Мръснобежовата, покрита със сиво-кафеникави петна мида, наречена Минг (да, на името на китайската династия!) преди няколко години стана най-известното мекотело в света. Макар и принадлежаща към род със съответното име и класификация на латински, точно този екземпляр получава специалното си име през 2006 година. Тогава учени я изтръгват от морското дъно край Исландия и… по този начин я убиват. А тя се оказва едно от най-възрастните животни на Земята – учените изчисляват, че е на 507 години!

През август 2016 година учените изчислили, че една от проследяваните с научни цели гренландска акула всъщност е на цели 392 години, което автоматично я прави най-дълголетното гръбначно животно. А рекордът по продължителност сред млекопитаещите принадлежи на гренландски кит, който е доживял до преклонните 211 години.

Хората сме доминиращ вид на планетата Земя в много отношения. Но до днес множество други видове животни ни изпреварват по отношение продължителността на живота. Биолозите днес разполагат с множество примери на екстремно дълголетие, като въпросите пред тях се умножават непрекъснато, като произхождат от един основен – „защо организмите стареят и умират“. И отделно – „защо някои видове живеят по сто години, а други само месеци, седмици или дори дни?“.

Ключът към дълголетието е… кислородът?

Да, хората живеят относително дълго. Някои учени допълнително се надяват, че придобиването на повече знания относно дълголетието в природата ще даде шанс не само да разберем по-добре техните особености, но и ще помогне на хората да удължат живота си. Затова откритието на мидата Минг и определянето на възрастта й довежда до моменталните предположения, че тайната на дълголетието й се крие в много ниското потребление на кислород, тъй като тя е живяла в среда с много ниско съдържание на този газ.

И наистина в наши дни една от най-разпространените хипотези за влиянието на продължителността на живота се базира на това, че живота е тясно свързан със скоростта на обмяна на веществата – или скоростта на химичните реакции, които разлагат храната до енергия и произвеждат необходимите за клетките съединения. Идеите за това, че в животинските организми повредите в клетките се натрупват и те умират по-бързо, ако работят повече, се е появила още преди столетие.

В началото на ХХ век немският физиолог Макс Рубнер сравнявал показателите на енергийния метаболизъм и продължителността на живот при морски свинчета, котки, кучета, крави, коне и хора. Той открил, че по-големите животни имат по-ниски скорости на метаболизма, съотнесено към грам тъкан, и че те живеят по-дълго. Това го води до мисълта, че ускореното потребление на енергия води до съкращаване на живота.

Тази идея е доразвивана от американския биолог Раймонд Пърл след неговите изследвания над влиянията на гладуването, промените в температурата и наследствеността над продължителността на живота на плодовите мушици. Той пише, че „Като цяло продължителността на живота се променя обратнопропорционално на темпа на разход на енергия по време на живота“.

Свободните радикали

През 1954 година Денъм Харман от Калифорнийския университет в Бъркли представя система, която става известна като „теория за скорост на живота“. Той предполага, че стареенето представлява следствие на натрупвания на повреди в клетките, предизвикани от свободните радикали. Получаваните вследствие на метаболизма свободни радикали представляват сами по себе си изключително реактивни молекули, които могат да повреждат клетъчните структури, буквално „крадейки“ електрони от тях.

Въпреки че през годините много хора вярват напълно в тази теория и тя е подкрепена от факта, че по-големите животни с бавен метаболизъм живеят дълго, то в наши дни до известна степен тя е опровергана. Една от причините е, че учените доказаха, че много птици и прилепи живеят значително по-дълго, отколкото би трябвало, въпреки своите темпове на метаболизъм. Торбестите бозайници живеят по-малко в сравнение с плацентните, макар и да имат по-забавен метаболизъм в сравнение с тях.

Митохондриите и дълголетието

Както изглежда в наши дни, идеята за това, че колкото повече кислород използват организмите, толкова по-голямо е производството на свободни радикали, носещи повреди в организма и оттам стареене – се отхвърля. Или по-скоро вече е поостаряла. Днес науката отива „по-навътре“ в клетката, на ниво изследвания над митохондриите – частите на клетката, които генерират самата енергия от хранителни вещества.

