А мартышкообразные начали стареть быстрее
Американские ученые рассчитали, что медленное старение досталось людям и другим человекообразным обезьянам от общего предка, жившего около 20–30 миллионов лет назад. Анализ темпов старения 39 видов приматов показал, что риск смерти удваивается примерно раз в 7–8 лет у гоминидов и гиббоновых и раз в 4–5 лет у мартышкообразных и широконосых обезьян. Работа опубликована в Proceedings of the Royal Society B.
В 1825 году математик Бенджамин Гомперц опубликовал работу, где показал, что для взрослого человека риск умереть с возрастом растет не линейно, а экспоненциально — каждые 8 лет он удваивается. Позднее ученые выяснили, что для шимпанзе, горилл, капуцинов, павианов и макаков-резусов работает та же закономерность. А в другой работе исследователи проанализировали скорость старения уже 23 видов приматов из зоопарков и пришли к выводу, что все они стареют с примерно одинаковой скоростью. Тот факт, что продолжительность жизни видов очень разная, ученые объяснили разным стартом: базовый риск смерти в молодости у одних выше, чем у других. Однако для большинства видов приматов таких оценок не было, а для остальных при расчете риска смерти и скорости старения не учитывались эволюционные связи между видами. Оставалось неясным, как темпы старения менялись в ходе эволюции.
Чтобы заполнить этот пробел, Евгений Меламуд (Eugene Melamud) из биотехнической компании Calico Life Sciences с коллегами проанализировал данные о продолжительности жизни 39 видов приматов. Данные ученые взяли из базы данных о старении приматов (Primate Aging Database) и международных зоопарковых племенных книг. Для каждого вида они рассчитали параметры старения Гомперца (то есть базовый риск смерти в возрасте половой зрелости и скорость старения), учли филогенетические связи между видами и реконструировали эти параметры для вымерших предков.
Оказалось, что скорость старения у разных групп приматов сильно различается. У человекообразных обезьян, включающих больших (гоминид) и малых (гиббоновых), риск умереть удваивается примерно каждые 7,8 года. Этот показатель колеблется между видами: от 7,1 года у гориллы до 8,5 года у человека. Представители надсемейства мартышкообразных, которые относятся к тому же подотряду узконосых обезьян, что и человекообразные, стареют почти вдвое быстрее: их риск смерти удваивается в среднем каждые 4,4 года. Также быстро стареют и широконосые обезьяны — средний период удвоения риска смерти у них составляет 4,3 года (у игрунки — около 3,3 года). Больше всего не повезло лори (Lorisoidea): у них риск смерти удваивается каждые 3,3 года.
Реконструкция эволюционной истории показала, что общий предок всех человекообразных старел с той же скоростью, что и современные виды — для него время удвоения риска смерти составляло 7,15 ± 0,91 года. Это означает, что медленное старение возникло еще до разделения человекообразных и мартышкообразных, которое произошло около 20–30 миллионов лет назад, и с тех пор практически не изменилось у гоминоидов.
Базовый риск смерти в возрасте половой зрелости оказался крайне изменчивым даже внутри близких групп. Например, у шимпанзе (Pan troglodytes) этот риск составляет всего 0,2 процентаВ оригинальной статье авторы приводят значения базового риска (α) в логарифмической шкале. Например, для шимпанзе ln(α) = —6,23, что соответствует вероятности около 0,2%, а для игрунки ln(α) = —3,1 — около 4,5%., у саймири (Saimiri sciureus) — 0,33 процента, у орангутана (Pongo abelii) — 1,2 процента, у макака-крабоеда (Macaca fascicularis) — 2,5 процента, а у обыкновенной игрунки (Callithrix jacchus) — 4,5 процента, то есть почти в 20 раз выше, чем у шимпанзе. При этом эти два параметра эволюционно не связаны: вид может иметь высокий базовый риск, но медленное старение (как шимпанзе), или низкий риск, но быстрое старение (как некоторые мартышкообразные).
Авторы пришли к выводу, что скорость старения — эволюционно консервативный признак, который сильно различается между надсемействами приматов и, по всей видимости, унаследован от общего предка. Базовый риск смерти в возрасте половой зрелости, напротив, пластичен и эволюционно не связан со скоростью старения. Однако ученые отметили, что данные получены на популяциях в неволе, поэтому оценки базового риска, скорее всего, занижены, а продолжительности жизни — завышены по сравнению с дикими или предковыми популяциями.
Недавно исследователи нашли универсальные молекулярные маркеры старения, общие для грызунов и приматов. На основе этих данных они построили модель, которая может предсказывать продолжительность жизни и связывать старение с конкретными факторами.