Podobná témata vědeckých prací v biologických vědách, autorem vědecké práce je Vladimir Aleksandrovich Paevsky
Stellerova analýza křivky přežití orla mořského. Stárnou muži rychleji než ženy?
Populační studie ptáků během stacionárního dlouhodobého odchytu a značkování
Ptáci Ruska a sousedních zemí: pěnice obecná Sylvia nisoria
Reprodukční biologie, morfometrie a populační dynamika pěti druhů pěnic rodu Sylvia na Kurské kose (východní Balt)
Ptáci Ruska a sousedních zemí: Bělohlavý, nebo Mlýnská Sylvia curruca
i Nemůžete najít, co potřebujete? Vyzkoušejte službu výběru literatury.
i Už vás nebaví bannery? Reklamu můžete vždy vypnout.
Text vědecké práce na téma “Očekávaná délka života ptáků: teorie a fakta (krátký přehled)”
Russian Journal of Ornitology 2020, Volume 29, Express Issue 1930: 2449-2456
Životnost ptáků: Teorie a fakta (Stručný přehled)
Vladimír Alexandrovič Paevskij. Zoologický ústav Ruské akademie věd,
Universitetskaya nábřeží, 1, Petrohrad, 199034, Rusko. E-mail: payevsky@yandex.ru Přijato 24. dubna 2020
Komplexní studie demografických parametrů zvířat, korelace těchto parametrů s faktory prostředí a mezi sebou navzájem začaly v letech 1950-1970 (Lack 1954, 1966; Williams 1957; Caughley 1966; Comfort 1967; Ricklefs 1973; Calder 1976 Kirkwood 1977) a nadále se intenzivně rozvíjejí (Ricklefs 2008; Wasser, Sherman 2010; Székely et al. 2014). Zjišťování demografických ukazatelů volně žijících ptáků má své výhody ve spojení s tradiční metodou individuálního značkování – bandážováním. Díky výsledkům páskování se po celém světě rychle nashromáždily údaje o úmrtnosti a délce života ptáků. Plodnost a úmrtnost jsou vždy v dynamické rovnováze určující reprodukci populací. Vztah mezi různými populačními charakteristikami (věková struktura, velikost snůšky, míra přežití různých věkových skupin) a charakteristiky jejich vzájemné kovariace tvoří důležitou součást studia biologie ptáků.
Délka života ptáků, jako jeden z demografických parametrů, spolu s mírou přežití, byla předmětem mnoha studií. Průměrná délka života ptáků určitého věku je matematickým předpokladem průměrné délky jejich budoucího života, jehož hodnota je určena za vynuceného předpokladu, že úmrtnost v každém věku zůstane během života sledované generace nezměněna. Spolu s průměrem se často určuje maximální délka života ptáků. Tento ukazatel má dosti vágní povahu, neboť je založen na vzácných jednotlivých pozorováních dlouhověkých jedinců a jeho hodnota se zvyšuje s rostoucím počtem pozorování, tzn. výsledky značkování studované populace nebo druhu. K dnešnímu dni však existuje mnoho studií o dlouhověkosti zvířat, včetně lidí a ptáků, a jejích interpretací z hlediska konceptu evoluce stárnutí (Williams 1957; Hamilton 1966; Paevsky 1974,1985, 1997; Austad 0 Möller 2006; Wasser, Sherman 2010; atd.).
