срок жизни летучих мышей
Сколько живут летучие мыши?
На фото — ночница Брандта (Myotis brandtii), летучая мышь из семейства кожановых (Vespertilionidae), с кольцом на крыле. Мечение рукокрылых позволяет отслеживать не только их перемещения, но и продолжительность жизни. Ночница Брандта — рекордсмен среди летучих мышей. В 2003 году был пойман самец в возрасте не меньше, чем 41 год! Он был помечен в 1962 году вместе с 1544 сородичами в карстовых пещерах в низовьях сибирской реки Бирюса. Около 67 из тех летучих мышей прожили больше 20 лет (интересно, что все они самцы).
Такая продолжительность жизни поражает. 41 год — это в 10 раз дольше, чем можно было бы ожидать для животных такого маленького размера (у ночницы Брандта длина тела 4,5 см и масса 4–8 г). Ведь у млекопитающих обычно более мелкие виды живут меньше, чем более крупные. К примеру, домовая мышь (Mus musculus) с длиной тела 7 см и массой 40–45 г живет максимум 2–3 года.
Для отслеживания возраста и перемещений летучих мышей метят кольцами, надевая их на предплечье. На фото — меченная кольцом и краской ночница Брандта, пойманная в пещере Мечта в Иркутской области. Фото © А. П. Шумкина с сайта news.zapoved.ru
Такая продолжительность жизни поражает. 41 год — это в 10 раз дольше, чем можно было бы ожидать для животных такого маленького размера (у ночницы Брандта длина тела 4,5 см и масса 4–8 г). Ведь у млекопитающих обычно более мелкие виды живут меньше, чем более крупные. К примеру, домовая мышь (Mus musculus) с длиной тела 7 см и массой 40–45 г живет максимум 2–3 года.
Но летучие мыши — исключение. Не только ночница Брандта, но и многие другие выделяются своей продолжительностью жизни среди мелких млекопитающих. Например, малая бурая ночница (Myotis lucifugus) может жить как минимум до 34 лет, бурый ушан (Plecotus auritus) — до 30, обыкновенный вампир (Desmodus rotundus) — до 19.
Продолжительность жизни летучих мышей (пустые кружочки) по сравнению с другими видами млекопитающих (черные кружочки). Обратите внимание, что не все летучие мыши — долгожители (кружочки около линии регрессии). Это может быть связано в том числе с недостатком данных. Стрелкой отмечена продолжительность жизни ночницы Брандта. Рисунок из статьи A. J. Podlutsky et al., 2005. A new field record for bat longevity
Долгое время одной из причин столь большой продолжительности жизни считалась гибернация (зимняя спячка). Это состояние, при котором все процессы жизнедеятельности замедляются, температура тела снижается. В гибернацию животные впадают в периоды нехватки пищи, самый известный пример — зимняя спячка бурых медведей. Действительно, ночницы Брандта, обитающие в Сибири, находятся в этом состоянии длительное время — с конца сентября до середины июля. С другой стороны, не все летучие мыши уходят в гибернацию, поэтому такого объяснения явно недостаточно. Но всё же гибернирующие летучие мыши живут в среднем на 6 лет дольше, чем отказавшиеся от этого.
Зимующие ночницы Брандта. Фото с сайта bats.org.uk
Как причины рассматривались и низкая скорость размножения, и то, что эти летучие мыши укрываются для отдыха в пещерах, а потому меньше доступны для хищников. Среди ночниц Брандта, которые достигали «почтенного возраста», обнаруживали в основном самцов. Это может объясняться тем, что самцы находятся в состоянии гибернации дольше: самки просыпаются раньше, чтобы собраться в родильные колонии. Кроме того, беременные самки не могут хорошо и быстро летать и спасаться от хищников (плод весит 10–15% от массы тела взрослой летучей мыши). Также выкармливание потомства и забота о нём забирают силы и, видимо, снижают число прожитых лет.
