Стражи океана: как гренландские акулы живут веками и почему человек не может так же?

В холодных водах Северной Атлантики обитает существо, которое бросает вызов привычному пониманию жизни. Гренландская полярная акула плавает в океане уже несколько столетий, переживая целые эпохи человеческой истории. Эти древние рыбы стали настоящими рекордсменами — они живут дольше любых других позвоночных на планете.

Ученые, рассуждающие о человеческом бессмертии и мечтающие изобрести «чудодейственное» средство от всех болезней, первоочередно смотрят именно на этих обитателей подводного мира, изучают их феноменальный организм и обращают пристальное внимание на механизмы репарации ДНК, играющих не последнюю роль в их долгожительстве.

В этой статье обсудим этих опасных хищников, царящих в океане, разберемся, за счет чего им удается «поддерживать форму» в течение нескольких столетий, а также попытаемся выяснить, почему на это неспособны люди.

Обитатель арктических глубин

Эта рыба плавает в океане четыре столетия. Это самый настоящий гигант северных морей, чьё тело напоминает торпеду длиной от четырёх до пяти метров. Отдельные особи вырастают до шести с половиной метров и переваливают за тонну веса. У них приземистая голова с тупым носом, крошечные спинные плавники, лишённые защитных шипов, и шкура, окрашенная в оттенки от пепельно-серого до угольно-чёрного. Иногда на спине проступают белёсые отметины, словно следы от брызг ледяной воды.

Эти акулы выбрали для себя одни из самых суровых мест на планете. Вода здесь редко прогревается выше двенадцати градусов, а зимой и вовсе опускается до минус двух. Их можно встретить у побережий Гренландии и Исландии, в канадских фьордах, у норвежских берегов и даже в российских арктических морях. Летом они предпочитают держаться на глубине от ста восьмидесяти до пятисот пятидесяти метров, а с наступлением холодов поднимаются ближе к поверхности. Впрочем, некоторые смельчаки забираются и на два километра вниз, где давление способно раздавить любой неподготовленный организм.

Ученые, наблюдавшие за этой акулой, отмечали её поразительную неторопливость. Это самый флегматичный хищник в мировом океане. Средняя скорость передвижения — всего полтора километра в час, а рывок до двух с половиной километров в час считается у неё пределом мечтаний. Для сравнения, тюлень, на которого она иногда охотится, плавает вдвое быстрее. Как же такая тихоходка ухитряется не голодать?

Учёные долго ломали голову над этой загадкой, пока не выяснили, что акулы просто поджидают, пока тюлени уснут на льдинах. А ещё они не брезгуют падалью — в их желудках находили останки белых медведей, северных оленей и прочей живности, которую прибило к морскому дну.

Меню у этих акул, кстати, довольно разнообразное. Они не откажутся ни от рыбы, ни от скатов, ни от угрей. С удовольствием поедают сельдь, мойву, треску, камбалу. Зимой, когда добычи меньше, становятся главными врагами тюленей — следы их зубов регулярно находят на мёртвых тюленях, выброшенных волнами на берега Новой Шотландии.

Ещё одна особенность — их привлекает запах разложения. Стоит рыболовецкому судну выбросить за борт потроха или испорченную рыбу, как вокруг мгновенно появляются эти древние падальщики.

Измерение возраста

Долгое время учёные даже не подозревали, сколько на самом деле живут гренландские акулы. Обычно возраст рыб определяют по костям, на которых образуются годовые кольца, подобно спилам деревьев. Но акулы — хрящевые рыбы, костей у них нет вообще. Пришлось искать совершенно другой подход.

В 2016 году группа датских и норвежских исследователей опубликовала в журнале Science результаты уникального исследования, перевернувшего представления о долголетии позвоночных. Учёные проанализировали хрусталики глаз двадцати восьми акул разного размера. Хрусталик — это часть глаза, работающая как линза. Белки, из которых он состоит, накапливаются там ещё до рождения животного и больше не обновляются на протяжении всей жизни. Значит, возраст этих белков равен возрасту всей акулы.

Исследователи использовали радиоуглеродный метод датирования. В середине прошлого века, когда проводились ядерные испытания, содержание радиоактивного углерода-14 в океане резко возросло. Этот так называемый «бомбовый пик» стал своеобразной временной меткой. Три самые мелкие акулы родились после 1960-х годов, о чём свидетельствовал повышенный уровень углерода-14 в их глазах. Остальные двадцать пять акул появились на свет раньше, когда уровень радиоактивного углерода был ниже.

Результаты поразили научное сообщество. Самая крупная пятиметровая акула, по оценкам исследователей, родилась примерно 392 года назад, плюс-минус 120 лет. Это означает, что она могла плавать в Северной Атлантике ещё в первой половине семнадцатого века.

Самые большие из них достигают шести с половиной метров, а по некоторым данным, даже семи метров. Самки достигают половой зрелости при длине около четырёх с половиной метров. Учитывая, что акулы растут примерно на один сантиметр в год, можно предположить, что они становятся взрослыми лишь к ста пятидесяти годам. Такие показатели действительно поражают, получается, что полтора века уходит на то, чтобы они достигли зрелости.

Тайны долголетия

Почему же гренландские акулы живут так невообразимо долго? Ответ кроется в сочетании нескольких факторов, создающих уникальную стратегию выживания.