Navzdory obecnému chápání procesu stárnutí je třeba stále zdůraznit, že stárnutí znamená pomalé, ale neustálé snižování adaptability těla na život v normálním prostředí, což má za následek fyziologickou neschopnost dále existovat. Teoreticky, z hlediska evoluční biologie, je stárnutí podle některých výzkumníků něco jako záhada (Williams 1957; Hamilton 1966; Austad 1997). Ostatně to lze ilustrovat na příkladu ptáků, zejména tetřevů (tetřev, tetřev a další druhy – tetřev obecný). Lekkingové studie, při plném zohlednění všech interakcí mezi ptáky různého pohlaví a věku, prokázaly neodolatelnou přitažlivost nejstarších a nejzkušenějších samců. Právě je si vybírají téměř všechny samice přicházející na lek (Potapov 1990). Takto vyspělí jedinci v jiných skupinách zvířat mají také více příležitostí k rozmnožování ve srovnání s mláďaty. Zdá se, že přírodní výběr by proto měl podporovat delší životnost. U volně žijících zvířat je však samotná smrt stářím velmi vzácným jevem. Navíc téměř ve všech hlavních taxonomických skupinách rostlin a živočichů má délka života negativní binomické rozdělení, s mnohem větším počtem krátkověkých druhů než dlouhověkých (Finch 1990; Hulbert et al. 2007; Ricklefs 2008). Pokusy vysvětlit tento rozpor spočívají v tom, že když je úmrtnost z vnějších příčin vysoká a většina jedinců v populaci nežije dlouho, přirozený výběr je neúčinný při udržování fyziologických mechanismů, které léčí vady dlouhověkých jedinců, což nevyhnutelně vede k postupnému snížení celkové doby stárnutí (Kirkwood, Austad 2000; Ricklefs 2008; Monaghan et al. 2008).
Míra přežití dospělých ptáků a věková struktura populací, potažmo maximální věk, by měly přímo souviset, což jsme potvrdili na příkladu 130 druhů ze 13 ptačích řádů (Payevsky, Shapoval 2000; Payevsky 2008) . Teoreticky je maximální délka života funkcí přežití, a proto lze a priori očekávat statisticky významný vztah mezi nimi.
Kvantitativní poměr samců a samic u dospělých zvířat v přirozených populacích je základním konceptem v populační biologii a klíčovým faktorem v sexuální selekci. Pohlavní struktura, stejně jako operační poměr pohlaví (tj. podíl sexuálně aktivních samců) patří mezi hlavní ukazatele chovných populací. Mezi dospělými hnízdícími ptáky badatelé v naprosté většině případů zaznamenávají početní převahu samců.
U většiny druhů ptáků, na rozdíl od savců, mají samice ve srovnání se samci v průměru vyšší úmrtnost a samci mají vyšší míru přežití, která je dána především genetickou determinací pohlaví. V mnoha populacích nebyly zjištěny žádné významné rozdíly v úmrtnosti mezi pohlavími, ačkoli míra přežití mužů byla vždy vyšší než u žen. U většiny studovaných druhů a populací ptáků je však i přes stejný poměr pohlaví při narození kvantitativní převaha samců v populacích určována jejich zvýšeným přežíváním ve srovnání se samicemi (Paevsky 2020).
Má se za to, že díky své schopnosti létat mohou být ptáci teoreticky úspěšnější než savci při vyhýbání se řadě vnějších příčin úmrtnosti, především predaci, a proto žijí déle. Hlavní rozdíl a rozpor je však v tom, že ptáci mají ve srovnání se savci vyšší rychlost metabolismu, spotřebují několikanásobně více kyslíku na gram tělesné hmotnosti a mají vyšší tělesnou teplotu a hladinu cukru v krvi. To vše naopak svědčí o větší rychlosti životních procesů a mělo by tedy vést ke kratší délce života. Mnoho aspektů životního stylu a chování ptáků však přispívá ke snížení úmrtnosti z vnějších příčin ve srovnání s podobně velkými savci (Dolnik 1978; Holmes a Austad 1995; Ricklefs a Scheuerlein 2001; Möller 0; Hulbert a kol. 2006).