Недавнее исследование генома ночницы Брандта показало, что у нее есть аминокислотые замены в трансмембранном домене рецепторов гормона роста (GHR) и инсулинподобного фактора роста (IGF1R). Такие замены есть и у некоторых других долгоживущих летучих мышей. Предполагается, что они могут быть причиной долгожительства и маленького размера тела. GHR регулирует силу воздействия гормона роста на клетку, а IGF1R — инсулиноподобного фактора роста 1. Вдобавок теломеры — защитные повторы на концах хромосом — у ночниц Брандта с возрастом не укорачиваются, что тоже может быть причиной высокой продолжительности жизни.
Летучая мышь-долгожитель
На фото — ночница Брандта (Myotis brandtii), летучая мышь из семейства кожановых (Vespertilionidae), с кольцом на крыле. Мечение рукокрылых позволяет отслеживать не только их перемещения, но и продолжительность жизни. Ночница Брандта — рекордсмен среди летучих мышей. В 2003 году был пойман самец в возрасте не меньше, чем 41 год! Он был помечен в 1962 году вместе с 1544 сородичами в карстовых пещерах в низовьях сибирской реки Бирюса. Около 67 из тех летучих мышей прожили больше 20 лет (интересно, что все они самцы).
Для отслеживания возраста и перемещений летучих мышей метят кольцами, надевая их на предплечье. На фото — меченная кольцом и краской ночница Брандта, пойманная в пещере Мечта в Иркутской области. Фото © А. П. Шумкина с сайта news.zapoved.ru
Такая продолжительность жизни поражает. 41 год — это в 10 раз дольше, чем можно было бы ожидать для животных такого маленького размера (у ночницы Брандта длина тела 4,5 см и масса 4–8 г). Ведь у млекопитающих обычно более мелкие виды живут меньше, чем более крупные. К примеру, домовая мышь (Mus musculus) с длиной тела 7 см и массой 40–45 г живет максимум 2–3 года.
Но летучие мыши — исключение. Не только ночница Брандта, но и многие другие выделяются своей продолжительностью жизни среди мелких млекопитающих. Например, малая бурая ночница (Myotis lucifugus) может жить как минимум до 34 лет, бурый ушан (Plecotus auritus) — до 30, обыкновенный вампир (Desmodus rotundus) — до 19.
Продолжительность жизни летучих мышей (пустые кружочки) по сравнению с другими видами млекопитающих (черные кружочки). Обратите внимание, что не все летучие мыши — долгожители (кружочки около линии регрессии). Это может быть связано в том числе с недостатком данных. Стрелкой отмечена продолжительность жизни ночницы Брандта. Рисунок из статьи A. J. Podlutsky et al., 2005. A new field record for bat longevity
Долгое время одной из причин столь большой продолжительности жизни считалась гибернация (зимняя спячка). Это состояние, при котором все процессы жизнедеятельности замедляются, температура тела снижается. В гибернацию животные впадают в периоды нехватки пищи, самый известный пример — зимняя спячка бурых медведей. Действительно, ночницы Брандта, обитающие в Сибири, находятся в этом состоянии длительное время — с конца сентября до середины июля. С другой стороны, не все летучие мыши уходят в гибернацию, поэтому такого объяснения явно недостаточно. Но всё же гибернирующие летучие мыши живут в среднем на 6 лет дольше, чем отказавшиеся от этого.
Зимующие ночницы Брандта. Фото с сайта bats.org.uk
Как причины рассматривались и низкая скорость размножения, и то, что эти летучие мыши укрываются для отдыха в пещерах, а потому меньше доступны для хищников. Среди ночниц Брандта, которые достигали «почтенного возраста», обнаруживали в основном самцов. Это может объясняться тем, что самцы находятся в состоянии гибернации дольше: самки просыпаются раньше, чтобы собраться в родильные колонии (см. maternity colonies). Кроме того, беременные самки не могут хорошо и быстро летать и спасаться от хищников (плод весит 10–15% от массы тела взрослой летучей мыши). Также выкармливание потомства и забота о нём забирают силы и, видимо, снижают число прожитых лет.