Когато митохондриите разграждат химическите вещества от храната, протоните проникват през техните вътрешни мембрани, създавайки разлики в електрическия потенциал между тях. И когато протоните се връщат през тази мембрана обратно, разликата в потенциалите се използва за създаване на аденозинтрифосфат (АТФ) – молекулата, в която енергията се съхранява.

Първоначално се считало, че производството на свободни радикали е високо, когато електрическите разлики между мембраните на митохондриите били големи – тоест колкото е по-висока скоростта на метаболизма, с толкова по-голяма скорост се образуват високореактивните молекули, водещи до увреждания в клетките.

Само че този модел не отчита присъствието на т.нар. разпрягащи белтъци във вътрешната мембрана на митохондриите. Благодарение на функциите като например отделяне на топлина тези разпрягащи белтъци задействат потоци от протони през мембраната, за да намалят разликите в потенциалите от двете й страни, когато тя е много висока.

Традиционната идея е такава, че докато вие увеличавате скоростта на своя метаболизъм, определен процент от употребявания от вас кислород отива за производството на свободни радикали. Но тя принципно не потвърждава това, което знаем за работата на митохондриите. По-скоро трябва да очакваме, че колкото по-голяма е скоростта на метаболизма и количеството на разпрягащите белтъци (UCP1), толкова по-малко ще бъдат и свободните радикали!

Има ли значение размерът?

Все пак размерът има някакво значение. В изследване от 2007 година Жоао Педро Магалханес от университета в Ливърпул сравнява масата на телата и максималната известна продължителност на живота на повече от 1400 вида бозайници, птици, земноводни и влечуги. В тези четири групи той открива, че в над 63% от случаите продължителността на живот е свързана с масата на тялото. Прилепите били изключени от класацията, защото те живеят значително повече, отколкото би трябвало спрямо теглото си. Но при останалите бозайници около 76% следвали този принцип. При птиците процентът е около 70%, при влечугите – 59%. А при земноводните нямало такава корелация.

Според учения и негови колеги всичко се свежда до комбинации от еволюционни и екологически фактори. Размерът на тялото е определящ фактор за екологичните възможности. По-малките животни имат повече врагове и трябва да растат по-бързо и да се размножават бързо, за да предават гените си. По-големите животни като слонове и китове е по-малко вероятно да бъдат изядени от хищници и изпитват недостатъци в еволюционен план, защото не могат да съзряват и да се размножават в ранна възраст.

Средата също има значение

Ако размерите на тялото влияят на продължителността на живота заради това, че е по-малко вероятно да бъдете изяден, това значи ли, че различни популации на един и същи вид могат да живеят по-дълго или по-кратко в зависимост от това, къде се намират? Тоест ако липсват хищници или не?

Бившият журналист, станал укротител на лъвове, Стивън Остед решил да провери тази идея през 1980 година, изследвайки възрастните опосуми. Той хваща и поставя радио нашийници на 34 екземпляра от остров Сапело и още 37 в континенталната част в Южна Каролина. Популацията, живееща на континента, е непрекъснато преследвана от диви кучета и рисове, докато за популацията на острова няма хищници, които да я преследват. Така опосумите от острова се намират под по-малко влияние от страна на хищници и са генетично изолирани.

Остед открива, че островните опосуми живеели с около 23% по-дълго, отколкото техните родственици от континента. Освен това те помятали значително по-малко по време на раждане, започвали да се размножават относително по-късно и могли да се възпроизвеждат значително по-дълго време. Изследванията показали и че колагенът в сухожилията на опашките на опосумите от континента стареел по-бързо в сравнение с тези на острова.

Остед взел под внимание и възможните влияния на климата, микроорганизмите и начина на хранене, но в крайна сметка стигнал до извода, че по-продължителният живот на островната популация по-скоро е свързан с генетичните вариации, предизвикани от различното селекционно натоварване. Тоест – по-лекия живот ви носи дълголетие.

Съществуват и други фактори, които на пръв поглед могат да влияят на дълголетието, но като цяло най-голямо значение имат размерът на тялото и екологичните фактори. Но… невинаги. Спомнете си случая с мидата Минг и прилепите.

Размерът на мозъка например е свързан с максималната продължителност на живота, особено при приматите, както и… размерът на очната ябълка! И макар в науката днес да има множество доказателства за това, че размерът и средата имат значение, то… както виждате, изключенията също са доста. И си струва да бъде мислено над тях.