V. R. Dolnik (1982) ukázal, že produktivní procesy u ptáků závisí na jejich tělesné hmotnosti a že jejich očekávaná délka života by také měla souviset s tělesnou hmotností jako aM025, kde M je hmotnost a a je konstanta. Již dříve bylo stanoveno, že maximální dlouhověkost různých volně žijících ptáků (81 druhů) v letech je vyjádřena závislostí 17.6M020 a pro 71 druhů z řádu pěvců jako 21.6M026, kde tělesná hmotnost je v kilogramech (Lindstedt , Calder 1976). V následných studiích (Paevsky 1985, 1991), na příkladu 67 druhů z různých řádů nepěvců a 33 druhů z řádu pěvců, bylo zjištěno, že existuje vztah mezi průměrnou délkou života a tělesnou hmotností v kilogramech. (M): pro nepěvce 3.69M 021 a pro pěvce – 2.41M016. Podobný vztah mezi maximální délkou života a tělesnou hmotností byl vyjádřen jako 8.28M013 pro nepěvce a 7.65M014 pro pěvce (obr. 1). Jinými slovy, čím větší je tělesná hmotnost ptáků, tím vyšší je střední délka života – jak průměrná očekávaná, tak maximální.
Tato závislost dlouhověkosti na tělesné hmotnosti byla nejpodrobněji studována v práci na 936 druzích ptáků, kde byla také studována závislost.
z různých dalších proměnných pro 470 druhů ze 40 čeledí 15 řádů (Wasser, Sherman 2010). Byly zkoumány komplexní informace o maximální délce života ptáků ve volné přírodě (na základě dat z páskování) a devíti ekologických, fyziologických a behaviorálních proměnných, o kterých se předpokládá, že ovlivňují vývoj délky života ptáků. Ze všech proměnných měla na maximální dlouhověkost nejsilnější vliv tělesná hmotnost, tzn. Čím těžší a větší druh, tím vyšší je délka života.
Rýže. 1. Vztah mezi tělesnou hmotností a očekávanou délkou života – průměrná očekávaná (očekávaná) a maximální (mpz) u nepěvců různých řádů (horní graf) a řádu pěvců Ravvenbzgshev (spodní graf). Podle údajů z: Paevsky 1974; 1985; 1991; se změnami.
Vícerozměrná analýza komplexních dat v této práci (Wasser a Sherman 2010) ukázala kromě tělesné hmotnosti, že na délku života má významný vliv také typ stravy, socialita (koloniální nebo osamělé hnízdění) a chov na ostrově nebo na kontinentu. Mezi různými rodinami ptáků je druh potravy významně příbuzný
s dlouhověkostí. Býložravci žijí v průměru výrazně déle než masožravci nebo všežravci, zatímco mezi pěvci žijí býložravci a všežravci déle než hmyzožravci. Tyto výsledky potvrzují to, co bylo dříve známo mezi papoušky: druhy zrní mají delší životnost než všežravci a ovocní hmyzožravci. Pokud jde o socialitu, sociální, která se rozmnožují v koloniích, mají výrazně vyšší životnost než ti, kteří hnízdí samotářsky. Konečně, druhy, které se rozmnožují na ostrovech, mají delší životnost než ty, které se rozmnožují na kontinentu.
Flamingiformes Parrotiformes Petreliformes Pelicaniformes Listovitý Anseriformes Cranesiformes Charadriiformes Penguiniformes Falconiformes Owliformes Pigeoniformes datlovití Potápci Passeriformes
O 5 10 15 20 25 30 35 40
Průměrná maximální délka života v letech
Rýže. 2. Srovnávací údaje o průměrných hodnotách maximální délky života ptáků z 15 objednávek. Na základě údajů z: Wasser, Sherman 2010, s úpravami.
Na rozdíl od těchto charakteristik tito autoři zjistili, že geografická šířka, biotop hnízdiště, umístění hnízda a stupeň migrace druhu neměly žádný vliv na délku života. U čeledí z řádu pěvců, rovněž studovaných odděleně od jiných ptáků, byl získán podobný kvantitativní výsledek, ale většinou nebyl statisticky významný kvůli menší velikosti vzorku. Všechny tyto výsledky potvrzují a rozšiřují dříve získané výsledky na větší počet druhů. Tělesná hmotnost je také pozitivně spojena s dlouhověkostí u savců (Finch 1990; Speakman 2005). Evoluční důvody pro tento obecný vzorec pravděpodobně spočívají v tom, že velká tělesná velikost vyžaduje více času k růstu a dosažení dospělosti ve vyšším věku. Počátek stárnutí se tak vlastně odkládá do zralejšího věku. Větší organismy mají nižší
metabolismus, avšak nízká rychlost metabolismu ne vždy vede k delšímu životu u ptáků a savců (Hillber et al. 1).