Недавнее исследование генома ночницы Брандта показало, что у нее есть аминокислотые замены в трансмембранном домене рецепторов гормона роста (GHR) и инсулинподобного фактора роста (IGF1R). Такие замены есть и у некоторых других долгоживущих летучих мышей. Предполагается, что они могут быть причиной долгожительства и маленького размера тела. GHR регулирует силу воздействия гормона роста на клетку, а IGF1R — инсулиноподобного фактора роста 1. Вдобавок теломеры — защитные повторы на концах хромосом — у ночниц Брандта с возрастом не укорачиваются, что тоже может быть причиной высокой продолжительности жизни.
Летучие мыши-долгожители научились сохранять длину теломер в течение жизни
Большая ночница (Myotis myotis)
Ученые из пяти европейских стран выяснили, как летучие мыши большие ночницы (Myotis myotis) стали долгожителями, сообщается в Science Advances. Оказалось, что теломеры — участки на концах хромосом, обеспечивающие копирование ДНК в процессе деления клетки — у больших ночниц не укорачиваются с возрастом. Уменьшение длины теломер в процессе клеточного деления считается одной из причин биологического старения.
Несмотря на большое количество исследований, изучающих старение, механизм этого процесса до конца не изучен. Исследователи обычно изучают процессы старения на лабораторных животных с коротким временем жизни, за которыми удобно наблюдать и с которыми легко работать. Однако довольно сложно экстраполировать эти результаты на долгоживущие организмы — например, на людей.
Авторы исследования под руководством Эммы Тилинг (Emma Teeling) из Университетского колледжа Дублина решили изучить процессы старения у млекопитающих-долгожителей. Они посчитали коэффициенты долголетия (соотношение наблюдаемого/ожидаемого времени жизни) с учетом размеров тела у 779 видов млекопитающих. У большинства млекопитающих наблюдается обратная зависимость между размерами тела и продолжительностью жизни. Но 19 видов, живут дольше людей (с поправкой на размеры), при этом большинство из них — летучие мыши. Так, большая ночница с весом 16-40 граммов может прожить до 37 лет. Это почти в десять раз дольше, чем сравнимая по размерам домовая мышь, которая доживает максимум до четырех лет.
Продолжительность жизни млекопитающих с учетом размеров тела. По оси Х отложен логарифм массы тела, по оси Y – коэффициент долголетия (наблюдаемая / ожидаемая продолжительность жизни). Синие точки — коэффициенты долголетия летучих мышей, черные — виды, у которых измерялось изменение длины теломер с возрастом.
Nicole Foley et al. / Science Advances, 2018
Оказалось, что у двух видов летучих мышей, большого подковоноса (Rhinolophus ferrumequinum) и обыкновенного длиннокрыла (Miniopterus schreibersii), несмотря на необычно большую для их размеров максимальную продолжительность жизни (30,5 лет и 21 год соответственно), теломеры с возрастом укорачиваются. А у большой (Myotis myotis) и длинноухой ночницы (Myotis bechsteini) — нет.
Тогда авторы решили сосредоточиться на изучении большой ночницы и выяснить, как у нее поддерживается работа теломер. Их может удлинять фермент теломераза, но она вырабатывается только в некоторых типах клеток, например, в стволовых и большинстве злокачественных. В большинстве соматических клеткок она отсутствует.
Сначала исследователи проверили экспрессию гена TERT, кодирующего теломеразу, в двух типах соматических клеток больших ночниц: клетках крови и фибропластах. Для этого они проанализировали транскриптомы (совокупность всех РНК) клеток, которые позволяют увидеть активность того или иного гена. Экспрессии гена TERT не оказалось. Тогда авторы статьи выбрали 225 генов, которые ассоциируются с регуляцией теломер, и проанализировали экспрессию этих генов в геномах 52 видов млекопитающих, в том числе, у большой ночницы.
Оказалось, что по сравнению с другими млекопитающими, у большой ночницы была повышенная экспрессия 20 генов. Среди них были гены ферментов MRE11a и RAD50, участвующих в репарации (починке) ДНК и, предположительно, задействованных в альтернативном механизме удлинения теломер, независимом от теломеразы. А также гены ферментов ATM, и SETX, предположительно, тоже влияющих на репарацию ДНК. В дальнейшем авторы планируют изучить эти ферменты в клетках больших ночниц, и попытаться разгадать секрет их долголетия.
