Птицы, которые больше вкладывают в потомство, стареют быстрее — биологи

В биологии не существует «бесплатных обедов». Каждое живое существо сталкивается с жестким компромиссом: потратить ограниченные ресурсы организма на собственное выживание или вложить их в будущие поколения. Новое исследование ученых из Эксетерского университета (Великобритания), опубликованное в журнале Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, наглядно продемонстрировало, как высокая репродуктивная нагрузка ускоряет старение и сокращает жизнь.

Эксперимент длиною в поколения

Для проверки фундаментальной эволюционной теории международная группа исследователей под руководством доктора Барбары Чиррен выбрала японских перепелов (Coturnix japonica). Эти птицы — идеальный объект для изучения родительского вклада: они практически не заботятся о птенцах после их появления на свет. Это означает, что главная «инвестиция» матери — ресурсы непосредственно в яйцо. Известно, что птенцы из крупных яиц имеют больше шансов на выживание, но какую цену за это платит сама самка?

Ученые применили метод искусственного отбора, разделив перепелов на две группы. В первой группе селекция велась на увеличение размера яиц относительно массы тела самки, во второй — на уменьшение. Эксперимент продолжался на протяжении пяти-шести поколений, что позволило зафиксировать не случайные изменения, а глубокие генетические сдвиги.

Математика жизни

Результаты оказались поразительными. Всего за несколько поколений отбора проявилась четкая корреляция между репродуктивными усилиями и долголетием. Самки, генетически запрограммированные откладывать крупные яйца, старели значительно быстрее.

Статистика исследования неумолима:

• Самки из группы «больших яиц» жили в среднем 595 дней.
• Самки из группы «маленьких яиц» доживали до 770 дней.

Таким образом, высокая плата за успех потомства сократила жизнь матерей примерно на 20%. Это подтверждает теорию о том, что ресурсы, направленные на создание богатого питательными веществами яйца, изымаются из самого материнского организма.

Биологический компромисс

Доктор Чиррен объясняет этот феномен через концепцию «самообслуживания» (self-maintenance). Энергия, которую птица могла бы потратить на восстановление поврежденных клеток или укрепление иммунитета, уходит в репродуктивный тракт. Предыдущие исследования этой же группы показали, что у перепелов, откладывающих крупные яйца, снижена скорость клеточной репарации (исправление химических повреждений и разрывов в ДНК) и ослаблен иммунный ответ. Фактически, их тела быстрее изнашиваются на молекулярном уровне.

«Наше исследование доказывает наличие внутренней генетической связи между старением и репродуктивными усилиями, — отмечает доктор Чиррен. — Важно, что эта связь пластична и может эволюционировать крайне быстро».

Вопрос к сильному полу

Интересно, что исследование пока не дало окончательных ответов относительно самцов. Поскольку самцы перепелов в принципе живут дольше самок, сроки эксперимента не позволили собрать достаточную статистику по их смертности. Однако ученых интересует, влияет ли селекция самок на долголетие их братьев и сыновей — ведь они несут те же гены, но не сталкиваются с необходимостью производить яйца.

Это исследование — первый случай применения искусственного отбора на позвоночных для проверки теории компромисса между размножением и старением. Оно напоминает нам, что природа — строгий бухгалтер, и за каждый эволюционный успех приходится платить.