) 2 4 6 1 ) 10 12 14 16 18
Průměrná maximální délka života v letech
Rýže. 3. Srovnávací údaje o průměrných hodnotách maximální délky života ptáků ze 17 čeledí pěvců řádu Passeriformes. Na základě údajů z: Wasser, Sherman, 2010, s úpravami.
Ilustrace prezentované v diskutované práci (Wasser, Sherman 2010) umožňují podrobné srovnání maximální délky života ptáků z různých řádů (obr. 2) az různých čeledí pěvců (obr. 3). Nejdelší životnost v průměru (více než 30 let) měli plameňáci, papoušci a trubci, nejkratší (méně než 10 let) pěvci, datli a potápky. Ptáci z jiných řádů měli průměrné ukazatele: jeřábi, anseriformes, pelikáni a volavky – 20-30 let; pro holuby, sovy, sokoly, tučňáky a brodivce – 10-20 let. Mezi pěvci je nejvyšší výskyt u krkavcovitých Corvidae – více než 17 let a nejnižší u tyrannidae Tyrannidae a stromových stromů Parulidae – v průměru 6 let.
Obecně, jak je formulováno v jednom z teoretických zobecnění (Holmes, Martin 2009), je studium stárnutí v evoluční biologii zaměřeno na analýzu základních procesů spojených se změnami v délce života všech živočichů, včetně člověka, včetně fyziologických a molekulární mechanismy. Mnoho výzkumů v této oblasti se provádí z hlediska prevence nemocí spojených se stárnutím a prodlužováním délky života.
aspekty lidského života. Biogerontologické studie obvykle používají jako laboratorní modely zvířata s rychlým vývojem a krátkou generací života, jako jsou myši. Nyní však existuje velké množství demografických údajů o populacích volně žijících ptáků, které jsou velmi důležité pro analýzu předpovědí biologického stárnutí a teorií o historii života. Ptactvo poskytuje bohatý zdroj pro studium biochemických a molekulárních procesů v tomto oboru znalostí.
Dolní V.R. 1978. Energetický metabolismus a velikosti zvířat: fyzický základ vztahu mezi nimi // Zhurn. celkový biol. 39, 6: 805-816. Dolní V.R. 1982. Alometrie morfologie, funkce a energetiky homeotherm
zvířata a jejich fyzická kontrola // Journal. celkový biol. 43, 4: 435-454. Comfort A. 1967. Biologie stárnutí. M.: 1-397.
Paevsky V.A. 1974. Délka života a roční úmrtnost ptáků // Tr. Zool.
Ústav Akademie věd SSSR 55: 142-185. Paevsky V.A. 1985. Demografie ptactva. L.: 1-285.
Paevsky V.A. 1991. Srovnávací demografie ptactva: současný stav a hlavní výsledky // Ekologie 4: 73-78. Paevsky V.A. 2008. Demografická struktura a populační dynamika pěvců. M.: 1-235.
Paevsky V.A. 2020. Pohlavní struktura a pohlavně specifické přežití v ptačích populacích (přehled) // Journal. celkový biol. (v tisku). Potapov R.L. 1990. Tetřeví ptáci. L.: 1-240.
Austad S.N. 1997. Proč stárneme: co věda objevuje o cestě těla
život. New York: 1-256. Caughley G. 1966. Vzorce úmrtnosti u savců // Ecology 47: 906-918. Finch C.E. 1990. Dlouhověkost, stárnutí a genom. Chicago: 1-922. Hamilton W.D. 1966. Formování stárnutí přirozeným výběrem // J. Theor. Biol. 12:1245.
