Киллифиш — это любая из различных яйцекладущих карповых рыб. Всего насчитывается около 1270 видов killifish, самое большое семейство которых — Rivulidae, содержит более 320 видов. Очень короткая жизнь бирюзовых рыб-киллифов — от трех до девяти месяцев — делает их идеальной моделью для изучения старения. Киллифы живут во временных прудах в Африке, которые пересыхают часть года, а это означает, что они должны вылупиться, созреть и воспроизвести свой род, прежде чем это произойдет. Их яйца переживают засушливые периоды в состоянии, похожем на спячку, и вылупляются, когда дожди снова заполняют пруд, давая начало новому поколению.
«Различные популяции диких бирюзовых рыб-киллифов имеют разную продолжительность жизни, и мы хотели изучить причины этого», — объясняет ведущий автор Дэвид Виллемсен, научный сотрудник Института биологии старения им. Макса Планка, Кельн, Германия.
В рамках своего исследования Виллемсен и старший автор Дарио Риккардо Валенцано провели полевые работы в бассейнах саванны в Зимбабве, чтобы поймать и собрать образцы генома киллифа для секвенирования и анализа в лаборатории. Затем команда сравнила геномы киллифов, живущих в самых засушливых средах, у которых самая короткая жизнь, с геномами киллифов из более влажных сред, которые живут на несколько месяцев дольше.
Недолговечные киллифы имеют очень маленькие, часто изолированные популяции, что приводит к так называемым «тесным местам обитания», которые, как выяснила команда, приводят к накоплению вредных мутаций в их популяциях. Напротив, у более долгоживущих киллифов больше популяции, и к их популяциям часто присоединяются новые рыбы с новым генетическим материалом. Со временем эти более крупные популяции позволяют естественному отбору более эффективно удалять вредные мутации.
«Ограниченные размеры популяции, вызванные фрагментацией среды обитания и повторяющимися тесным местам обитания в популяциях, увеличивают вероятность накопления вредных мутаций в популяции», — говорит Виллемсен. «Наша работа может помочь ответить на ключевой вопрос о старении, предположив, что популяционная динамика, а не эволюционный отбор в пользу или против определенных генов, способствует накоплению вредных мутаций, которые приводят к старению и сокращению жизни».
«Вредные мутации пассивно накапливаются в популяциях киллеров, и это еще более заметно в небольших популяциях, которые живут в более засушливых условиях», — говорит старший автор Дарио Риккардо Валенцано, руководитель группы Института биологии и старения Макса Планка. «Наши результаты подчеркивают роль демографических ограничений в формировании продолжительности жизни внутри видов и потенциально могут быть расширены, чтобы дать новое понимание старения в других популяциях животных и человека».
Читать также
Ореол Андромеды приближается к нашей галактике. Рассказываем, почему это важно
Симптомы коронавируса у детей. На что стоит обратить внимание?
Выяснилось, что заставило цивилизацию майя покинуть свои города