Хомяки пока не раскрыли тайну продолжительности жизни

Наибольшая максимальная продолжительность жизни (6,4 года) среди исследованных животных наблюдалась у обыкновенной слепушонки (слева), наименьшая (2,7 лет) – у степной пеструшки (справа). (Фото из википедии)

Выявление зависимости продолжительности жизни организмов от различных параметров жизнедеятельности организма до настоящего времени не дало однозначных результатов. Эволюционные и механистические теории, объясняющие феномен старения, существуют на равных, объясняя разными причинами одни и те же выявленные зависимости. В настоящей работе проведен лабораторный эксперимент на 8 видах хомяковых (Cricetidae), в ходе которого измеряли параметры функционирования репродуктивной и соматической систем организма и продолжительность жизни лабораторных животных. Проведен анализ коррелятивных взаимоотношений измеренных параметров с продолжительностью жизни на фоне разнообразной экологической специализации исследуемых видов хомяковых. Показано, что на организменном и на видовом уровне продолжительность жизни определяется балансом ресурсного обеспечения двух конкурирующих систем организма, что может быть интерпретировано как в рамках механистических, так и эволюционных теорий старения.

Несмотря на название статьи, в ней идет речь не о продолжительности жизни вида, а о продолжительности жизни особей разных видов на примере хомяковых (Cricetidae). Феномен старения организмов изучается специалистами разных областей знания. На данный момент биологи объединяют причины старения в две группы: механистические и эволюционные. Согласно первому подходу накопление ошибок при функционировании организма в течение жизни приводит к старению и смерти организма. Отбор как механистическая сила слабее действует на организмы «с пробегом»: эффективность отбора снижается по мере снижения остаточной плодовитости (т.е. плодовитости до конца жизни по сравнению с предыдущим периодом жизни). В этом случае скорость старения должна быть связана со скоростью метаболизма организмов. Эволюционные причины старения связывают с вероятностью смерти особи от случайных причин. Две сферы существования организма – репродуктивная и соматическая – очевидно находятся в конкурентных отношениях за ресурсы. Высокий риск гибели от случных причин должен приводить к интенсификации репродуктивной функции и ограничению ресурсов организма, необходимых для поддержания соматических функции. Наоборот, эволюционное снижение риска гибели от случайных причин у видов, имеющих устойчивые экологические и морфологические адаптации, позволяет по-другому перераспределять ресурсы организма между этими функциями и за счет этого жить дольше. Ожидается, что в этом случае затраты на репродуктивную функцию будут находиться в обратной зависимости от продолжительности жизни организмов.

Проверить является ли такая зависимость результатом «конкуренции» соматической и репродуктивной систем или результатом ограничений, наложенных в ходе предыдущей эволюции, взялись ученые из Новосибирска. В первом случае должна наблюдаться значительная внутривидовая изменчивость параметров обеих систем, которые в свою очередь будут скоррелированы со средней продолжительностью жизни организмов, во втором должна наблюдаться тесная взаимосвязь отдельных параметров с максимальной продолжительностью жизни. В качестве модельных организмов были предложены 8 видов мышевидных грызунов семейства хомяковых (Cricetidae), содержащихся в лабораторных условиях: джунгарский хомячок (Phodopus sungorus), обыкновенная слепушонка (Ellobius talpinus), степная пеструшка (Lagurus lagurus), водяная (Arvicola amphibius), узкочерепная (Lasiopodomys gregalis), красная (Myodes rutilus), тувинская (Alticola tuvinicus) и плоскочерепная (A. strelzovi) полевки. Выбранные виды отличаются по основным параметрам жизненных циклов, по массе тела, предпочитаемым биотопам, пищевой специализации и пространственно-этологической структуре популяций, демонстрируя широкий спектр жизненных форм, а также по социальной организации.

В ходе эксперимента оценивали продолжительность жизни особей (медианную и максимальную) и параметры репродуктивной и соматической систем, такие как средний размер выводка (репродуктивная активность), массу тела, мышечную силу передних конечностей, величины основного обмена, максимального (холодового) обмена и поведенческий репертуар, демонстрируемый в тесте открытого поля.

Основным методом статистического анализа данных авторы выбрали вычисление ранговой корреляции Спирмена. На мой взгляд, довольно странный выбор, поскольку измеряемых параметров много и анализ попарных корреляций не дает общей картины, а выявляет только частные зависимости. Что, собственно, и показали результаты эксперимента и их обсуждение. Все измеренные параметры показали обратную зависимость от продолжительности жизни, за исключением двигательной активности, где она положительная и массы тела, где зависимость отсутствует. Интерпретации зависимости продолжительности жизни от каждого параметра неоднозначны и зачастую имеют отсылку к экологическим различиям видов, что никак не обработано статистически. По-видимому, необходим дополнительный статистический анализ, включающий, помимо измеренных в ходе эксперимента параметров, предполагаемые авторами значимые экологические факторы. Мне не удалось обнаружить в статье данных по анализу внутривидовой изменчивости параметров и их связи с продолжительностью жизни, а, следовательно, первая часть высказанной авторами нулевой гипотезы не нашла отражения в результатах исследования. Как результат авторы констатируют, что их данные можно интерпретировать как с механистических, так и с эволюционных позиций. Авторы подтверждают выводы других исследований о том, что «как на организменном, так и на видовом уровне продолжительность жизни определяется балансом ресурсного обеспечения этих двух процессов».

Наиболее интересным, на мой взгляд, оказалось предложение критерия оценки оптимальности условий содержания животных. Различия в зависимостях медианной и максимальной продолжительности жизни от измеренных параметров у лабораторных животных дает исследователям хороший критерий для оценки условий содержания вида в лабораторных экспериментах, поскольку медианная продолжительность жизни характеризует «конкретную выборку и зависит от того, в какой мере животным удается реализовать свой эволюционный потенциал в конкретных условиях содержания».