Голые землекопы как биологический нонсенс. Интервью с Ольгой Авериной

Учёные многих стран мира гадают, как маленьким зверькам голым землекопам удаётся жить долго, более 30 лет, ведь для грызунов это неспецифично. Обычно в пример долгожительства ставят животных многим крупнее: черепах, китов и слонов. О том, что это за животные-долгожители, в каких естественных условиях они обитают и какие условия им создали в московской лаборатории, рассказала Ольга Аверина, младший научный сотрудник НИИ Физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова.

Чем уникальны голые землекопы?

Голые землекопы – очень особенные грызуны, их естественная среда обитания в Эфиопии. Там довольно суровые условия. Они эволюционно создали для себя систему проживания в колониях: «эусоциальные взаимоотношения», в которых размножаются королева-самка и один-два самца- «мужа», а у всех остальных особей в самом начале развития останавливается половое развитие, и все они являются друг для друга бесполыми существами, так называемыми рабочими особями. У них есть много ступеней социальных взаимоотношений: кто-то из рабочих особей должен копать туннели, кто-то защищает от хищников (чаще всего в роли хищника выступает змея), есть няньки, которые ухаживают за новым помётом и так далее. И вот эта эусоциальность позволяет им выжить в этих суровых условиях. Есть предположения, что эусоциальность также повлияла на их продолжительность жизни. Главная особенность голого землекопа в том, что в отличии от им подобных грызунов, таких как мыши и крысы, голые землекопы живут более 30 лет. И мы изучаем, в чём же их секрет вечной молодости.

Есть достоверные данные по лабораторным наблюдениям, что королева, если её, конечно, не свергают, и она не погибает, живёт дольше, чем рабочие особи. Но что значит живёт дольше? Они практически никогда не умирают от каких-то внутренних, естественных заболеваний, у них эусоциальные взаимоотношения, в результате могут быть очень серьёзные социальные стычки. Именно из-за драк они чаще всего и погибают.

А давно у вас появились эти зверьки? Как много их было и как много сейчас?

На сегодняшний момент у нас существует три достаточно большие колонии от 30 до 60 животных. Первоначально, в 2016 году,  у нас была одна колония, которая поступила от наших больших друзей – сотрудников Берлинского зоопарка.  Постепенно мы тоже начали стараться их размножать. Затем появились уже две новые колонии, которые были созданы из рабочих особей.  Если их изолировать, они могут начать развивать свою «спящую» половую систему и стать способными создать уже свою семью. Таким образом, у нас есть старая колония, которая изначально была из Берлинского зоопарка, и две уже новые колонии. 

Ранее вы сказали, что в Эфиопии землекопы живут в довольно сложных условиях. В каких условиях они живут здесь, в этой лаборатории? Можно ли сказать, что они чувствуют себя как дома?

Конечно, мы к этому очень стремимся, но не будем забывать, что мы – не зоопарк, а, всё-таки, лаборатория. Поэтому мы должны придерживаться стандартов, однако стремимся воссоздать голым землекопам более-менее естественные условия. Например, лабораторных мышей, которые живут семьями или какими-то однополыми группами, содержат в клетках. Обычно клетку мы себе представляем так: сама клетка, где есть поилка, решетка, корм и какое-то обогащение среды. Напротив, голые землекопы – эусоциальные животные. Их нельзя содержать поодиночке, или очень маленькими группами. Они живут семьёй. Каждые члены «семьи» - колонии, очень важны, они выполняют определённые задачи. Они могут существовать именно вместе. Для этого им необходимо создавать разветвлённые лабиринты, и мы из плексигласа создали лабиринты, в которых есть определённые отсеки и переходные коридоры. Это очень похоже на те коридоры, которые у них есть в природе, под землёй в Эфиопии. Там действительно наблюдаются коридоры, отдельные комнаты,  здесь же, в лабораторных условиях, мы стараемся воссоздать схожие условия.