Holmes D.J., Austad S.N. 1995. Evoluce vzorů stárnutí ptáků – důsledky
pro pochopení primárních procesů stárnutí // Amer. Zool. 35: 307-317. Holmes D.J., Martin K. 2009. Pohled na stárnutí z ptačí perspektivy: co z toho mají ornitologové? // Auk 126, 1: 1-23.
Hulbert A.J., Pamplona R., Buffenstein R., Buttemer W.A. 2007. Život a smrt: rychlost metabolismu, složení membrán a délka života zvířat // Physiol. Rev. 87: 1175-1213. Kirkwood T.B.L. 1977. Evoluce stárnutí // Nature 270: 301-304. Kirkwood T.B.L., Austad S.N. 2000. Proč stárneme? // Nature 408: 233-238. Nedostatek D. 1954. Přirozená regulace počtu zvířat. Oxford: 1-343. Nedostatek D. 1966. Populační studie ptáků. Oxford: 1-341.
Linstedt S.L., Calder W.A. 1976. Velikost těla a dlouhověkost u ptáků // Condor 78, 1: 91-145. M0ller A.P. 2006. Socialita, věk první reprodukce a senescence: komparativní analýzy
ptáci // J. Evol. Biol. 19: 682-689. Monaghan P., Charmantier A., Nussey D.H., Ricklefs R.E. 2008. Evoluční ekologie stárnutí // Funct. Ecol. 22: 371-378. Payevsky V.A., Shapoval A.P. 2000. Míry přežití, délky života a věková struktura ptáků
// Proc populace. Zool. Inst. Akad. Sci. 286: 101-108. Ricklefs R.E. 1973. Plodnost, mortalita a demografie ptáků // Biologie chovu ptáků. Washington: 366-447.
Ricklefs R.E. 2008. Evoluce stárnutí z komparativní perspektivy // Funct. Ecol. 22: 379-392.
Ricklefs R.E., Scheuerlein A. 2001. Srovnání úmrtnosti související s věkem mezi ptáky a ptáky
savci // Exp. Gerontol. 36:845-857. Speakman J.R. 2005. Velikost těla, energetický metabolismus a délka života // J. Exp. Biol. 208: 17171730.
Székely T., Weissing F.J., Komdeur J. 2014. Variace poměru dospělého pohlaví: důsledky pro
evoluce chovného systému // J. Evol. Biol. 27: 1500-1512. Wasser D., Sherman P. 2010. Ptačí dlouhověkosti a jejich interpretace v rámci evoluce
teorie stárnutí // J. Zool. 280: 103-155. Williams G.C. 1957. Pleiotropie, přirozený výběr a evoluce stárnutí // Evolution 11: 398-411.
Russian Journal of Ornitology 2020, Volume 29, Express Issue 1930: 2456-2470
Studium ptáků s kvadrokoptérou
Alexandr Stanislavovič Ševcov. LLC “Stavrolen”, Budyonnovsk, Stavropolské území, Rusko. E-mail: 9097608181@mail.ru Michail Pavlovič Iljukh. Severokavkazská federální univerzita, st. Pushkina, 1, Stavropol, 355017, Rusko. E-mail: ilyukh@mail.ru
Přijato redaktorem 22. dubna 2020
Vědeckotechnický pokrok umožnil v posledních letech vyvinout moderní technologickou základnu pro biologické a ekologické studium přírodních ekosystémů. Jedním z jeho současných úspěchů je vytvoření, výroba, aktivní implementace a široké využití kvadrokoptér (drony, bezpilotní prostředky, bezpilotní prostředky – UAV) v různých oblastech lidské činnosti, včetně vědecké ochrany a ochrany životního prostředí (Grishina 2015; Krasovsky et al. . 2016; Gorelova, Krivobokov 2017; Borisova, Krivenkova 2018a, b; Zhidelev, Sklyarov 2018; Nagaeva 2018).
