные, как голый землекоп, обзаводятся механизмами ранней защиты. Их клетки не получают шансов даже начать размножаться, если в этом нет потребности, например, если их окружает плотная соединительная ткань без повреждений. Крупные же долгожители – вроде слонов и черепах – делают ставки на позднюю защиту от рака. Их механизмы борьбы, например, усиленный запуск программируемой гибели клеток, срабатывают не сразу, и рассчитаны на те опухоли, которые не погибли сами по себе на ранних этапах своего развития.
В то же время, если запретить своим клеткам размножаться, то как справляться с повреждениями в организме? Эта дилемма, вероятно, объясняет, почему среди долгожителей-чемпионов так мало позвоночных: они завели себе слишком много органов, которые крайне сложно починить, не дав клеткам дополнительных полномочий. Кости гораздо хуже обновляются, чем кожа, мышцы регенерируют хуже, чем жир, а ткани мозга вообще практически невозможно восстановить. На этом противоречии основана одна из популярных теорий старения – теория «одноразовой сомы» (disposable soma), которую проще перевести как теорию «тела на выброс». С точки зрения воспроизводства организма значение имеют только половые клетки. Все остальное тело – сома – лишь надстройка над ними. И чем больше она требует к себе внимания, чем больше сил уходит на ее обновление, тем меньше ресурсов достается половым клеткам. Поэтому позвоночные животные со своими не подлежащими восстановлению структурами живут меньше, чем беспозвоночные: их телу со временем перестает хватать энергии на ремонт, и оно отправляется «на выброс». А продвинутыми способностями к регенерации могут похвастаться разве что акула и хвостатые амфибии (к которым относится протей).
Наконец, взглянув на список долгожителей, можно обнаружить и климатическую закономерность: большинство из них живет в холоде. Это справедливо в первую очередь для холоднокровных животных (моллюск Arctica islandica, протей, алеутский окунь и гренландская акула), которые не умеют регулировать температуру тела изнутри. Но даже теплокровные позвоночные, казалось бы, специально научившиеся постоянно себя подогревать, все равно стремятся найти место похолоднее. В качестве примера можно вспомнить гренландского кита. Или того же голого землекопа, который почти стал холоднокровным обратно, зарывшись глубоко под землю. Теперь его постоянная температура тела около 33 градусов, что значительно ниже, чем у его родственников-грызунов.
Дело в том, что теплый климат приносит с собой многие невзгоды. Чем выше температура, тем быстрее идут химические реакции в теле животного, тем больше образуется побочных продуктов обмена веществ, и тем быстрее изнашивается организм. Поэтому, с точки зрения долгой жизни, быть теплокровным не так уж и выгодно. Интересно, что холоднокровные долгожители, которые и так могут согреться только в лучах солнца, тоже стремятся скрыться от него подальше. У них есть еще одна причина предпочитать холод теплу – и это долгое детство.
Как мы помним, детству соответствует период отрицательного старения. Поэтому чем дольше организм тянет со вступлением в зрелость, тем больше времени проходит, прежде чем его смертность начнет расти. Жизнь в холодных условиях – отличный способ замедлить развитие для холоднокровного животного. Теплокровные же могут, опять-таки, воспользоваться своим размером: слону, чтобы вырасти, нужно сильно больше времени, чем кролику. Есть и третий способ растянуть детство – замедление развития. Самый радикальный его вид – неотения, размножение в личиночном состоянии. Так, например, поступает протей, подобно другим хвостатым амфибиям. Судя по всему, похожая судьба постигла и голого землекопа: хоть он и не проводит жизнь в виде личинки, но развитие его замедлено – в течение всей жизни он напоминает зародыша мыши или крысы и не дорастает до вида «настоящего взрослого» грызуна. Эти хитрые ходы позволяет животным обойти дилемму «тела на выброс». Половые клетки начинают поглощать энергию только с наступлением половой зрелости, а «вечный ребенок» может позволить себе все силы направлять только на поддержании собственного здоровья.
***
Итак, давайте теперь скомпонуем в уме типичное животное-долгожитель. Оно либо довольно крупное, либо совсем небольшое, но очень хитрое. Им не интересуются хищники, оно редко болеет раком и имеет свои механизмы защиты против него – бьет по врагу издалека или поджидает его «в засаде». Оно хорошо регенерирует и стремится жить в холоде, вне зависимости от базовой температуры своего тела. Наконец, он продлевает свое детство, оставаясь вечной личинкой или просто замедляя развитие, и не спешит размножаться, экономя ресурсы.
Наш собирательный портрет не описывает ни одного из реальных животных-рекордсменов. Голый землекоп не способен к регенерации, у акул нет специальных механизмов защиты от рака, а летучие мыши живут с удивительно высокой температурой тела. Это говорит лишь о том, что в каждом случае долгая жизнь возникла сама по себе, а общего рецепта не существует. Каждый победитель шел своим путем, компенсируя врожденные недостатки новыми приобретениями.
Зато в образ животного-долгожителя неплохо вписывается человек. Мы довольно некрупные по сравнению с млекопитающими-чемпионами, редко страдаем от хищников, лучше живем в холоде, чем в тепле, и развиваемся медленнее, чем наши предки-приматы. А что касается защиты от рака и регенерации – мы давно обнаружили эти свои недостатки и работаем над их усовершенствованием. И когда доработаем, еще неизвестно, кому у кого придется учиться долголетию.
Полина Лосева, «Чердак»
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
