Могут ли собаки жить дольше?

Жанна Кальман не имеет ничего общего с Крим Пафф. Долгожительница, которая считается старейшим из когда-либо живших людей, дожила до 122 лет, это очень много, если учесть, что средняя продолжительность жизни человека 71 год. Крим Пафф — кошка из Техаса, чья диета состояла из бекона, брокколи и сливок, — прожила почти в два раза больше своих соплеменников: 38 лет. Блуи, австралийская пастушья собака, прожила целых 29 лет, став самой старой собакой, чьи даты рождения и смерти документально подтверждены, что более чем в два раза дольше, чем живут обычные собаки.

На протяжении веков ученые пытались выяснить реальную продолжительность жизни человека. Чем обусловлены сроки? Что можно сделать, чтобы замедлить часы? Теперь они начинают задавать эти же самые вопросы и про наших домашних животных. Как и в случае с людьми, ответы пока сложно найти. Но возникают некоторые интригующие гипотезы, которые могут объяснить, почему маленькие собаки живут дольше, чем большие, а кошки, как правило, живут дольше собак.

Дэниэл Промислоу, эволюционный генетик из Университета Вашингтона в Сиэтле и со-руководитель Проекта по изучению старения собак, целью которого является изучение возможностей по увеличению продолжительности жизни собак, называет изучение процесса старения животных «увлекательной проблемой»: «Мы изучаем поведение, размножение, экологию и эволюцию. Если мы сможем понять, как улучшить качество и продолжительность жизни домашних животных, то это принесет пользу и нам, людям».

Ученые размышляли над тайной старения уже более 2000 лет. Еще в IV веке до н.э. Аристотель в своем трактате «О долготе и краткости жизни» рассуждал о причинах удивительных различий в длительности жизни, наблюдаемых в природе. Греческий философ связывал это с жидкостью: слоны живут дольше мышей, рассуждал он, потому что содержат больше жидкости и, следовательно, им требуется больше времени, чтобы высохнуть. Хотя эта идея и не верна, но наблюдение Аристотеля, что крупные животные живут дольше, в целом верно. С этой закономерностью согласны и современные ученые.

«Многие гипотезы, объясняющие этот феномен, не нашли подтверждения,» — говорит Стивен Оустад, биогеронтолог из Университета штата Алабамы в Бирмингеме. Одна из самых популярных теорий за последнее столетие состояла в том, что животные с более высоким уровнем метаболизма живут меньше, потому что их биологические часы идут быстрее. Например, сердце попугая может биться до 600 раз в минуту, но они живут десятилетиями, что гораздо больше, чем у многих других существ с меньшей частотой сердечных сокращений. Другим предположениям, вроде того что животные с менее продолжительной жизнью производят больше повреждающих ткани свободных радикалов, или их клетки прекращают деление раньше, также не хватает убедительных доказательств.

Однако Оустарду все же удалось выяснил кое-что интересное о жизни животных. В семидесятых он работал дрессировщиком львов, пока одна из больших кошек не порвала ему ногу, и эта травма убедила его изучать, а не приручать животных. В середине восьмидесятых он в качестве постдока проводил наблюдения за поведением опоссумов в Венесуэле, когда стал замечать, как быстро стареют эти сумчатые. «Всего за 3 месяца животное, бывшее в отличной физической форме, приобретает катаракту и атрофию мышц,» — говорит он. Оустад также заметил кое-что еще более интригующее: опоссумы на соседнем острове, свободном от хищников, казалось, стареют медленнее и живут дольше, чем их собратья на материке.

Наблюдения помогли ему объяснить, почему ключевые идеи Аристотеля верны. Крупные животные, как правило, живут дольше, говорит Оустад, потому, что они сталкиваются с меньшими опасностями. Это не просто вопрос выживания, говорит он, но, скорее, результат миллионов лет эволюционного давления. Киты и слоны могут позволить себе расти больше времени, потому что никто не собирается нападать на них, объясняет он. И это означает, что они могут инвестировать ресурсы в мощное тело, которое позволит им зачать много потомков. С другой стороны, мыши и другие мелкие звери, которые часто выступают в роли добычи, живут быстротечной жизнью: они должны использовать свою энергию в быстрый рост и размножение, а не в формирование сильной иммунной системы.

Если говорить о наших питомцах, теория о том, что крупные животные живут дольше рассыпается на глазах. Кошки в среднем живут около 15 лет, тогда как более крупные собаки всего 12. При этом маленькие собаки могут жить дольше, чем крупные.

Тем не менее, пример с опоссумами здесь все еще применим. Волки, предки собак, живут максимум 11-12 лет в дикой природе, а дикие кошки могут жить до 16 лет. Это говорит о том, что эти два вида сталкиваются с различным эволюционным давлением, говорит Оустад. Волки более социальные, чем кошки, и, следовательно, у них легче распространяются инфекционные заболевания; с другой стороны кошки чаще одиночки, что снижает распространение болезней, а также они — специалисты по защите от хищников. Кошки невероятно хорошо вооружены, они как дикобразы, которые, к слову, живут более 20 лет. И действительно, есть другие примеры, когда мелкие животные, такие как голые землекопы и летучие мыши, могут жить 30 и 40 лет соответственно. (Землекопы проводят большую часть жизни под землей, а летучие мыши могут быстро улететь от опасности.) Мыши же живут всего пару лет, если, конечно, их не съедят раньше.

