Старение — это плата за выживание: как динозавры изменили генетику млекопитающих

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Рассуждения | Оффтопик

Старение — это неизбежный процесс, который претерпевают все живые существа. Однако скорость и характер старения могут сильно различаться в зависимости от вида. Почему же так получается, что некоторые рептилии, такие как черепахи или крокодилы, живут дольше и стареют медленнее, чем человек или другие млекопитающие? Ответ на этот вопрос может крыться в далеком прошлом, когда на Земле правили динозавры.

Новая гипотеза, предложенная профессором Жоао Педро де Магальянсом из Университета Бирмингема, утверждает, что старение млекопитающих было сформировано под влиянием эволюционного давления в течение мезозойской эры, когда динозавры доминировали на планете более 100 миллионов лет. Эта гипотеза называется «бутылочное горлышко долголетия» и была опубликована в журнале BioEssays.

Эволюция млекопитающих и гипотеза бутылочного горлышка долголетия. Синапсиды, пресмыкающиеся предки млекопитающих, отделились от завропсид, предков динозавров, птиц и рептилий, более 300 миллионов лет назад. После триасово-юрского вымирания около 200 миллионов лет назад, динозавры стали доминирующими хищниками. Млекопитающие, напротив, выжили, став мелкими ночными насекомоядными, но увеличившись в размерах после того, как динозавры исчезли после мел-палеогенового вымирания, около 66 миллионов лет назад. Гипотеза бутылочного горлышка долголетия гласит, что ранние млекопитающие, проведшие более 100 миллионов лет в качестве маленьких, короткоживущих животных, привели к потере генов или инактивации признаков, связанных с долголетием, и оставили наследие, которое наблюдается в отмеченном фенотипе старения современных млекопитающих, в частности, у долгоживущих видов, таких как человек. EE — событие вымирания. Кайнозой показан для простоты, но включает в себя три периода (палеогеновый, неогеновый и четвертичный). Силуэты из phylopic.org

Суть гипотезы заключается в том, что млекопитающие, которые появились около 200 миллионов лет назад, были вынуждены адаптироваться к жизни в условиях постоянной опасности от хищных динозавров. Это означало, что млекопитающим нужно было размножаться как можно быстрее и эффективнее, чтобы обеспечить выживание своего вида. В результате этого млекопитающие потеряли или деактивировали некоторые гены, которые отвечают за долгую жизнь, такие как гены, связанные с регенерацией тканей и ремонтом ДНК.

Эти гены, по мнению профессора де Магальянса, сохранились у некоторых рептилий и амфибий, которые не испытывали такого же давления на размножение, как млекопитающие. Эти существа показывают минимальные признаки старения и могут жить очень долго. Например, самая старая черепаха в мире, по имени Джонатан, живет на острове Святой Елены и ему уже более 190 лет. С другой стороны, самое долгоживущее млекопитающее — это кит-гренландец, который, по некоторым оценкам, может жить до 200 лет, но при этом он всё равно стареет гораздо быстрее, чем черепаха.

Джонатан собственной персоной. 2014 год
Автор: David Stanley from Nanaimo, Canada. World's Oldest Reptile, CC BY 2.0, Источник: commons.wikimedia.org

Профессор де Магальянс считает, что старение млекопитающих — это наследие мезозойской эры, когда они были вынуждены жить в тени динозавров. Он говорит: «Гипотеза ‘бутылочного горлышка долголетия' может осветить эволюционные силы, которые формировали старение млекопитающих на протяжении миллионов лет. Хотя человек является одним из самых долгоживущих животных, есть много рептилий и других животных, которые имеют гораздо более медленный процесс старения и показывают минимальные признаки старения за свою жизнь.»

Он также добавляет, что у млекопитающих есть потенциал для регенерации и ремонта, который был утрачен в процессе эволюции. Он приводит примеры животных, которые обладают удивительными способностями к восстановлению, таких как аксолотль — саламандра, которая может отращивать отсутствующие конечности, органы и даже части мозга. Он говорит: «Эта генетическая информация была бы ненужной для ранних млекопитающих, которые были счастливы не оказаться пищей для тираннозавра. Хотя сейчас у нас есть множество млекопитающих — включая человека, китов и слонов — которые растут большими и живут долго, мы и эти млекопитающие живем с генетическими ограничениями из мезозойской эры, и мы стареем удивительно быстрее, чем многие рептилии.»

Гипотеза профессора де Магальянса — это попытка объяснить одну из самых загадочных и сложных проблем биологии — происхождение и смысл старения. Он признает, что это пока только гипотеза, которая требует дальнейшего исследования и экспериментального подтверждения. Он также предполагает, что старение млекопитающих может быть связано с более высокой частотой рака, чем у других видов, из-за их эволюционной истории. Он говорит: «Хотя это пока только гипотеза, есть много интригующих аспектов, чтобы развить ее, включая перспективу того, что рак чаще встречается у млекопитающих, чем у других видов, из-за нашей эволюционной истории».

