Ольга Орлова: Африканский голый землекоп – не такой симпатичный, как хомячки или мышки. Но живет он в 10 раз дольше, чем другие грызуны. О том, как связан феномен долгожителя голого землекопа с проблемой старения человека, будем говорить с доктором биологических наук, заведующим кафедрой биологической эволюции биологического факультета МГУ Александром Марковым. Здравствуйте, Александр. Рада снова видеть вас в студии. Александр Марков: Здравствуйте, Ольга. Александр Марков, доктор биологических наук, палеонтолог. В 1987 году окончил биологический факультет МГУ. Сразу был принят научным сотрудником в Палеонтологический институт Российской академии наук. В 2014-ом возглавил кафедру биологической эволюции МГУ. Активно популяризирует науку в медиа. Создал сайт "Проблемы эволюции", готовит научные новости на портале "Элементы.ру". Автор нескольких фантастических романов, а также книг, популяризирующих эволюционное учение - "Рождение сложности", "Эволюция. Классические идеи в свете новых открытий", "Эволюция человека". Лауреат главной в России премии в области научно-популярной литературы "Просветитель". О.О.: Александр, вас с вашими немецкими коллегами и коллегами из Московского университета в Международном журнале "Physiologicalreviews" вышла очень любопытная статья - "Продление молодости. От голого землекопа к голой обезьяне" (то есть имеется в виду человек). Такое условное название. В чем уникальность этого животного? Прежде чем мы начнем обсуждать статью, расскажите нашим телезрителям, почему так пристально смотрят за этим голым землекопом. А.М.: Эта работа была задумана и выполнена под руководством Владимира Петровича Скулачева, академика, крупного специалиста по биохимии и по проблемам старения как раз. Это Владимир Петрович, его коллеги, в том числе германские коллеги там задействованы, российские. А я был привлечен к работе над этой статьей как специалист по теории эволюции, чтобы эволюционные моменты как-то отшлифовать. Что касается голых землекопов, то сейчас Владимир Петрович и его коллеги наконец добыли живых голых землекопов. О.О.: А это проблема вообще – добыть живых землекопов? А.М.: Они мало у кого есть. Их относительно недавно (30 лет назад) начали держать в неволе. О.О.: А обитают они вообще в природе где? В каких… А.М.: Обитают они в принципе в Восточной Африке (Сомали, Эфиопия, Кения) в засушливых районах. Животное, конечно, уникальное. Многие специалисты совершенно справедливо говорят, что в конкурсе на звание самого необыкновенного, самого удивительного млекопитающего голые землекопы были бы вне конкуренции. Они так же резко отличаются от своих сородичей – других грызунов, как человек среди приматов. Прежде всего, самая главная удивительная особенность голых землекопов – то, что они являются эусоциальными животными. То есть высший уровень развития социальности – у них общество устроено примерно как у общественных насекомых, у каких-нибудь муравьев или пчел. То есть там в каждой колонии, в каждом сообществе только одна самка размножается, как у муравьев в муравейнике или у пчел, допустим, есть матка, самка, королева, вот так же и у этих голых землекопов размножается только одна самка – царица. О.О.: Что необычно для млекопитающих. А.М.: Это вообще абсолютно уникальный случай. Одна размножающая самка-царица, и у нее от одного до трех мужей, с которыми она спаривается. Вот это размножающаяся каста, а остальные особи в колонии не размножаются, а являются рабочими, как у муравьев. Рабочие не размножающиеся особи. Они роют… О.О.: При этом дети работают на эту касту, на родителей, правильно? А.М.: Да, конечно. Они работают, роют подземные ходы. Это подземные роющие существа. Роют ходы, добывают пищу, питаются они всякими корешками, корневищами. Вообще голые землекопы еще интересны тем, что они были предсказаны. Они были открыты, так сказать, на кончике пера, продемонстрировав в очередной раз предсказательную силу эволюционной биологии. Был такой замечательный эволюционист-теоретик Ричард Александер, который занимался как раз теоретическими вопросами эволюции социальности. И вот он на своих лекциях, в частности, рассуждал о том, как могло бы выглядеть эусоциальное млекопитающее: какие должны были бы сложиться условия, чтобы возникло млекопитающее с общественным устройством, как у каких-нибудь пчел или муравьев. И он перечислял ряд условий… О.