Bezpilotní letouny jsou důležité a nepostradatelné zejména pro vzdálený výzkum a letecký monitoring různých objektů v místech, která jsou pro člověka těžko dostupná a nedostupná. Jejich využití je tedy považováno za velmi slibné při studiu prostorových dat, například při rozsáhlém dálkovém průzkumu Země. Drony se s úspěchem používají zejména ke studiu vegetačního krytu a posuzování biotopů organismů, k přípravě podrobných map biotopů živočichů a rostlin, posuzování narušení biotopů, sledování a počítání volně žijících živočichů.
Špinavá béžová s šedohnědými skvrnami, škeble Ming nebyla ničím výjimečným. Mělo to jméno, jako většina měkkýšů. Bylo mu 507 let, když ho vědci v roce 2006 vytrhli z mořského dna na Islandu (a zabili), čímž se stal jedním z nejstarších známých zvířat, které známe. V srpnu 2016 vědci odhadli, že pětimetrová samice žraloka grónského se dožila 392 let, což z ní dělá obratlovce s nejdelší životností. Rekord v očekávané délce života mezi savci patří velrybě grónské, o níž se předpokládá, že se dožila zralého věku 211 let.
Tento žralok může žít 500 let. jak se ti to líbí?
Lidé se v mnoha ohledech stali dominantními druhy, ale nepřestávají být ohromeni druhy, které nás přežívají. Pro biology příklady extrémní dlouhověkosti vyvolávají zásadní otázky, proč organismy stárnou a umírají. A vzhledem k tomu, co dělají, proč některé druhy žijí stovky let, zatímco jiné měsíce, týdny nebo jen dny?
Lidé žijí relativně dlouhý život. Někteří výzkumníci doufají, že získání více znalostí o tom, co pohání dlouhověkost v živočišné říši, poskytne šanci lépe porozumět nejen těmto druhům, ale i těm našim. Jiní jdou dále a věří, že je to klíč k tomu, aby lidé žili déle a zdravěji.
Zjištění Mingova neobvyklého věku v roce 2013 vedlo k okamžitým spekulacím, že tajemství jeho dlouhého života spočívá v jeho velmi nízké spotřebě kyslíku.
Jak to, že zvířata žijí tak dlouho?
Jednou z nejhlubších představ o délce života zvířat je, že úzce souvisí s rychlostí metabolismu – neboli s rychlostí chemických reakcí, které rozkládají potravu na energii a produkují sloučeniny potřebné pro buňky. Myšlenka, že zvířata hromadí škody a rychleji umírají, pokud pracují tvrději, pochází z průmyslové revoluce. V tom by měla být zvířata podobná strojům, které pracují na opotřebení.
Německý fyziolog Max Rubner na začátku 20. století porovnával energetický metabolismus a délku života u morčat, koček, psů, krav, koní a lidí. Zjistil, že větší zvířata mají nižší rychlost metabolismu na gram tkáně a že žijí déle, což ho vedlo k přesvědčení, že zvýšená spotřeba energie zkracuje život.
Nálezy ukazují, že některá zvířata by se mohla dožít 100 let
Americký biolog Raymond Pearl tuto myšlenku ještě dále rozvinul po svých studiích účinků hladovění, teplotních změn a dědičnosti na životnost ovocných mušek a sazenic melounu melounu. „Obecně se délka života mění nepřímo úměrně k míře energetického výdeje během života,“ napsal ve své knize The Rate of Life z roku 1928.
V roce 1954 představil Denham Harman z Kalifornské univerzity v Berkeley mechanismus na podporu toho, co se stalo známým jako teorie rychlosti života. Navrhl, že stárnutí je důsledkem akumulace poškození způsobeného volnými radikály. Metabolicky produkované volné radikály jsou vysoce reaktivní molekuly, které mohou poškodit buněčné inženýrství krádeží elektronů.
Jaké je tajemství dlouhověkosti?
