Субантарктических пингвинов предложили разделить на четыре вида
Субантарктические пингвины — не один вид, а четыре. К такому выводу пришла команда орнитологов, сравнив генетические и морфологические особенности нескольких популяций с разных островов Субантарктики и из Антарктиды. При этом два новых вида благополучны, а еще два сокращают численность из-за климатических изменений и других экологических проблем. Впрочем, пока неясно, станет ли такая точка зрения общепринятой. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Ecology and Evolution.
Субантарктические пингвины (Pygoscelis papua) гнездятся на островах Субантарктики и Антарктическом полуострове. В отличие от некоторых родственных видов, они, кажется, пока выигрывают от антропогенных изменений климата: согласно недавней оценке, их численность за последние сорок лет выросла в шесть раз. Исследователи полагают, что успех данного вида во многом связан с широким спектром кормов, которые он потребляет.
Тем не менее, некоторые группировки субантарктических пингвинов постепенно становятся более редкими. Может показаться, что на фоне общего роста популяции эта тенденция не заслуживает внимания, но у специалистов иное мнение. Дело в том, что представители вида из разных регионов заметно отличаются друг от друга с точки зрения морфологии и генетики. Некоторые орнитологи даже полагают, что субантарктические пингвины представляют собой не единый вид, а несколько близких. Если эта идея верна, то часть таких криптических видов может процветать, а часть — находиться под угрозой исчезновения и требовать охраны.
Разобраться в таксономии субантарктических пингвинов решила команда специалистов во главе с Джошуа Тайлером (Joshua Tyler) из Батского университета. Для этого ученые проанализировали данные о ДНК 69 особей, которые представляют популяции с островов Кергелен, Фолклендских островов, Южной Георгии, Южных Шетландских островов и из Западной Антарктиды. Эти птицы относятся к двум признанным сегодня подвидам: северному P. p. papua и южному P. p. ellsworthi. Помимо этого, авторы провели измерения 39 тушек субантарктических пингвинов из музеев Великобритании и США.
Исследование показало, что всех субантарктических пингвинов можно разделить на четыре изолированные генетические линии. В первую попали птицы с островов Кергелен, во вторую — с Фолклендских островов, в третью — с Южной Георгии, а в четвертую — с Южных Шетландских островов и из Западной Антарктиды. С точки зрения морфологии четыре группы также отличаются. Например, представители второй группы оказались самыми крупными, а четвертой — самыми мелкими. Птицы с Кергелена и с Южной Георгии занимают промежуточное положение с точки зрения размеров, а друг от друга отличаются деталями строения конечностей. Кроме того, субантарктические пингвины из разных линий выбирают разные места для гнездования и питаются более (на севере) или менее (на юге) разнообразной пищей.
По мнению авторов, четыре линии субантарктических пингвинов отличаются друг от друга настолько сильно, что им следует придать статус отдельных видов. Они предлагают для них следующие названия: P. ellsworthi (для популяций из Антарктиды и с Южных Шетландских островов; сюда же относятся не включенные в анализ популяции с Южных Оркнейских островов); P. taeniata (для популяций с островов Кергелен и, возможно, островов Крозе, Маккуори и Марион); P. poncetii ( для популяции с Южной Георгии); и P. papua (для фолклендской популяции).
Исследователи полагают, что четыре новых вида по-разному реагируют на климатические изменения и деятельность человека. Если численность P. papua и P. ellsworthi стабильна или растет, то популяция P. taeniata, напротив, снижается примерно на два процента в год. Судьба P. poncetii точно неизвестна: вероятно, этот вид также сокращает численность. По мнению авторов, природоохранный статус двух последних форм нуждается в скорейшем пересмотре.
Пока сложно сказать, станет ли разделение субантарктических пингвинов на четыре вида общепринятым. Например, несколько лет назад аналогичным образом предлагалось разделить жирафов на четыре вида, что позволило бы более эффективно их охранять. Однако эта идея, похоже, не нашла широкой поддержки: в большинстве источников все еще фигурирует один вид жирафов.
Согласно недавнему исследованию, общий предок всех современных пингвинов жил в прохладных водах Австралии или Новой Зеландии около 21,9 миллиона лет назад. Со своей родины пингвины постепенно расселялись по Южному полушарию, чему способствовало открытие пролива Дрейка и усиление Антарктического циркумполярного течения.