О.: И он не знал тогда, что голые землекопы существуют, когда он это писал? А.М.: Да. Тогда еще не был известен образ жизни голых землекопов. Сам этот вид как зоологический вид был уже описан. Но вот что они эусоциальные, еще не было известно. И он читал эти лекции до тех пор, пока в какой-то момент на лекции Александера один зоолог, который как раз занимался этими землекопами, сказал лектору: "А вы знаете, то, что вы рассказываете, очень похоже на тот вид грызунов, который я изучаю. Это очень похожая вещь". Это была довольно громкая сенсация. Ричард Александер, конечно, очень обрадовался и стал сам активно заниматься изучением этих голых землекопов. Как предсказывала теория, это действительно подземные грызуны, питающиеся какими-то крупными сочными, редко попадающимися корневищами. Подземные жилища, которые можно охранять только коллективными усилиями и так далее. Там целый ряд условий. И действительно было замечено, что эти странные грызуны очень долго живут. То есть они практически не стареют. Их начали держать в неволе 30 с чем-то лет назад. И некоторые из тех особей, которых впервые поселили в лаборатории, они живы до сих пор. Поэтому рекорд еще не понятен. Но ясно уже, что они точно могут жить больше 30 лет. И у них нет четкого увеличения уровня смертности с возрастом. То, что приравнивают к самому понятию старения. Есть несколько определений старения в зависимости от того, какие аспекты нас интересуют. Но одно из определений старения звучит так: "рост смертности с возрастом". О.О.: То есть чем старше особи, тем больше их умирает. А.М.: Да. Чем больше возраст данной особи, тем больше вероятность, что она в течение следующего года помрет. О.О.: При этом, например, у грызунов примерный срок жизни – 3 года. А.М.: Типа того. Для грызунов такого размера – да. О.О.: То есть получается, что голый землекоп по сравнению с аналогичными грызунами такого размера живет в 10 раз больше. А.М.: Совершенно верно. В 10 раз больше. Вот мышь живет… 3 года – это еще хорошо для мыши. И что вы с ней ни делайте, чем вы ее ни кормите, в какие условия вы ее ни помещайте, как вы ни лечите – никогда мышь у вас не проживет, скажем, 5 лет. Она состарится и умрет гораздо раньше. А голые землекопы, видите как – 30 лет и больше живут себе. О.О.: А причина-то? А.М.: Там одной причины, конечно, нет. Там много всего. Многие показатели, которые с возрастом меняются у нормальных животных, у голых землекопов не меняются с возрастом и остаются в таком же состоянии, как у других млекопитающих, например, у только новорожденных. О.О.: То есть этот эффект каких-то детских эмбриональных свойств организма они сохраняют почти до старости, да? А.М.: Да. Неотения в широком смысле – это задержка развития тех или иных органов, систем организма. И то, что у голого землекопа есть неотенические признаки, это было отмечено уже давно, еще тем же Ричардом Александером. А в этой новой статье, где первый автор Скулачев Владимир Петрович, там приведен наиболее полный список этих неотенических признаков голых землекопов. Там 43, если я не ошибаюсь, набралось таких признака, свидетельствующих о том, что как-то в общем развитие и жизненный цикл у голого землекопа замедлен, в том числе старение как закономерный этап жизненного цикла – тоже все у него замедлено. Причем, самые разные признаки и органы вовлечены в это общее замедление. Некоторые на поверхности, бросаются в глаза: то, что он голый, безволосый. Вот мышата тоже рождаются голыми, но потом у них вырастает шерсть. То есть безволосость – это, получается, совсем детский признак у мышей. А голые землекопы такими остаются на всю жизнь. Или ушные раковины. Более родственные голым землекопам организмы, чем мыши, тоже рождаются еще без ушных раковин, но они у них быстро потом развиваются. Маленькие, но развиваются. А голый землекоп так и остается без ушных раковин. Другие неотенические признаки прослеживаются на уровне физиологии. Скажем, в работе и развитии мозга. То есть по многим показателям мозг взрослого голого землекопа работает так, как мозг новорожденного или детеныша других грызунов. О.