I když je pravda, že větší druhy savců mají pomalejší metabolismus a žijí déle, teorie o rychlosti života byla z velké části vyvrácena. Za prvé, vědci poukázali na to, že mnoho ptáků a netopýrů žije mnohem déle, než by jejich metabolismus měl. Vačnatci žijí kratší život než placentární savci, i když mají ve srovnání s nimi pomalejší metabolismus.
John Speakman z University of Aberdeen ve Velké Británii tvrdí, že to, že zvířata s pomalým metabolismem žijí déle, neznamená, že to první vede k druhému.
“Všechny důkazy, které byly použity k podpoře teorie rychlosti života, jsou zásadně chybné,” říká Speakman. “Všechny pocházejí ze studií, které porovnávají zvířata s různými velikostmi těla.”
V roce 2005 použil Speakman chytrý statistický trik k odstranění vlivu tělesné hmotnosti z této rovnice, když studoval údaje od 239 druhů savců a 164 druhů ptáků. U každého zvířete s vyšší než očekávanou rychlostí metabolismu pro jeho tělesnou velikost se odvodila kratší než očekávaná délka života a naopak. “Jakmile byla z rovnice odstraněna tělesná hmotnost, u savců i ptáků vztah mezi rychlostí metabolismu a délkou života zmizel,” říká Speakman.
Tento výpočet, stejně jako předchozí práce podporující teorii rychlosti života, však používal zbytkové rychlosti metabolismu zvířat, když netráví potravu nebo neregulují svou tělesnou teplotu. Výzkumníci tradičně používají tyto metriky, protože v tomto stavu by bylo k dispozici více dat. Ale mnoho zvířat netráví v klidu metabolicky mnoho času a podíl času, který tomu různé druhy stráví, se značně liší.
Aby Speakman tento problém obešel, porovnal denní výdej energie a maximální délku života pro 48 druhů savců a 44 druhů ptáků, pro které mohl najít data, a pak stejnou statistickou metodu použil k odstranění vlivu velikosti těla.
“Ukázalo se, že existuje souvislost, ale je to opak toho, co byste předpovídali z teorie rychlosti života,” říká Speakman. “Mezi savci, jakmile odstraníte vliv velikosti těla, jsou dlouhověcí tvorové ti s vyšší rychlostí metabolismu.” Výsledky pro ptáky byly statisticky nevýznamné.
Ve skutečnosti je dnes již zastaralá představa, že čím více kyslíku zvíře spotřebuje, tím větší je produkce volných radikálů, které poškozují, a tím urychlují stárnutí. Díky hlubokému výzkumu mitochondrií – částí buněk, které generují energii.
Když mitochondrie rozkládají chemikálie v potravinách, protony jsou protlačovány jejich vnitřními membránami, čímž se mezi nimi vytváří rozdíl v elektrickém potenciálu. Když protony proudí zpět přes tuto membránu, je tento potenciálový rozdíl využit k vytvoření adenosintrifosfátu (ATP), molekuly, která ukládá energii.
Jak dlouho žijí zvířata?
Nosorožci, skokani, zebry, sloni a lvi v národním parku Serengeti, Tanzanie
Původně se předpokládalo, že produkce volných radikálů je vysoká, když je elektrický rozdíl mezi mitochondriálními membránami vysoký – to znamená, že čím vyšší je rychlost metabolismu, tím vyšší je rychlost produkce vysoce reaktivních molekul, které vedou k poškození buněk a stárnutí.
Tento model však nebere v úvahu přítomnost „odpojovacích proteinů“ ve vnitřní mitochondriální membráně. S funkcemi, které zahrnují generování tepla, tyto rozpojovací proteiny spouštějí tok protonů přes membránu, aby se snížily potenciální rozdíly přes membránu, když jsou vysoké.
“Tradiční myšlenka je, že když zvýšíte svůj metabolismus, určité procento kyslíku, který spotřebujete, půjde na produkci volných radikálů, ale zásadně to nepodporuje to, co víme o tom, jak mitochondrie fungují,” říká Speakman. “Obecně bychom očekávali, že čím vyšší je rychlost metabolismu a počet odpojených proteinů, tím méně volných radikálů bude.”