Сергей Коленов
Он повышает синтез высокомолекулярной гиалуроновой кислоты
Американские и российские исследователи обнаружили, что трансгенные мыши с повышенной экспрессией гена синтазы гиалуроновой кислоты от голых землекопов меньше подвержены спонтанному и индуцированному раку, дольше живут и дольше сохраняют здоровье. Кроме того, у таких животных значительно снижен уровень воспаления в различных тканях. Отчет о работе опубликован в журнале Nature. Голые землекопы (Heterocephalus glaber) выделяются среди грызунов крайне высокой продолжительностью жизни (в неволе — более 40 лет). Кроме того, у них слабее работают рецепторы внутреннего уха и механизмы торможения в нервной системе, зато замедлено клеточное старение и короче иммунная память (из-за чего у них больше наивных лимфоцитов для реакции на новые инфекции). Одно из главных отличий голых землекопов от других млекопитающих состоит в том, что они практически не болеют раком. Как было показано ранее, это связано с высоким содержанием в их тканях высокомолекулярной гиалуроновой кислоты. Этот гликозаминогликан составляет основу внеклеточного матрикса, участвует в пролиферации и миграции клеток, а также влияет на прогрессирование опухолей, причем его свойства зависят от молекулярной массы — высокомолекулярный обладает защитными свойствами, низкомолекулярный — наоборот. Голые землекопы продуцируют гиалуроновую кислоту с крайне высокой молекулярной массой (более 6,1 мегадальтона), которая оказывает мощную цитопротекцию. Чтобы проверить, производит ли она схожий эффект у других видов животных, сотрудники Университета Рочестера, Гарвардской медицинской школы, Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Московского государственного университета под руководством Андрея Селуанова (Andrei Seluanov) и Веры Горбуновой (Vera Gorbunova) создали трансгенных мышей с управляемой повышенной экспрессией гена синтазы 2 гиалуроновой кислоты голого землекопа (nmrHas2). У самок и самцов таких животных наблюдалось повышенное содержание высокомолекулярной гиалуроновой кислоты в мышцах, сердце, почках и тонкой кишке; низкое — в печени и селезенке, утилизирующих ее. Тем не менее оно было ниже, чем у голых землекопов, что, вероятно, связано с более высокой активностью гиалуронидазы у мышей. Наблюдения в когортах из 80–90 животных показало, что экспрессирующие трансген nmrHas2 мыши умирают от спонтанного рака реже, чем обычные (57 против 70 процентов). Эта разница была еще заметнее у пожилых (старше 27 месяцев) животных — 49 против 83 процентов. В эксперименте по химической индукции кожного канцерогенеза нанесением 7,12-диметилбензантраценом (DMBA) и форбол-12-миристат-13-ацетатом (TPA) число папиллом на 21-й неделе от него у трансгенных мышей было почти вдвое меньше, чем у обычных. От пола животных подверженность раку не зависела. Масса тела животных из обеих групп в течение жизни не различалась. При этом экспрессирующие nmrHas2 мыши жили дольше, чем обычные — медианная продолжительность жизни у них была на 4,4 процента, а максимальная — на 12,2 процента больше. У животных женского пола сильнее различалась медианная продолжительность жизни (на девять процентов), а мужского — максимальная (на 16 процентов). Оценка эпигенетического возраста по паттернам метилирования ДНК в печени в возрасте 24 месяцев показала, что у трансгенных мышей он примерно на 0,2 года меньше хронологического. Животные из основной группы жили не только дольше жили, но и дольше оставались здоровыми. У них медленнее, чем в контрольной группе, возрастал интегральный индекс немощности (frailty index), который рассчитывается по 31 физиологическому показателю, и они в пожилом возрасте сохраняли подвижность и координацию движений в тесте на ротароде. Кроме того, у трансгенных самок замедлялось развитие остеопороза. Анализ транскриптомов различных органов и тканей экспрессирующих nmrHas2 пожилых мышей выявил особенности, присущие молодым животным, и пониженный уровень воспаления, связанного с возрастом. Молекулярные исследования показали, что высокомолекулярная гиалуроновая кислота производит противовоспалительные и иммунорегулирующие эффекты, а также предохраняет клетки от окислительного стресса. Кроме того, она стимулирует барьерную функцию кишечного эпителия, сохраняет стволовые клетки кишечника и поддерживает оптимальный состав кишечной микробиоты, что дополнительно способствует снижению возрастного воспаления. Таким образом, высокомолекулярная гиалуроновая кислота, произведенная трансгеном nmrHas2, продлила жизнь мышей и сохранила их здоровье в пожилом возрасте, подавляя возрастные воспалительные реакции. Это значит, что эволюционные адаптации долгоживущих животных, таких как голый землекоп, можно искусственно воспроизвести у других видов — возможно, и у человека — с пользой для их здоровья. Также полученные результаты указывают на потенциал клинического применения высокомолекулярной гиалуроновой кислоты для лечения возрастных воспалительных заболеваний кишечника и других органов, заключают авторы работы. В 2016 году исследователи из Великобритании, Германии и ЮАР выяснили, что низкая болевая чувствительность голых землекопов связана с мутацией гена одного из рецепторов воспринимающих боль нейронов. Годом позже американские, немецкие, британские и южноафриканские ученые показали, что эти животные могут долго обходиться без кислорода — в эксперименте они выжили 18 минут в атмосфере чистого азота, после чего восстановили аэробный метаболизм.