Когда же мы задаемся вопросом, почему маленькие собачки, как правило, живут дольше крупных, найти объяснение становится сложнее. Крупные собаки, такие как 70-килограммовый ирландский волкодав, хорошо если доживают до возраста 7 лет, в то время как крошечные собаки, вроде 4-килограммового папильона, могут жить более 10 лет. Большинству пород собак менее пары сотен лет, поэтому эволюционное давление здесь явно ни при чем. Вместо этого важную роль могут играть гормоны, наподобие инсулиноподобного фактора роста 1, уровень которого у крупных собак выше, что исследователи связывают с более короткой продолжительностью жизни, хотя механизм остается неясным. Крупные собаки, как правило, растут быстрее, отмечается в Проекте исследования старения собак, что может привести к «некачественному строительству» тела, которое становится более восприимчиво к осложнениям и болезням. Крупные собаки обычно имеют больше проблем со здоровьем, чем мелкие; например, немецкие овчарки склонны к дисплазии тазобедренного сустава, а сибирские хаски страдают от аутоимунных заболеваний, хотя это может быть также результатом инбридинга.

Кроме того, новое открытие ученых из Университета Глазго и Норвежского университета науки и технологии также проливает свет на то, почему крупные особи различных видов живут, как правило, меньше. Группа биологов под руководством Пата Монагана (Pat Monaghan), изучавшая ДНК воробьев, обнаружила, что чем больше птица, тем короче теломеры на конце их генов. Животные с более короткими теломерами, как правило, умирают раньше и более склонны к болезням. Команда изучила диких воробьев на отдаленном острове Лика в Норвегии и обнаружила, что крупные воробьи имели короткие теломеры. Эти структуры ДНК на конце хромосом есть у каждого животного, и они функционируют как «защитные пластиковые колпачки на конце шнурков», объясняет Монаган. Животные с более длинными теломерами, по-видимому, имеют преимущество, когда речь идет о здоровье и старении. «Причина, почему крупные особи имеют более короткие теломеры, может быть также связана с увеличением повреждения ДНК за счет быстрого роста,» — говорит исследователь.

В то же время ученые из Проекта по изучению старения собак изучают действие рапамицина — препарата, который часто используется при трансплантациях во избежание отторжения органов. Ранее в экспериментах на мышах у рапамицина обнаружили новое свойство: он сумел продлить жизнь самцам грызунов на 9%, а самкам – на 14%. Теперь действие препарата изучают на собаках. В испытаниях участвуют золотистые ретриверы, лабрадоры и немецкие овчарки. В общей сложности 32 собаки, которым будут давать небольшие дозы рапамицина в расчете на то, что препарат сможет замедлить процесс старения. «Если мы сможем понять, как улучшить качество и продолжительность жизни, это будет иметь положительный эффект не только для домашних животных, но и для нас. Это выигрышная ситуация для всех», — говорит доктор Дэниел Промислоу из Вашингтонского университета. По его словам, при благоприятном исходе можно добиться увеличения жизни крупных собак на 2-3 года, а небольшие питомцы смогут жить на 4 года дольше. «Важно и то, что кроме дополнительных лет жизни у животного должно улучшиться общее состояние здоровья», — отметил Промислоу. Сейчас исследователи собираются узнать, как препарат влияет на сердце собаки, иммунную деятельность, вес тела. Эксперимент займет примерно 6 месяцев, после чего исследователи в случае успеха обещают провести аналогичный эксперимент на кошках и, возможно, на других видах животных.

Несмотря на различия между кошками и собаками, оба этих вида домашних животных живут дольше, чем когда-либо прежде. Продолжительность жизни собаки увеличилась вдвое за последние 4 десятилетия, а домашние кошки в настоящее время живут вдвое дольше, чем их дикие соплеменники. Причинами этого может являться в значительной степени улучшенное медицинское обслуживание и улучшение рациона питания. Американцы тратят около 60 млрд долларов в год на своих домашних животных, включая сложнейшие медицинские процедуры, аналогичные человеческой медицине (например, операции на открытом сердце), и качественные продукты питания. «То, что позволяет нам жить дольше, закономерно и для наших домашних животных», — говорит Жао Педро де Магалхас — биогеронтолог из Университета Ливерпуля в Великобритании, создатель проекта AnAge — крупнейшей в мире базы данных о продолжительности жизни животных (более подробно можно прочитать об этой базе в статье на сайте Элементы). Кроме того, существует тенденция общих проблем: более половины американских домашних животных имеют избыточный вес или ожирение, и они подвержены действию тех же загрязняющих веществ и канцерогенов.

Изучение процесса старения собак и кошек поможет ученым решить загадку о том, как стареем мы сами. Кроме того, у нас ведутся подробные медицинские записи наших питомцев, и мы изучаем их биологию и геном. Возможно, скоро у нас в руках окажутся ключи к замедлению наших биологических часов, и, возможно, мы даже сможем остановить их. «Я не думаю, что существует предел продолжительности жизни для любого вида, — говорит Магалхас, — Вопрос в том, как далеко мы сможем пойти? Может быть, через тысячу лет мы сможем иметь собаку, которая будет жить 300 лет».

По материалам: Sciencemag, Sciencealert и Psyh.org.

Ссылки:

• On being the right size: increased body size is associated with reduced telomere length under natural conditons, Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, rspb.royalsocietypublishing.org/lookup/doi/10.1098/rspb.2015.2331