Раскрыт секрет самых долгоживущих бабочек

Ученые планируют найти в геноме тропических насекомых средство для продления жизни людей.

Тропические бабочки из Южной Америки удивили ученых своим долголетием. Оказалось, что яркие крылатые насекомые рода Heliconius сохраняют мышечную силу и массу тела до глубокой старости. Биологи опубликовали результаты  работы в научном журнале Nature Communications. Международная группа исследователей уверена, что секрет этих долгожителей поможет продлить здоровую жизнь человека. 

бабочки
Фото: Jearu/Shutterstock/FOTODOM

Секрет молодости 

Оказалось, что геликониды живут в среднем в три раза дольше своих ближайших сородичей. В отдельных случаях этот показатель превышает норму в целых 25 раз. Родственники этих насекомых обычно погибают всего через две или четыре недели, тогда как один лабораторный экземпляр вида Heliconius hewitsoni смог прожить в неволе 348 дней. Профессор Джессика Фоули из Бристольского университета (Великобритания)  вместе с коллегами из Смитсоновского института тропических исследований (Панама) проанализировала полевые наблюдения и архивные данные за несколько десятилетий. Ученые заметили, что эти бабочки практически не меняются внешне и физически по мере старения. Они ведут активный образ жизни до самых последних дней, что совершенно нетипично для мира насекомых. По словам доктора Фоули, эти существа в ходе эволюции смогли не просто увеличить срок своего земного существования, но и затормозить внутренние часы увядания. Тело бабочки остается крепким и сильным на протяжении всей жизни, а увядание происходит мгновенно, прямо перед смертью. Подобное явление биологи ранее замечали у некоторых долгоживущих млекопитающих, например у голых землекопов.

бабочки
Фото: By McMillan WO, Livraghi L, Concha C and Hanly JJ (2020) - McMillan WO, Livraghi L, Concha C and Hanly JJ (2020) From Patterning Genes to Process: Unraveling the Gene Regulatory Networks That Pattern Heliconius Wings. Front. Ecol. Evol. 8:221. doi: 10.3389/fevo.2020.00221, CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org
представители рода Heliconius

Белковая диета 

Исследователи выделили два главных фактора, которые даруют геликонидам вечную молодость. Первой важной причиной стал особый рацион питания. Большинство бабочек на планете пьют только жидкий сладкий нектар. Однако геликониды научились собирать и полностью переваривать цветочную пыльцу. Этот продукт богат ценным белком и аминокислотами. Пыльца помогает клеткам организма быстро восстанавливаться и эффективно залечивать повреждения.

Лабораторные опыты подтвердили, что белковая диета продлевает жизнь насекомых и поддерживает их тонус. Однако дело заключается не только в еде. Ученые провели эксперимент и сравнили два близких вида бабочек, один из которых не умеет питаться пыльцой. Биологи лишили геликонид доступа к белковой пище, но они все равно прожили значительно дольше своих  родственников. Это доказывает, что за долголетие отвечают глубокие внутренние генетические изменения, а не одна лишь удачная диета. Бабочки перестроили работу своего организма на молекулярном уровне.

Польза для человека

Доктор Джессика Фоули объясняет, что природа поставила уникальный эволюционный эксперимент, результаты которого человечество может использовать в медицине. Сравнение долгоживущих бабочек с их обычными сородичами помогает выявить конкретные участки ДНК, которые отвечают за сохранение молодости. Геном геликонид ученые изучили очень хорошо, поэтому сейчас специалисты могут без труда отслеживать работу отдельных генов.

Многие клеточные пути у бабочек и млекопитающих работают по одинаковым законам физиологии. Например, механизмы переработки белка и ограничения калорийности у человека имеют общие корни с процессами в организме этих насекомых. Открытия в области молекулярной биологии бабочек в будущем помогут создать новые лекарственные препараты. Такие медикаменты будут нацелены на борьбу с возрастными болезнями и помогут продлить период активной и здоровой старости у людей. 

Читайте «Мою Планету» в MAX