О.: А есть ли какая-то связь между тем, что голый землекоп обладает такими неотеническими признаками с одной стороны, а с другой стороны – голые землекопы же меньше подвержены разным заболеваниям, связанным со старением, таким классическим, как некоторые виды диабета, онкология. Вот между этим установлена какая-то связь? А.М.: У голых землекопов эти заболевания не возникают. У голых землекопов очень хорошо работают всякие системы, позволяющие оставаться в хорошей форме. Скажем, препарация ДНК. Вот в ДНК в клетках у животных с течением жизни накапливаются всякие повреждения, соматические мутации, которые в конце концов могут привести к тому же раку. Есть специальные ферменты в клетке, которые исправляют эти ошибки ДНК. Но при этом у нормальных животных активность этих ферментов с возрастом снижается, а у голых землекопов они продолжают работать интенсивно, в течение очень долгого времени. Поэтому, возможно, в том числе поэтому они хорошо защищены от онкологических заболеваний. У них не накапливаются эти повреждения ДНК, в частности. Аналогичная вещь – так называемый оксидативный стресс. В митохондриях в процессе дыхания вырабатываются так называемые свободные радикалы, активные формы кислорода, и это очень вредные вещи. И есть, опять-таки, специальные ферменты, которые с этим борются. И у других животных эти ферменты в детстве, в молодости активно работают, потом их активность снижается. У голых землекопов продолжается. То есть видно, что организм, грубо говоря, целенаправленно поддерживает себя в хорошей форме, поддерживает себя в молодом состоянии. О.О.: Это прямо определенная программа такая у него работает, комплексная. Потому что, видите, вы же описали сразу много механизмов, которые направлены на то, чтобы действительно землекоп не старел и был в хорошей форме. А.М.: Что вообще такое старение и как оно возникло в ходе эволюции, и от чего оно зависит? От чего зависит продолжительность жизни разных видов. Это вопрос очень сложный, окончательно не решенный. О.О.: А нет консенсуса по этому поводу? А.М.: Нет. Одна из таких групп теории старения – это теории адаптивного старения, которые объясняют старение как механизм, повышающий эволюционный потенциал вида. Что если бы, скажем, организмы не старели, смена поколений была бы медленнее, естественно, отбор действовал бы менее эффективно, и в долгосрочной перспективе популяция хуже приспосабливалась бы к меняющимся условиям среды. То есть старение как адаптация для повышения способности эволюционировать. Эту идею впервые высказал Август Вейсман еще в XIX веке. Затем она оспаривалась, отвергалась. И в настоящее время большинство геронтологов ее категорически отвергают с разной степенью категоричности. Но Владимир Петрович Скулачев как раз является горячим сторонником именно этой теории, которая сейчас находится на несколько маргинальных позициях. Но, тем не менее, в ее защиту можно привести ряд аргументов. И я, в отличие от ряда других оппонентов Владимира Петровича, как раз не считаю, что эта идея в принципе в корне ошибочна и вообще не имеет права на существование, как некоторые говорят. Нет. На самом деле подобные вещи, адаптации, повышающие способность более быстро приспосабливаться, адаптации, которые повышают эффективность работы естественного отбора, они в принципе теоретически возможны. В определенных условиях это может возникать. И для ряда видов живых организмов, действительно, по-видимому, эта идея приложима. Когда организм, например, погибает после первого