Максимальна тривалість життя тропічного виду метелика виявилась більшою у 25 разів, ніж у його близького родича. Раніше вважали, що їхнє довголіття пов’язане виключно з пилком в раціоні, але навіть без нього метелики прожили довше за родичів. Ймовірно, метелики-довгожителі мають генетично збережені механізми сповільнення старіння, які можуть виявитися спільними для багатьох організмів, що робить цих комах потенційною моделлю для вивчення здорового старіння. Дослідження опублікували в журналі Nature Communications.
Два дорослих метелики Heliconius melpomene, але метелик справа значно старший, що видно за слідами зношування крил. Elizabeth Hodge
Чому дослідників зацікавило старіння метеликів?
Механізми старіння є спільними для багатьох організмів, тому дослідження причин довголіття видів-довгожителів може надати інформацію про здорове старіння у людей. Водночас комахи є зручним модельним об’єктом для досліджень здорового довголіття, адже живуть від кількох днів до кількох місяців, порівняно зі ссавцями, що можуть жити роками та десятиліттями. Одними з комах-довгожителів є тропічні метелики роду Heliconius, тривалість життя яких може сягати шести місяців, тоді як в їхніх близьких родичів — шість тижнів. Ці метелики харчуються пилком в дорослому віці, однак інші види такого пристосування не мають.
Раніше припускали, що їхнє довголіття залежить виключно від харчування пилком в дорослому віці, а без нього метелики-довгожителі житимуть однаковий час зі звичайними. Крім того, бракувало точних даних про тривалість життя багатьох видів метеликів. Тож група науковців з Панами та США на чолі з фахівцями Бристольського університету у Сполученому Королівстві вирішила зʼясувати точну тривалість життя метеликів цього роду та що саме робить їх довгоживучими: харчування пилком чи генетичні ознаки.
Як перевіряли довголіття метеликів?
Для того щоб оцінити тривалість життя метеликів групи Heliconiini, науковці зіставили опубліковані літературні дані з тими, що їм надали в Міжнародній асоціації експонентів та постачальників метеликів. Вони виявили, що максимальна тривалість життя тропічного виду довгокрила Гʼюітсона (Heliconius hewitsoni) становила 348 днів, що у 25 разів перевищило максимум для виду юнона довгокрила (Dione juno) — 14 днів. Досі про таку максимальну кількість прожитих днів у метеликів не було відомо. Крім того, середня тривалість життя у метеликів, що харчувались пилком становила 105 днів, а в тих, що не харчувались — 55,6 дня. Стать не впливала на тривалість життя цих метеликів. Науковці також виявили, що у виду метеликів блакитна хвиля (Myscelia cyaniris) максимальна тривалість життя становила 380 днів. Хоч він не з роду Heliconius, це робить його метеликом з найбільшою зафіксованою тривалістю життя.
Дорослий метелик виду Heliconius erato поруч із лялечкою цього ж виду. Sebastián Mena
Дослідники також порівняли тривалості життя у метеликів виду тигрового довгокрила (Heliconius hecale), який харчується пилком, і виду геліконіда Юлія (Dryas iulia), що не харчується пилком в дорослому віці, щоб перевірити, чи має харчування прямий вплив на тривалість життя. Для цього метеликів обох видів розділили на тих, хто отримуватиме пилок і буде без нього. Дослідники виявили, що пилок не мав впливу на тривалість життя геліконіди Юлія. Водночас тигрові довгокрили, що не отримували пилку, в середньому дожили до 47 днів, а харчуючись пилком — до 63 днів. Однак навіть за відсутності пилка в раціоні, тигрові довгокрили в середньому прожили на 20 днів довше, ніж геліконіда Юлія. Це вказує на те, що пилок є важливим фактором у їхньому довголітті, але не основним.
Науковці також дослідили показники старіння: масу тіла, що знижується з віком, і функціональність м’язів, що погіршується в старших особин. Вони виявили, що зі збільшенням віку метелики геліконіда Юлія втрачали силу м’язів, але у тигрових довгокрилів такого не спостерігали. Водночас тигрові довгокрили без пилку в раціоні стрімкіше втрачали масу тіла і були слабшими, ніж ті, що отримували пилок. Проте у метеликів геліконіда Юлія пилок в раціоні не впливав на масу тіла і функціональність м’язів.
Як довголіття метеликів допоможе зрозуміти старіння в людей?
Науковці припускають, що однією з причин довголіття метеликів є їхня здатність засвоювати поживні речовини з пилку в дорослому віці, якої не мають види, що не харчуються ним. Ймовірно, саме ліпіди й амінокислоти з пилку дають метеликам-довгожителям енергію та роблять більш витривалими. Крім того, ліпіди з пилку можуть посилювати імунітет комах і запобігати смерті від інфекційних захворювань.
Однак, дослідники також з'ясували, що лише харчуванням довголіття метеликів пояснити неможливо. Адже навіть без пилку метелики-довгожителі жили в середньому довше за родичів. Крім того, тривалість життя не змінилась у метеликів, яких годували пилком лише під час експерименту, хоч вони зазвичай не харчуються ним. Науковці припускають, що метеликам-довгожителям у спадок від предків їхнього роду передались механізми уповільнення старіння. Якщо майбутні дослідження покажуть, що вони є спільними для багатьох організмів, це допоможе краще зрозуміти причини здорового старіння навіть у людей.
Як гени пов’язані зі старінням
🧬 Негативний вплив «вічних» хімікатів на старіння геному виявився найсильнішим у чоловіків середнього віку.
🧠 Водночас неактивну Х-хромосому у жінок запідозрили у захисті від старіння та спричиненого ним занепаду розумових здібностей.
🥵 А от у Тайвані в людей зафіксували нижчі темпи старіння через спеку попри те, що її хвилі лише почастішали.