Старение — это не только биологический, но и социальный и культурный феномен, который затрагивает всех нас. Понимание его причин и механизмов может помочь нам улучшить качество жизни и продлить ее продолжительность. Возможно, в будущем мы сможем восстановить некоторые из утраченных генов, которые делают нас более устойчивыми к старению и болезням.

32 комментария

113395006563683423447@google
Всегда считал, что причина нашего старения — скорость метаболизма, обеспечивающая нашу гиперактивность в сравнении с рептилиями. Черепаха стареет медленнее, но и живет как бы в четверть скорости.
P
Тем более, что и сами динозавры обладали бешеным метаболизмом, и долго не жили.
П
Большинство
самых загадочных и сложных проблем

объясняется с точки зрения эволюционных принципов отбора: в тех условиях, в которых живут млекопитающие, в т.ч. человек, наиболее оптимальным (с точки зрения выживаемости) является тот или иной цикл одной жизни. Большую часть времени человек жил в условиях, когда максимально выживали особи с циклом жизни условно 40 лет, в это время путем разного рода мелких и крупных мутаций или приобретались новые гены, или утрачивались старые гены, которые приводили к исчезновению особей с меньшим чем 40 лет циклом жизни или с большим циклом жизни. Причем это скорее всего не один ген, а набор сотен или тысяч генов. Все вроде элементарно.
102976506796884933242@google
Ну Вы, грубо говоря, суть статьи и пересказали) Просто надо же понять, что определило такой цикл, вот поэтому и появилась эта гипотеза)
М
Я так и не понял, почему это исчезали гены особей с бо́льшим циклом жизни, если они были более приспособлены, потому и прожили дольше, и оставили больше потомства? Что-то в вашей «элементарной» логике сломалось))
S
Не так. В данном случае гены долголетия не работали и не давали больших шансов на выживание и с одинаковой вероятностью выживали и обладатели этих генов и те у кого их нет. Это могло вытеснить «бесполезные» гены.
М
То есть как обычно, всё объясняется задним числом, хотя никаких данных у нас нет)
S
Я не имею отношения к науке изучения происхождения видов. Поэтому выводы оставлю на совести у специалистов.
113266255050330317344@google
По моему во всем виновата теплокровность и, как следствие бешенный метаболизм. Те же птицы тоже стареют быстро. А ведь они прямые потомки динозавров.
113669591251958039472@google
Динозавры тоже кстати теплокровными вроде как были. А птицы стареют быстрее них так как их метаболизм и изнашивание организма намного больше чем у дино или человека, полёт штука гипер энергозатратная.
М
ПРЕДПОЛОЖИТЕЛЬНО «прямые потомки динозавров». Чему нет вообще никаких твёрдых доказательств.
P
А что вы считаете «твёрдыми» доказательствами? Вам живого динозавра надо предоставить для сравнения?
М
А что вы считаете «твёрдыми» доказательствами? Вам живого динозавра надо предоставить для сравнения?

Ну на чём конкретно основано категоричное утверждение о прямом потомстве птиц и динозавров, можете перечислить?
P
Не категоричное, а обладающее наибольшей вероятностью. Основано на строении скелетов, наличии перьев, строении дыхательной системы и некоторых других, менее исследованных, признаках. Если что, учёные, выступающие против теории происхождения птиц от динозавров, всё ещё считают их потомками триасовых архозавров. То есть птицы и по их мнению являются ближайшими ныне живущими родственниками динозавров.
М
Не категоричное, а обладающее наибольшей вероятностью. Основано на строении скелетов, наличии перьев, строении дыхательной системы и некоторых других, менее исследованных, признаках. Если что, учёные, выступающие против теории происхождения птиц от динозавров, всё ещё считают их потомками триасовых архозавров. То есть птицы и по их мнению являются ближайшими ныне живущими родственниками динозавров.

