Александр Марков - Перспективы отбора. От зеленых пеночек и бессмысленного усложнения до голых землекопов и мутирующего человечества

рис. 24.1.Молодые голые землекопы ( слева ) и тридцатилетний патриарх — размножающийся самец (муж царицы). Хотя и видно, что он несколько усох с возрастом (саркопения и утрата подкожного жира — « старческие » признаки), он по-прежнему бодр, исправно исполняет свои супружеские обязанности и умирать вовсе не собирается.

Судя по всему, процесс старения у голых землекопов действительно замедлен. Они не просто долго живут: многие «старческие» болезни, частота которых резко растет с возрастом у мышей и других млекопитающих (включая онкологические заболевания, диабет, многие сердечно-сосудистые и неврологические патологии), редко встречаются у голых землекопов и еще реже становятся причиной смерти. В лабораторных условиях у них не только наблюдается низкая смертность, но и совершенно не выражен рост смертности с возрастом (часто приравниваемый к самому понятию «старение»). В лаборатории (возможно, как и в природе) землекопы погибают чаще всего в драках с сородичами.

Вопрос о том, что общего у голых землекопов и людей, на первый взгляд напоминает аналогичный вопрос из «Алисы в Стране чудес» (чем ворон похож на письменный стол?). Но это только на первый взгляд. Люди выделяются среди приматов не только высоко развитой социальностью, как голые землекопы — среди грызунов, но и долголетием. Рекордная продолжительность жизни шимпанзе — 59,4 года, для горилл и орангутанов числа очень близкие (60,1 и 59,0), а человеческий рекорд — 122,5 года, то есть вдвое больше. Кроме того, у шимпанзе даже в идеальных условиях наблюдается быстрый рост смертности с возрастом, тогда как у современных людей в развитых обществах смертность лет до 60–70 остается низкой и растет с возрастом очень медленно (правда, потом ее рост ускоряется).

В обзорной статье, опубликованной недавно в журнале Physiological reviews , группа российских и германских биологов под руководством академика Владимира Скулачева проанализировала факты, свидетельствующие о том, что у голых землекопов и «голых обезьян» есть еще одна важная общая особенность. Она состоит в том, что у обоих видов во взрослом состоянии сохраняется множество черт, характерных для детенышей или даже эмбрионов близких видов ( Skulachev et al., 2017).

Отдельные признаки неотении в широком смысле, или ювенилизации (то есть замедления развития отдельных органов и систем организма), у голых землекопов уже отмечались некоторыми учеными, начиная с Ричарда Александера. Новизна обсуждаемой работы состоит в том, что ее авторы попытались, во-первых, составить наиболее полный перечень неотенических признаков у голых землекопов, во-вторых — обсудить возможные причинно-следственные связи между неотенией, социальностью и долголетием.

Признаки неотении у голых землекопов.Некоторые ювенильные черты голых землекопов заметны сразу — например мелкие (по сравнению с ближайшей родней) размеры и почти полное отсутствие волосяного покрова. Мышата тоже рождаются безволосыми, но голые землекопы остаются такими всю жизнь. Еще у голых землекопов полностью отсутствуют ушные раковины (у их родни они развиваются вскоре после рождения) и мошонка, которая у самцов крыс и мышей развивается к трехнедельному возрасту.

Другие «детские» черты обнаруживаются на молекулярном и клеточном уровнях. Например, нейроны головного мозга у голых землекопов весьма устойчивы к аноксии (кислородному голоданию). Такая устойчивость типична для новорожденных млекопитающих (она помогает не задохнуться во время родов), но с возрастом теряется. Голые землекопы сохраняют ее на всю жизнь. В развитии и работе мозга голых землекопов обнаружено множество других эмбриональных и детских признаков (включая активное формирование новых нейронов — нейрогенез — и сохранение высокого уровня пластичности), что свидетельствует об общей ювенилизации мозга и во многом объясняет устойчивость голых землекопов к «старческим» нейродегенеративным процессам ( Penz et al., 2015).

О замедлении развития свидетельствуют и такие признаки, как долгая беременность (66–84 дня против 20 у мыши) и позднее наступление полового созревания. Самки мышей начинают плодиться в полуторамесячном возрасте, а самки голых землекопов — самое раннее в 7,5 месяца, а обычно позже (вплоть до 16 лет), в зависимости от того, когда им удастся занять место царицы. Плодовитость у большинства млекопитающих максимальна в начале взрослой жизни и с возрастом снижается, а у голых землекопов — растет.

Уровень важнейшего антиоксидантного фермента митохондрий, супероксиддисмутазы 2, у мышей снижается с возрастом, а у голых землекопов — нет. Это справедливо и для других ферментов с подобными функциями. Более того, у голых землекопов, в отличие от других млекопитающих, с возрастом не растет уровень свободных радикалов в митохондриях. Клетки голых землекопов устойчивее к оксидантам, таким как H 2O 2. Все это может быть напрямую связано с задержкой старения.

Еще одна ювенильная черта голых землекопов — слабая способность к поддержанию постоянной температуры тела, что характерно для новорожденных млекопитающих. Признаки ювенилизации и замедленного развития (включая замедленное старение) отмечены также в строении легких, костей, кровеносных сосудов, митохондрий скелетных мышц и т. д. Приведенный в статье список неотенических черт голых землекопов насчитывает в общей сложности 43 пункта. Эти данные хорошо согласуются с предположением о том, что голые землекопы — неотенические животные, у которых, по сравнению с другими грызунами, замедлены многие онтогенетические процессы, включая старение.

Признаки неотении у человека.Давно замечено, что по целому ряду признаков люди больше похожи на детенышей обезьян, чем на взрослых. По-видимому, в ходе антропогенеза у наших предков произошла ювенилизация, затронувшая не только многие морфологические признаки (рис. 24.2), но и особенности мозга и поведения. В частности, предполагается, что отбор на пониженную внутригрупповую агрессию (детский признак у многих млекопитающих), происходивший на ранних этапах антропогенеза, мог попутно привести к ювенилизации ряда других признаков, подобно тому как это произошло с одомашненными лисицами в знаменитом опыте академика Дмитрия Беляева ( Трут, 2007).

Давно известные факты о замедленном развитии ряда признаков у людей по сравнению с другими обезьянами недавно дополнились важнейшим массивом информации по экспрессии генов в мозге. Сравнение возрастных изменений экспрессии многих ключевых генов, связанных с развитием неокортекса и синаптической пластичностью, у человека и других обезьян привело исследователей к выводу о «транскрипционной неотении» человеческого мозга ( Somel et al., 2009). Как и у голого землекопа по сравнению с другими грызунами, на молекулярном и клеточном уровнях развитие человеческого мозга оказалось сильно растянутым во времени по сравнению с шимпанзе и макаками. Например, в префронтальной коре максимальная экспрессия генов, связанных с формированием синапсов, у шимпанзе и макаков наблюдается в возрасте одного года, а у человека — в пять лет.