Прежде всего, это невероятно медленный обмен веществ. В ледяной воде арктических морей холоднокровное животное просто не может быть активным. Температура тела акулы близка к температуре окружающей среды, а значит, все биохимические процессы протекают крайне медленно. Акула растёт примерно на один сантиметр в год — это самый медленный темп роста среди всех известных рыб. Такое замедление позволяет экономить энергию и избегать накопления повреждений, которые неизбежно возникают при интенсивном метаболизме.

Ещё один важный фактор — биохимическая защита. В тканях гренландских акул содержится высокое количество мочевины и триметиламиноксида. Эти вещества работают как антифриз, предотвращая образование кристаллов льда в клетках при отрицательных температурах. Триметиламиноксид также стабилизирует белки и ферменты, которые иначе перестали бы нормально функционировать на глубине, где давление достигает двухсот двадцати атмосфер.

Именно из-за высокого содержания этих веществ сырое мясо акул ядовито для людей и собак, вызывая конвульсии и даже гибель. Исландцы научились обрабатывать мясо особым способом, чтобы приготовить из него традиционное блюдо хаукартль.

К слову, отвлекаясь от заданной темы, интересно заметить, что исландцы придумали невероятно интересный способ нивелирования всех опасностей. Мясо акулы закапывается в землю, где держится длительное время — от 6 до 12 недель. За этот промежуток времени все токсины успевают выветриться. Уже после этого мясо высушивается в течение нескольких месяцев. В конце концов выходит блюдо, сильно пахнущее аммиаком и отличающееся крайне необычным вкусом, особенно специфичным оно покажется тем, кто не родился в Исландии или никогда там не был. Однако, несмотря на всё это, в этой стране подобное угощение — истинный деликатес.

Недавние исследования генома гренландской акулы раскрыли ещё один секрет. Учёные обнаружили, что у этих акул усилены механизмы репарации ДНК — системы восстановления повреждённых молекул. Их глазные ткани демонстрируют удивительную устойчивость к возрастным изменениям. Даже у самых старых особей сохраняются все механизмы для зрения в темноте, а ткани глаз избегают типичного износа. Это связано с повышенной активностью генов, отвечающих за восстановление клеток.

Интересно, что не все органы акул одинаково устойчивы к старению. Исследования сердца показали наличие возрастных рубцов и повреждений митохондрий. Однако сердца продолжают нормально функционировать. Учёные предполагают, что у акул есть специальные защитные гормоны, компенсирующие эти повреждения.

Почему человек не может жить так долго

Возникает естественный вопрос: если некоторые животные могут жить столетиями, почему люди не обладают такой способностью? Ответ, к сожалению, довольно прозаичен. Проблема заключается в фундаментальных различиях между видами и их эволюционными стратегиями.

Продолжительность жизни млекопитающих тесно связана со скоростью обмена веществ и относительным размером мозга. У человека обмен веществ значительно выше, чем у гренландской акулы. Мы теплокровные существа, поддерживающие постоянную температуру тела около 37 градусов. Это требует огромных энергозатрат. Каждая клетка нашего организма работает интенсивно, производит много свободных радикалов — агрессивных молекул, повреждающих ткани. Со временем эти повреждения накапливаются, и организм стареет.

Эволюция человека шла по пути развития сложной нервной системы, высокой активности и быстрого размножения. Нам невыгодно жить сотни лет — важнее успеть передать гены следующему поколению, пока мы молоды и полны сил. Природа как бы выбирает между качеством и количеством жизни. У гренландских акул другая стратегия — они живут медленно, размножаются поздно, но зато могут существовать столетиями.

У человека есть определённые механизмы защиты от старения, но они не настолько эффективны, как у некоторых долгоживущих видов. Наши клетки делятся ограниченное число раз, после чего наступает старение. Теломеры — защитные колпачки на концах хромосом — укорачиваются с каждым делением. У гренландских акул, видимо, эти процессы работают иначе, хотя наука ещё только начинает понимать детали.

Максимальная продолжительность жизни человека, по некоторым оценкам, составляет около ста двадцати пяти лет. Отдельные люди доживают до этого рубежа, но случаи жизни дольше крайне редки и часто вызывают сомнения. Гренландская акула живёт в три-четыре раза дольше, но это не значит, что мы можем легко достичь такого же результата. Слишком уж разные у нас стратегии выживания, слишком непохожие условия, в которых формировались наши виды.

Уникальность

Гренландская полярная акула является самым долгоживущим позвоночным животным на планете. Ранее данный титул принадлежал гренландскому киту (некоторые представители этого вида могли жить по 211 лет). Однако гренландской акуле удалось превзойти даже его.

Эти существа живут в условиях, которые кажутся нам экстремальными: ледяная вода, огромное давление, полярная ночь. Но именно эти условия и сделали возможным их долголетие. Холод замедляет метаболизм, глубина требует особой биохимической защиты, а медленный образ жизни позволяет экономить энергию.

Гренландские акулы — настоящие патриархи океана. Самые старые особи могли родиться, когда в Европе ещё не было паровых машин, а в России не отменили крепостное право. Они плавают в тех же водах, что и столетия назад, переживая целые эпохи человеческой истории.

К сожалению, эти удивительные создания уязвимы. Из-за медленного размножения и позднего достижения половой зрелости популяция восстанавливается очень медленно.