По условиям, содержание голых землекопов очень сильно отличается от содержания лабораторных мышей – по температуре и влажности. Лабораторных мышей мы привыкли содержать в районе 22-24 градусов тепла по Цельсию, здесь же температурный режим выше, это 27-28 °C. Влажность должна быть в районе 50 %. Уже из названия мы знаем, что голый землекоп лишен волосяного покрова, у него есть только небольшие вибриссы. Влажность для него очень критична, чтобы не пересыхала кожа.

Содержание – это ещё и питание. В отличие от стандартных комбикормов, которые поглощают лабораторные крысы и мыши, землекопам мы должны предоставлять свежий корм - в основном корнеплоды, такие как батат, морковь, корень сельдерея, это чем-то схоже с их естественным рационом. Также мы добавляем, например, яблоки. Потому что, в отличие от любых других лабораторных животных, они не пьют воду в чистом виде. Т.е. они получают свою жизненную влагу из овощей и фруктов.

Вы сами пришли к этим условиям содержания землекопов, или вы что-то переняли у своих зарубежных коллег?

Да, конечно мы перенимали опыт и у зарубежных коллег, потому что в Московском университете землекопы появились только в 2016 году, а по всему миру они есть и в зоопарках, есть и в лабораторных условиях. Мы советовались с нашими друзьями из Берлинского зоопарка. В принципе, в литературе тоже описано, как именно надо содержать голых землекопов.

Расскажите об исследованиях, которые на них проводятся.

Особенности наших исследований заключаются в вопросах, что именно позволяет голому землекопу так долго жить, и, что самое главное – не стареть. Нами было показано, что голый землекоп – это одно из животных, которое проявляет признаки неотении, когда у взрослой особи появляются признаки новорожденных, или даже признаки на уровне эмбрионального развития близкого вида. Если мы сравним крысу и голого землекопа, то даже по его внешнему виду, не говоря уже о внутренних молекулярных и физиологических аспектах, он, действительно, очень похож на новорождённого крысёнка. У голого землекопа нет выраженных ушных раковин, нет шерсти, у него, например, недоразвитые лёгкие. Но мы «копнули» ещё глубже: изучили дыхание митохондрий, потому что наша лаборатория непосредственно связана с большим проектом по изучению активных форм кислорода, и, параллельно исследуются Ионы Скулачёва. Мы продолжаем эти исследования, голые землекопы – одна из их частей. Поэтому мы, например, доказали, что дыхание митохондрий у голого землекопа схоже именно с таковым у новорожденных мышат. И многие признаки неотении, которые описаны в статье академика Скулачёва в журнале «Physiological Reviews» как раз говорят о том, что голый землекоп пролонгировал свою жизнь. На каком-то уровне он существует как маленький грызун, но уже во взрослом состоянии. То есть его признаки в 20-летнем, 13-летнем возрасте физиологически схожи с теми, что у новорожденных мышат, с которыми мы можем их сравнивать.

Также мы замечаем и большое влияние эусоциальной взаимосвязи в колонии. Считается, что это тоже оказало большое влияние на то, что они могут долго жить и именно не стареть, потому что особенность голого землекопа даже не в том, что он долго не стареет, а в том, что не проявляет даже признаков старческих заболеваний уже во взрослом возрасте.

Эти свойства только у землекопов, или у других животных тоже наблюдается нечто подобное?

На нашей планете существует несколько долгожителей.  Мы знаем про гренландского кита, про акулу, про черепах, но мы обратили внимание, что они все очень крупные объекты. Грубо, но в принципе, считается, что чем больше объект, тем дольше он будет жить. Так мы можем вспомнить и слона. Уникальность голого землекопа в том, что он - объект маленький. И схожие с ним по размеру животные, грызуны, живут в десятки раз меньше. Напомню, мышь – около 3-х лет, голые землекопы – около 30 лет, хотя по размеру они схожи. В этом их уникальность.

Есть ещё одно животное – маленькие летучие мыши. Они тоже долгожители, их также изучают геронтологи, пытаясь понять, почему этот маленький объект может долго жить. Это тоже очень интересный объект исследования.

У голого землекопа, насколько я понимаю, жизнь продлевается за счёт долгой молодости. Как это у других животных-долгожителей?