размножения. Есть такие виды. Есть примеры, когда это можно интерпретировать как самопожертвование родителя, который, погибая, передает свое место под солнцем, ресурсы, которые он эксплуатировал, собственным потомкам, чтобы им было лучше. Что-то в этом духе. Но насчет того, приложима ли эта идея к млекопитающим – это вопрос менее очевидный. Собственно, Владимир Петрович считает, что эти результаты по неотении по голым землекопам и у людей… Потому что люди – это неотенические обезьяны. И люди – тоже долгожители по сравнению с другими приматами. И это все неслучайно. Владимир Петрович интерпретирует эти факты как доказательство как раз теории адаптивного старения. Он считает, что все это объясняется тем, что люди и голые землекопы достигли таких своих эволюционных вершин. Они настолько хорошо приспособились, что на них уже перестал действовать движущий отбор, им уже не нужно менять свои генофонды все время туда-сюда в зависимости от меняющихся условий. Голые землекопы очень хорошо защищены этими рабочими от всяких невзгод. О.О.: А как сюда вписываются их специфическое социальное устройство? А.М.: По Скулачеву, высокоразвитая социальность делает организмы очень защищенными и выводит их из-под действия движущего отбора. А раз движущий отбор становится неактуален, то и старение как механизм повышения эффективности этого отбора становится тоже не нужным. И программа старения деградирует. То есть Скулачев считает, что существует специальная программа "Генетическое старение", которая развилась в ходе эволюции как адаптация, что построена была именно программа. Если что-то разрушить, то жизнь продлится. А большинство геронтологов считает, что, наоборот, если бомбардировать геном случайными мутациями, то организм как раз будет быстрее стареть и разрушаться. Другая интерпретация этих фактов, основанная на более общепринятой так называемой классической эволюционной теории старения, будет звучать следующим образом. Представим себе нестареющий организм. Вот нет старения – что это значит? Что он живет себе и живет. И у него вероятность погибнуть с возрастом не меняется. Но он все равно не бессмертный. Потому что на любое животное, что называется, может упасть с крыши кирпич. Какая-то вероятность погибнуть всегда существует: хищники, болезни, стихийные бедствия и так далее. То есть отсутствие старения – это не бессмертие. Соответственно, если у вас нет старения, шансы дожить до какого-то возраста Х будут вот так снижаться по мере роста этого возраста Х. Если у вас за каждый год жизни вероятность погибнуть 1%, например, то значит родилось 100 особей – и каждый год их будет становиться на 1% меньше. У нестареющих организмов. Соответственно, чем ниже шанс дожития до данного возраста, тем невидимее для отбора становятся мутации, проявляющиеся в этом позднем возрасте. Вот возникает мутация, которая, например, проявляет свой вредный эффект, когда организму уже 120 лет, не раньше. Поскольку никто до 120 лет все равно не доживает, их раньше хищники съедают, эта мутация вообще не проявляется. Отбор не может ее отбраковать. Поэтому неизбежно должны накапливаться вредные мутации с поздними эффектами, которые становятся причиной старения. То есть в нормальных естественных условиях животное просто не доживает до такого возраста. Но если мы возьмем его и посадим в идеальные условия, где нет хищников, болезней и так далее, мы увидим, что оно в какой-то момент начинает все разваливаться, чахнуть, слабеть, у него все начинает барахлить, и оно в конце концов умирает. Вот мы видим это самое старение. Если смотреть на землекопов и людей с позиции вот этой, так называемой классической эволюционной теории старения, то все тоже хорошо объясняется следующим образом. Социальность, защищенность, о чем мы говорили – это значит, что у животных есть хороший шанс прожить долгую плодотворную жизнь. Вот у обычной мышки такого шанса практически нет. Слишком много хищников. Ее все хотят съесть. У нее мало шансов. Даже если она