То есть лишь некая внешняя схожесть (весьма отдалённая) некоторых анатомических структур — достаточна для вывода о том, что птицы произошли от динозавров?
А что делать с НЕПОХОЖИМИ структурами? Такими, например? http://www.sciencedaily.com/releases/2009/06/090609092055.htm
http://www.weloennig.de/Feduccia2020.pdf
T
https://www.nature.com/articles/s41586-022-04770-6
Ваши данные несколько устарели. Ну и генетика, вредная штука — динозавры (много видов) генетически ближе к птицам, чем к современным рептилиям.
М
Во-первых, в вашей ссылке вообще ничего не говорится про «генетическую близость», а лишь про то, что ЯКОБЫ у динозавров также был ускоренный метаболизм, как и у птиц. А «якобы» тут потому, что вывод этот про динозавров чисто умозрительный, что и говорится напрямую в статьях, на которых ссылаются авторы:
«Metabolic and thermoregulatory mechanisms of leatherbacks have important implications for considerations of size and function in animal biology8–10 and for speculation on the endothermic capacities of dinosaurs»
P
То есть вы привели ровно один признак (неподвижное бедро), отличающий птиц от динозавров и решили, что он один важнее, чем куча остальных признаков, роднящих птиц и динозавров. Тогда не очень понятно, зачем лезть так глубоко. Есть отличительный признак, лежащий на поверхности: у динозавров был хвост, у птиц его нет. И всё, зачем что-то дальше придумывать? Но давайте продолжим рассуждения! У страусов, эму, казуаров, киви нет киля, а у всех птиц есть. Значит, принадлежность страусов, эму, казуаров, киви к птицам — это лишь предположение, не имеющее твёрдых доказательств. А ещё у некоторых «птиц», например пингвинов или моа, нет пневматизации костей, а у птиц и динозавров есть. То есть, получается, что пингвины и моа должны быть ещё дальше от птиц, чем динозавры.
М
То есть ты не прочитал приведенные материалы, но при этом утверждаешь, что тебе предъявили только одно отличие. Скажи, зачем ты так делаешь?
И второй вопрос — насколько ты вообще знаком с биохимией?
P
Ответил выше. А вы на мой вопрос отвечать собираетесь?
104479080354727099005@google
А на динозавров кто давил? Или птицы не стареют? ))
113048128896320003404@google
Автор, запомните: точка в конце прямой речи ставится за кавычками.
«… из-за нашей эволюционной истории».
От так
102976506796884933242@google
Спасибо, буду внимательнее)
М
Прежде, чем доказывать эту гипотезу, основанную на гипотезе происхождения млекопитающих от динозавров, неплохо бы сперва доказать эту самую гипотезу происхождения млекопитающих от динозавров. А вдруг она ошибочна?)
P
Млекопитающие не происходили от динозавров. Это даже на картинке нарисовано.
М
Мой промах, неправильно прочитал оказывается)
117754237198129982294@google
Как то не сходится гипотеза… У черепах до сих пор приплод гораздо больше чем у человека и большинство из приплода до сих пор погибает от хищников. Если гипотеза верна, то черепахи должны иметь очень короткую жизнь, но что то все совсем не так
102976506796884933242@google
Приплод это немного другая ситуация
117754237198129982294@google
Почему другая? Мало того, что там много особей, так еще они это деоают не 2-3 раза за всю жизнь как человек.
T
До не столь давнего времени человек тоже «это делал» раз 10-20 за жизнь женщины.
395996351575@odnoklassniki
М-да… А вот объяснить почему у молотка именно такая форма, какая она есть — сложно? А если рассматривать его эволюцию? Переход от кремнийорганической жизни к мёртвому набору минералов, который содержал ужЕ чистый кремний из которого путём радиоактивных мутаций получилась органическа жизнь. А что по этому поводу думает комитет выдающихся мыслителей современности под предводительством учёного из Антарктиды — Хуана Маркуса фон дер Пшика?
М
Может, млекопитающие быстрее вступают а репродуктивный возраст чем крупные рептилии. И именно это определяет продолжительности жизни

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Китайские драконы - не выдумки: как палеонтологи нашли и изучили необычную морскую рептилию из триасового периода

В китайском календаре наступил год Дракона — символа мудрости, силы и удачи. Но не все знают, что драконы жили не только в легендах и сказках, но и в далеком прошлом нашей планеты....

Haro Saguaro: еще один трейловый велосипед. Изучаем, ждем, ищем аналоги в России

Редко, но бывает праздник и на нашей улице — когда известный бренд велосипедов представляет новинку, которая вполне может появиться в продаже в России. Калифорнийский бренд Haro решил...

Рисовое мясо. Как корейские ученые создают еду будущего

Специалисты сеульского университета Ёнсей презентовали новый продукт питания — смесь из говядины и риса. Ученые сделали интересное открытие, внедрив в обычную культуру животные...

Гусеницы - пример для подражания в мягкой робототехнике

Гусеницы — это удивительные существа, которые способны преодолевать различные препятствия на своем пути, используя свое эластичное и сокращающееся тело. Они могут переползать по разным...

7 самых опасных пород кошек, которые живут рядом с нами

Когда мы принимаем решение завести кошку, мы часто не задумываемся о том, какие особенности характера могут быть у нашего нового питомца. Ведь когда видим милого, пушистого котёнка, который...

Новый тип кибератаки: как беспроводная зарядка может поджечь ваш смартфон

Многие из нас привыкли заряжать свои смартфоны или другие гаджеты без кабеля, используя беспроводные зарядные устройства. Это кажется удобным и современным способом поддержания заряда батареи....