Protože snížená produkce volných radikálů je spojena s dlouhověkostí, nazývá se tato hypotéza „odpojení na celý život“. Když to Speakman testoval v roce 2004, zjistil, že myši v horním kvartilu metabolické intenzity spotřebovávaly více kyslíku a žily o 36 % déle než myši ve spodním kvartilu – což podpořilo myšlenku „disociace na celý život“.
Ještě přesnějším ukazatelem délky života živočišných druhů je jejich velikost. Ve studii z roku 2007 porovnával João Pedro Magalhanes z University of Liverpool ve Spojeném království tělesnou hmotnost a maximální známou délku života více než 1400 druhů savců, ptáků, obojživelníků a plazů.
V těchto čtyřech skupinách Magalhanes zjistil, že 63 % změn v očekávané délce života bylo způsobeno tělesnou hmotností. Nechte savce na pokoji – 66 %. Netopýři jsou neobvyklí, protože žijí mnohem déle, než by na svou velikost měli, takže byli z výpočtu vyloučeni. Tělesná hmotnost zároveň vysvětlila očekávanou délku života u 76 % savců. Sdružení pro ptáky bylo 70%, pro plazy – 59%. U obojživelníků nebyla žádná korelace.
Magalhanes a další, kteří studovali vliv velikosti na délku života, tvrdí, že jde o kombinaci evolučních a environmentálních faktorů.
„Velikost těla je určující pro ekologické schopnosti,“ říká Magalhanes. „Menší zvířata mají více predátorů a musí rychleji růst a reprodukovat se rychleji, pokud chtějí předat své geny. U větších zvířat, jako jsou sloni a velryby, je méně pravděpodobné, že je sežerou predátoři a postrádají evoluční tlak, aby dospěli a rozmnožovali se v raném věku.“
Pokud velikost těla ovlivňuje délku života prostřednictvím pravděpodobnosti požití, znamená to, že různé populace stejného druhu mohou žít delší nebo kratší život v různých prostředích.
Stephen Osted, novinář, který se stal krotitelem lvů a poté biologem, se koncem 1980. let rozhodl tento nápad otestovat studiem dospělých samic vačice. Na ostrově Sapelo a dalších 34 na pevnině poblíž Aitkenu v Jižní Karolíně zajal a zachytil rádiovým spojením 37 jedinců. Druhou z těchto populací lovili divocí psi a rys (Lynx rufus), ale ostrovní populace nikoli. Vačice na ostrově byly obecně pod menším tlakem predace a byly geneticky izolované.
Osted zjistil, že ostrovní vačice žily v průměru čtyři a půl měsíce, tedy o 23 % déle než jejich příbuzní na pevnině. Měli také výrazně menší vrhy, začali se rozmnožovat později a byli schopni se rozmnožovat déle. Testy ukázaly, že kolagen v ocasních šlachách stárne rychleji u pevninských vačice.
Pokud vás zajímají novinky z oblasti vědy a techniky, přihlaste se k odběru zpráv Google a Yandex.Zen, abyste nezmeškali nové materiály!
Osted zvažoval možné účinky změny klimatu, patogenů a stravy, ale dospěl k závěru, že delší životnost ostrovní populace byla s největší pravděpodobností způsobena genetickými variacemi způsobenými různými selekčními tlaky.
Existují další faktory, které na první pohled mohou ovlivnit délku života druhů, ale ve skutečnosti se ukáže, že jsou pouze funkcí velikosti těla a faktorů prostředí. Velikost mozku například koreluje s maximální délkou života, zejména u primátů, stejně jako velikost oční bulvy. Pokud se něco změní s velikostí těla, zdálo by se, že se s tím mění i délka života, protože mezi velikostí těla a délkou života existuje jednoduchý vztah.
Přestože ve vědecké komunitě panuje shoda ohledně důležitosti velikosti těla pro očekávanou délku života, zůstává mnoho nezodpovězených otázek.