не будет стареть, больше года-двух она не проживет – ее съедят просто. Соответственно, ей и незачем особо заботиться о здоровье. А другое дело – скажем, голые землекопы. Если вы самка голого землекопа, царица, то вы живете в относительной безопасности, в надежном убежище, под землей. У вас армия верных защитников, которые кормят вас, ваше потомство, защищают от змей, заботятся всячески, у вас есть шансы на долгую жизнь. Соответственно, чем дольше вы будете сопротивляться старости, тем больше вы оставите детенышей, тем больше своих генов передадите в следующее поколение. Получается, будет работать отбор на долголетие. У людей то же самое. Ну, не совсем то же самое, конечно. Но аналогичная вещь. Развитие социальности, развитие культурного наследования тоже может способствовать отбору на долголетие. О.О.: Смотрите, если социальное устройство играет такую роль, почему, например, другие виды грызунов не пошли по этому пути? Почему другие приматы не идут по этому пути? Ведь у нас что получается? Что самая продолжительная жизнь, по-моему, у шимпанзе 52 года, у человека 122. То есть мы в 2 раза смогли увеличить. Голый землекоп по отношению к другим грызунам – в 10 раз. А почему остальные этого не сделали? А.М.: Потому что увеличение продолжительности жизни – это никоим образом не самоцель для эволюции. Это мы, сознательные люди, рефлексируем, думаем, как бы нам жить получше, и мы абсолютно уверены, что продление жизни, особенно продление здоровой жизни – это однозначно высшее благо. Но для эволюции это абсолютно не так. Эволюция оптимизирует организмы не по продолжительности жизни и вообще не по количеству приятных эмоций, которые получает организм, а по эффективности распространения генов. Все остальное – совершенно неважно, это вторично. Для большинства животных получается так, что гены эффективнее распространяются, если они быстро стареют, у них быстро сменяются поколения. О.О.: И только мы с голыми землекопами решили, что это не так. А.М.: Конечно. Иначе все животные стали бы такими ультрасоциальными, или эусоциальными. На самом деле нет. Это достаточно редкие вещи. Хотя, конечно, те, кто вышел на этот путь, часто добиваются колоссальных успехов. Я имею в виду прежде всего людей и муравьев. Муравьи – это очень процветающая группа. Как раз эусоциальность им дала такую возможность. И люди, соответственно. Но очень много должно было всяких факторов сложиться, чтобы эволюция пошла по пути развития такой эусоциальности. Потому что, вообще говоря, эта вещь во многих смыслах рискованная – социальность. В частности, сразу возникает страшная проблема социального паразитизма. Как только в природе возникает некое содружество организмов, которые передают друг другу какие-то ресурсы, заботятся друг о друге, сразу возникает большая вероятность, что заведутся жулики, которые будут как-то встраиваться в эти потоки ресурсов, чтобы их кормили, им помогали, а они ничего бы не давали взамен. Некоторые бабочки вообще научились в ходе эволюции тому, чтобы их гусеницы маскировались под царицу муравьев. Гусеница имитирует запахи и звуки, издаваемые муравьиной маткой. Муравьи находят такую гусеницу, думают: "Матка! Какой ужас!". Срочно ее в гнездо тащат, начинают ее кормить, заботиться о ней. Она там сидит, жиреет, жрет даже муравьиных личинок. Наконец эта наглая бабочка окукливается, вылезает из муравейника и улетает. О.О.: Александр, то, вы сейчас рассказываете, у нас сейчас будет уже не научная, а политическая передача. Эти модели так хорошо работают в человеческом сообществе. А.М.: Конечно. Поэтому я говорю: социальность – это не однозначное благо, счастье. Поэтому относительно редко в животном мире возникает. Но если уж возникает, то с определенной вероятностью это может способствовать отбору на долголетие, на продление жизни. О.О.: Большое спасибо за интересный рассказ. У нас в программе был доктор биологических наук, заведующий кафедрой биологической эволюции биологического факультета МГУ Александр Марков.