У голого землекопа все этапы жизни довольно сильно пролонгированы. Например, у мыши беременность, эмбриональное развитие длится 21 день, у голого землекопа в районе 71 дня. Тоже и про взросление. У голого землекопа, так как у них нет полного полового развития, если они не будут изолированы и если они не найдут партнёра в иной среде, а именно в семье, считается, что они становятся взрослыми только к полугодовалому, годовалому возрасту и начитают хорошую, активную социальную жизнь. Мышь уже в 4-х недельном возрасте, практически сразу после лактации, в 4-5 недель уже может начать размножаться и считается взрослым животным. То есть, мы понимаем, что это огромная разница между полгода-год и 4-5 недель. И так пролонгированы все этапы жизни голого землекопа. Если сравнивать с другими животными, то и у слонов очень долго течет период эмбрионального развития, 22 месяца, а также детства и отрочества, но чтобы сравнивать и с ними, их необходимо дополнительно изучать, что непросто сделать в лабораторных условиях.

Планируете ли вы изучать в своей лаборатории и других животных, например, летучих мышей, также являющихся долгожителями?

Это очень интересный аспект. Почему учёные так загорелись изучением геронтологии и вопросами старения именно голых землекопов, почему взяли именно этот объект? Потому что здесь ещё вопрос содержания. Голый землекоп – это всё-таки грызун, и у нас есть объект, с которым его можно сравнивать. Мы, учёное сообщество, уже с начала XX века имеем стандартных лабораторных грызунов. Мы вывели стандартную лабораторную мышь, C57BL/6, и постепенно начали формировать стандартные условия вивариев (примечание: виварий - помещение, которое предназначено для содержания лабораторных животных). Про лабораторную мышь мы знаем уже более-менее всё и её можно рассматривать как объект сравнения для голого землекопа. Голый землекоп – это тоже грызун. Конечно, они с мышью эволюционно далеки друг от друга, но мы всё равно можем провести некоторые сравнения. Так мы можем понять, как содержать голого землекопа. Да, конечно, это не стандартные клетки, это лабиринты, но, всё же, это комната, это стол и какой-то лабиринт, это всё равно более стандартные условия содержания. Для содержания других видов животных, которые также интересны для изучения процессов старения должны быть особые условия содержания, не всегда можно себе это позволить, но это очень интересно и их изучением занимаются.  Но здесь тоже возникает вопрос: с чем сравнивать? Мы можем сказать, что мышь живёт столько, и какие у нее физиологические особенности, какое у неё строение лёгких, строение внутриклеточных органелл и так далее. Когда мы изучаем голого землекопа, так как он относительно близкий их родственник, тоже грызун, видим, что его развитие идёт уже по другому пути, а точнее идёт так, как у мыши в эмбриональном развитии и в раннем постнатальном периоде.

Не могли бы ли вы поделиться вашими планами о новых исследованиях?

Конечно, исследования голых землекопов продолжаются. Мы изучаем и их поведение, идут большие проекты по исследованию особенностей их иммунной системы, также продолжаются и исследования физиологии клеток, которые могут нам объяснить, что же позволяет голому землекопу продлить свою молодость, не стареть, при этом регенерировать повреждения, потому что самые главные вопросы, на которые мы хотим получить ответы – это как он в довольно взрослом возрасте, на протяжении более чем тридцати лет остаётся активным. И главный вопрос - как нам с вами в нашем преклонном возрасте продолжать активную и счастливую жизнь, потому что, например, у голого землекопа даже королева с возрастом не теряет фертильность и может активно размножаться. Они не болеют старческими заболеваниями, что тоже важный аспект, потому мы видим, как с возрастом стареет мышь, как, в принципе, и многие другие организмы. Мы видим, как она седеет, у неё образуются доброкачественные или злокачественные опухоли, происходят проблемы со зрением, то есть абсолютно все старческие заболевания человека проявляются у мышей, и мы видим как мышь стареет. Относительно голого землекопа, я могу показать и 13-тилетнего, и голого землекопа, родившегося в прошлом году, визуально они ничем не отличаются: ни размером, ни количеством морщинок, ни активностью передвижения. Вопрос: как же они поддерживают свою молодость?