Биологические основы старения и долголетия - [65]

Глава VI Зависимость продолжительности жизни от генетических факторов

Видовая (максимальная) продолжительность жизни землеройки составляет около двух лет, а продолжительность жизни другого вида млекопитающих — слона — почти в 50 раз больше. Какова причина этих различий? Может быть, дело в массе тела организма? Но человек тоже принадлежит к плацентарным млекопитающим, его масса во много раз меньше массы слона, а видовая продолжительность жизни обоих примерно одинаковая.

Далее, продолжительность жизни лабораторных животных одного вида, но разных линий (у которых не только масса тела, но и почти все морфологические и физиологические показатели практически одинаковы) может различаться почти в 2 раза. Причем такое различие наблюдается даже и тогда, когда животные находятся в фактически одинаковых условиях (в вивариях). Следовательно, в этих случаях различия в продолжительности жизни определяются генетическими факторами. Но это во-первых. Во-вторых, о сильной зависимости продолжительности жизни от генетических факторов свидетельствуют относительно небольшие ее различия у однояйцевых близнецов, несмотря на часто несхожие условия, в которых они оказываются. В пользу этого же говорит и прямая корреляция между продолжительностью жизни родителей и их потомков.

Тот факт, что продолжительность жизни животных, принадлежащих к одному виду, хотя и варьирует, но все же не превышает определенного уровня, характерного для данного вида, может означать одно: этот видовой признак, как и другие, имел эволюционное значение. Начиная с Вейсмана, ряд генетиков и биологов других специальностей, разрабатывавших эволюционное учение, полагали, что эволюция должна идти в сторону сокращения продолжительности жизни. Однако результаты анализа таких изменений у млекопитающих, особенно у приматов, резко противоречат такому заключению. Можно даже сформулировать противоположный вывод: по мере усложнения центральной нервной системы и развития интеллекта в процессе эволюции происходило увеличение продолжительности жизни.

Факты, подтверждающие это, были рассмотрены в первом издании книги. Тогда же были сформулированы и пояснены эволюционные закономерности, позволяющие хотя бы предположительно определить биологические (генетические, молекулярные, клеточные) и физиологические основы долголетия.

Вкратце напомню эти закономерности, прежде чем привести факты, полученные в последнее десятилетие и позволяющие глубже понять некоторые из них. Первая закономерность характеризует морфологические критерии долголетия и состоит в том, что оно тем больше, чем больше относительный вес мозга. Такая закономерность обнаруживается при сравнении животных одного вида, но различных линий или пород (у собак).

Вторая закономерность — обратная корреляция между продолжительностью жизни и скоростью развития организма. Такую корреляцию удается выявить при сравнении животных различных видов, а также разных линий внутри одного вида.

Один из подходов, использованных и в последнее десятилетие для выяснения роли определенных генетических факторов в долголетии, — анализ результатов экспериментов, в которых вели отбор животных по такому признаку, как увеличенная продолжительность жизни. Такого рода исследования были проведены, в частности, на плодовой мушке-дрозофиле (в этих опытах вели отбор производителей с замедленной скоростью реализации репродуктивного потенциала) и нематодах. И их результаты показывают: снижение жизнеспособности организмов с возрастом определяется генетическими факторами, точнее, распространением в популяции таких генов, вредные эффекты которых проявляются в позднем возрасте.

У норвежских чернокапюшонных крыс исследована также корреляция между долголетием отдельных животных и их поведенческими реакциями или динамикой роста. Четкой корреляции между скоростью роста и продолжительностью жизни не было обнаружено; однако было найдено, что чем раньше крысы "набирали" свой максимальный, характерный для данного вида вес, тем меньше была их продолжительность жизни. Наибольшей же она была у животных с высокими показателями уровня неспецифической возбудимости и эмоциональной реактивности.

Хотя мы стремимся вычленить роль в долголетии только генетических факторов (влияние на него внешних факторов будет рассмотрено в следующей главе), уместно сейчас рассказать о следующем исследовании.

Зависимость между скоростью роста и продолжительностью жизни была изучена в эксперименте на дрозофиле путем изменения тремя различными способами количества потребляемой пищи на стадии личинки, а также посредством изменения температуры окружающей среды. Оказалось, что связь между скоростью роста (личинки) и продолжительностью жизни взрослой особи (имаго) описывается уравнением квадратичной параболы с максимумом средней продолжительности жизни при скорости увеличения массы тела, равной 50 мкг в день. Эти данные заставляют уточнить положение о том, что существует однозначная (обратная) зависимость между скоростью роста и продолжительностью жизни. Сопоставляя эти данные с тем, что было сказано о зависимости продолжительности жизни от скорости развития, контролируемой генетическими факторами, мы видим: "искусственное" изменение определенного свойства, связанного с долголетием, отнюдь не эквивалентно естественному изменению, закрепленному эволюцией.