Một đồng hồ di truyền của người Viking cho phép các nhà khoa học ước tính thời gian sống của các sinh vật tuyệt chủng. Voi ma mút có thể mong đợi khoảng 60 năm. Bảo tàng Úc

Theo một phương pháp mới, chúng tôi đã phát triển để ước tính tuổi thọ của các loài khác nhau bằng cách phân tích DNA của chúng.

Ngoại suy từ các nghiên cứu di truyền của các loài có tuổi thọ đã biết, chúng tôi thấy rằng voi ma mút tuyệt chủng có lẽ đã sống khoảng 60 năm và cá voi đầu mũi có thể mong đợi được sống hơn hai thế kỷ rưỡi.

Nghiên cứu của chúng tôi, xuất bản ngày hôm nay trên báo cáo khoa học, đã xem xét cách DNA thay đổi khi một con vật già đi - và thấy rằng nó thay đổi từ loài này sang loài khác và có liên quan đến thời gian con vật có thể sống.

Bí ẩn của sự lão hóa

Quá trình lão hóa là rất quan trọng trong nghiên cứu y sinh và sinh thái. Khi động vật lớn lên, chúng trải qua sự suy giảm các chức năng sinh học, làm hạn chế tuổi thọ của chúng. Cho đến bây giờ thật khó để xác định một con vật có thể sống được bao nhiêu năm.

DNA là bản thiết kế của các sinh vật sống và nó là một nơi rõ ràng để tìm kiếm những hiểu biết về sự lão hóa và tuổi thọ. Tuy nhiên, không ai có thể tìm thấy sự khác biệt trong trình tự DNA giải thích cho sự khác biệt về tuổi thọ.

Tuổi thọ giữa các loài động vật có xương sống rất khác nhau. Cá bống tượngEviota sigillata) là một con cá nhỏ chỉ sống được tám tuần, trong khi cá mập Greenland riêng lẻ (Bệnh não mô cầu) đã được tìm thấy đã sống hơn 400 năm.

Biết tuổi thọ của động vật hoang dã là nền tảng cho quản lý và bảo tồn động vật hoang dã. Đối với các loài có nguy cơ tuyệt chủng, tuổi thọ có thể được sử dụng để hiểu quần thể nào là khả thi. Trong các ngành công nghiệp như thủy sản, tuổi thọ được sử dụng trong các mô hình dân số để xác định giới hạn đánh bắt.

Tuy nhiên, tuổi thọ của hầu hết các loài động vật là không rõ. Hầu hết các ước tính đến từ một số ít cá nhân sống trong điều kiện nuôi nhốt có tuổi chết được biết đến. Đối với các loài sống lâu, rất khó để có được tuổi thọ vì chúng có thể tồn tại lâu hơn một thế hệ các nhà nghiên cứu.

Sử dụng thay đổi DNA để đo tuổi

Trong vài năm qua, các nhà nghiên cứu đã phát triển DNA xung nhịp Đồng hồ đeo tay có thể xác định độ tuổi của một con vật đang sử dụng một loại thay đổi đặc biệt trong DNA gọi là methyl hóa DNA.

Quá trình methyl hóa DNA không làm thay đổi trình tự cơ bản của gen nhưng kiểm soát xem nó có hoạt động hay không. Các nhà nghiên cứu khác đã chỉ ra rằng methyl hóa DNA trong các gen cụ thể có liên quan đến tuổi thọ tối đa của một số động vật có vú như động vật linh trưởng.

Mặc dù quá trình methyl hóa DNA có liên quan đến lão hóa và tuổi thọ, cho đến nay vẫn chưa có nghiên cứu nào sử dụng nó như một phương pháp để ước tính tuổi thọ của động vật.

Trong nghiên cứu của chúng tôi, chúng tôi đã sử dụng 252 bộ gen (chuỗi DNA đầy đủ) của các loài động vật có xương sống mà các nhà nghiên cứu khác đã tập hợp và cung cấp công khai trong một cơ sở dữ liệu trực tuyến. Sau đó chúng tôi so sánh các bộ gen này với cơ sở dữ liệu khác tuổi thọ động vật được biết đến.

Sử dụng dữ liệu này, chúng tôi thấy rằng chúng tôi có thể ước tính tuổi thọ của các loài động vật có xương sống bằng cách xem xét nơi methyl hóa DNA xảy ra trong 42 gen cụ thể. Phương pháp này cũng cho phép chúng tôi ước tính tuổi thọ của các loài sống lâu và tuyệt chủng.

Sử dụng phân tích DNA, các nhà khoa học hiện có thể ước tính tuổi thọ của các loài sống lâu và tuyệt chủng. CSIRO, tác giả cung cấp

Loài tuyệt chủng

Chúng tôi đã tìm thấy tuổi thọ của cá voi đầu mũi, được cho là động vật có vú sống lâu nhất thế giới, là 268 năm. Ước tính này cao hơn 57 năm so với cá nhân già nhất đã được tìm thấy, vì vậy họ có thể có tuổi thọ dài hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây.

Chúng tôi cũng tìm thấy voi ma mút lông tuyệt chủng có tuổi thọ 60 năm, tương tự như khoảng thời gian 65 năm của loài voi châu Phi thời hiện đại.

Theo ước tính của chúng tôi, loài rùa khổng lồ ở đảo Pinta đã tuyệt chủng có tuổi thọ 120 năm. Thành viên cuối cùng của loài này, Lonesome George, chết năm 2012 ở tuổi 112.

Thật thú vị, chúng tôi đã tìm thấy người Neanderthal và người Viking, vốn là những loài tuyệt chủng có liên quan mật thiết với người hiện đại, có tuổi thọ tối đa là 37.8 năm.

Dựa trên DNA, chúng tôi cũng ước tính một con người hiện đại có tuổi thọ tự nhiên của người Hồi giáo là 38 tuổi. Điều này phù hợp với một số ước tính nhân học cho người hiện đại sớm. Tuy nhiên, con người ngày nay có thể là một ngoại lệ đối với nghiên cứu này vì những tiến bộ trong y học và lối sống đã kéo dài tuổi thọ trung bình.

Khi nhiều nhà khoa học lắp ráp bộ gen của các động vật khác, phương pháp của chúng tôi có nghĩa là tuổi thọ của chúng có thể dễ dàng được ước tính. Điều này có ý nghĩa bảo tồn và sinh thái rất lớn đối với nhiều loài cần quản lý động vật hoang dã tốt hơn.

Lưu ý

Benjamin Mayne, nhà sinh học phân tử và nhà sinh học, CSIRO

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

sách_science