Эта акула может жить 400 лет. Её глаза почти не стареют
Гренландские акулы могут жить 400 лет без характерного для старения ухудшения зрения. Исследователи обнаружили здоровую глазную ткань и активные белки, адаптированные к видению синего света в тёмных арктических глубинах.
Доротея Сковронская-Кравчик смотрит на видео, как гренландская акула медленно скользит по тёмным водам Арктики на экране своего компьютера.
«Видите, как она движет глазом», — говорит доцент кафедры физиологии и биофизики Калифорнийского университета в Ирвайне, указывая на записанное видео. «Акула отслеживает свет — это просто потрясающе».
Гренландские акулы — это самые долгоживущие позвоночные, известные науке, некоторые особи живут до 400 лет. Они имеют толстые серые тела, маленькие головы и короткие округлые морды. Их мутные глаза могут выглядеть почти безжизненными, а паразиты часто прикрепляются прямо к глазному яблоку.
Из-за этих паразитов и чрезвычайно тёмной, мутной среды, в которой живут акулы, учёные давно подозревали, что гренландские акулы могут быть функционально слепыми.
Однако новое исследование под руководством Сковронской-Кравчик предполагает совсем иную картину.
Исследование, соавторами которого являются исследователи из Университета Базеля в Швейцарии Вальтер Зальцбургер и Лили Г. Фогг, которые изучали эволюционные аспекты работы, оспаривает предположения о зрении гренландской акулы и предоставляет новые подсказки о старении и долголетии.
Опубликованное в журнале Nature Communications исследование предполагает, что механизм восстановления ДНК может позволить гренландским акулам сохранять своё зрение в течение столетий без признаков дегенерации сетчатки. Их зрительные системы также, похоже, специально адаптированы к экстремально низким уровням освещённости их арктической среды обитания.
Сковронская-Кравчик изучает молекулярные процессы, участвующие в возрастных заболеваниях глаз, чтобы лучше понять, как старение влияет на зрение. Её интерес к гренландским акулам начался после прочтения исследовательской работы Джона Флэнга Стеффенсена 2016 года, опубликованной в журнале Science.
«Одним из главных выводов из статьи Science был тот факт, что у многих гренландских акул есть паразиты, прикреплённые к их глазам — что может нарушить их зрение», — говорит она. «С точки зрения эволюции, вы не сохраняете орган, который вам не нужен. После просмотра множества видеозаписей я понял, что это животное движет своим глазным яблоком в направлении света».
Это наблюдение побудило её изучить зрительную систему акул более внимательно.
Гренландские акулы, обследованные в исследовании, были поймали между 2020 и 2024 годами с помощью научных длинных ярусов рядом с Арктической станцией Копенгагенского университета на острове Диско в Гренландии.
Стеффенсен, профессор морской биологии Копенгагенского университета, работал вместе с Питером Г. Бушнеллом, преподавателем Университета Индианы в Саут-Бенде, и Ричардом У. Бриллом из Института морской науки Вирджинии. Исследователи препарировали глаза акул и сохранили их в растворе фиксатива для последующего изучения.
Эмили Том, аспирантка Калифорнийского университета в Ирвайне и врач-учёный в стадии обучения в лаборатории Сковронской-Кравчик, помнит момент, когда прибыло одно из этих сохранённых глаз.
«Я открыла посылку, и передо мной было гигантское, двухсотлетнее глазное яблоко, сидящее на сухом льду и просто смотрящее на меня», — смеётся 28-летняя учёная. «Мы привыкли работать с глазами мышей, которые размером с семечко папайи, поэтому нам пришлось разобраться, как масштабировать до глазного яблока размером с бейсбольный мяч. К счастью, Доротея очень вовлечена в работу как в стиле наставничества, так и в лаборатории — что не часто встречается у профессоров».
Обработка ткани требовала точности. Если бы она слишком нагрелась и достигла комнатной температуры, образцы могли начать разлагаться.
Том провела гистологический и специфичный для зрения анализ тканей глаза. Исследователи не обнаружили никаких признаков гибели клеток в сетчатке.
Они также обнаружили, что родопсин (белок, необходимый для зрения в условиях низкой освещённости) остаётся активным в сетчатке акулы. Белок был настроен на обнаружение синего света, адаптация, которая может помочь гренландским акулам видеть в слабом свете, доступном глубоко под арктическими водами.
«Не так много людей занимаются акулами, особенно зрением акул», — говорит Том. «Мы можем узнать так много о зрении и долголетии от долгоживущих видов, таких как гренландская акула, поэтому наличие средств для проведения такого исследования очень важно».
Результаты предполагают, что замечательная продолжительность жизни гренландской акулы не обязательно сопровождается серьёзной дегенерацией сетчатки, которую можно было бы ожидать у такого старого животного.
Для Сковронской-Кравчик работа поднимает возможность того, что понимание того, как глаза гренландской акулы остаются здоровыми в течение столетий, в конечном итоге может указать исследователям на новые стратегии профилактики возрастной потери зрения.
Полученные результаты также могут помочь в направлении исследований заболеваний глаз, включая дегенерацию жёлтого пятна и глаукому. В то же время они поднимают более широкие вопросы о том, как развивается зрение, как ткани остаются функциональными в течение чрезвычайно длительных периодов и могут ли некоторые из этих защитных механизмов в конечном итоге быть применены к людям.
Сковронская-Кравчик говорит, что неопределённость, окружающая федеральное финансирование научных исследований, создала озабоченность по поводу будущей поддержки такого типа работы, но она остаётся уверенной в том, что «мы преуспеем».
«То, что мне нравится в моей работе, это то, что мы первые в мире, кто видит результаты — на переднем крае, находя новые механизмы, правила и открытия», — говорит Сковронская-Кравчик, глядя на паузу акулы на экране. «А затем иметь возможность делиться этой радостью со студентами — это лучшая часть этого».