Ранее исследователи показали, что длина теломер не всегда точно предсказывает выживаемость пожилых людей. Гораздо точнее это позволяют сделать их возраст и двигательная активность.
Эпигенетические часы объяснили долголетие летучих мышей
Эпигенетические мечение ДНК совпало с долголетием у летучих мышей — говорится в исследовании, опубликованном в журнале Nature Communication. Биологи проанализировали 26 видов рукокрылых и выяснили, что у метилирование ДНК способно предсказать продолжительность жизни животных. Изменения в метилировании, связанные с долголетием, оказались также связаны с генами врожденного иммунитета и образованием опухолей, полом и генами транскрипционных факторов. Это позволяет предположить, что долгую жизнь мышам обеспечивают в том числе усиленный иммунный ответ и борьба с раком.
Активность генов в клетке меняется в соответствии с этапом развития или другими возрастными изменениями. Чтобы подавлять неиспользуемые на данный момент гены, клетки используют эпигенетического мечение — навешивают на ДНК и белки-гистоны маленькие метильные группы. Метки мешают ферментам «усаживаться» на ДНК, что снижает активность генов и других генетических элементов.
На основе метилирования возможно определение возраста клетки и организма — эпигенетические часы. Впервые такой способ измерения возраста предложил Стив Хорват в 2013 году. Он составил список из участков ДНК, по метилированию которых можно довольно точно определить возраст человека, которому принадлежат клетки. Метилирование используют и для определения продолжительности жизни — такие исследования уже провели на человеке, грызунах и собаках.
Биологи из университета Мэриленда под руководством Джеральда Уилкинсона (Gerald S. Wilkinson) исследовали метилирование у летучих мышей. Ученых заинтересовала продолжительность жизни рукокрылых — она в четыре раза больше, чем у млекопитающих такого же размера. У 712 животных 26 видов взяли биопсию крыла, чтобы сделать анализ на метилирование. После этого из клеток выделили ДНК и получили данные о метилировании около 40 тысяч участков при помощи секвенирования.
Метилирование действительно соответствовало возрасту мышей, что было показано для человека и других животных. Точность определения возраста по метилированию составила 0,74 года (при этом летучие мыши способны доживать до 42 лет). Биологи также определили связь между метилированием и продолжительностью жизни: с ней оказалось связано как повышение метилирования в одних сайтах, так и снижение — в других. Эти результаты показывают, что более «удачная» настройка эпигенетических часов связана с увеличением продолжительности жизни.
Биологи проанализировали сайты, метилирование которых оказалось связано с продолжительностью жизни. Оказалось, что многие из них также связаны с полом (p
Исследователь летучих мышей Олег Шапкин: «Летучие мыши могут жить больше 40 лет»
Олег Шапкин — хироптеролог, единственный в Дарвинском заповеднике специалист по летучим мышам. Ученый рассказал cherinfo, правда ли, что летучие мыши пьют кровь, куда они деваются зимой и почему эти милые представители тьмы так плохо изучены.
— Олег, много ли летучих мышей в наших краях?
— Вблизи поселений их намного больше, чем в глухом лесу. Это обычные животные, даже для наших широт, несмотря на нашу северность и холод. У нас живут всего девять видов, однако встречаются они часто и почти везде. Даже примерно подсчитать количество летучих мышей в заповеднике или регионе сложно. Изучением рукокрылых в Вологодской области никто не занимался. В Дарвинский заповедник приезжали специалисты в 2000-х, отлавливали, но это было давно, и сведений для оценки количества недостаточно. Большая часть летучих мышей занесена в Красную книгу, но статус у них там — «нет сведений».
— У нас в регионе живут какие-то особенные вологодские мыши?
— Нет, у нас широко распространенный вид — двухцветные кожаны. Они живут с человеком, обитают чаще всего в деревенских домах, но могут и в городах, лишь бы было укрытие.
— Укрытие, чтобы висеть в темноте как вампир?
— Они цепляются задними лапками и висят вниз головой, для них это стандартное положение во время отдыха и сна.
— А есть летучие мыши, которые живут отдельно от человека?
— Есть виды, которые живут в лесах. Пещер у нас нет, поэтому они укрываются в дуплах деревьев. Это различные ночницы и рыжая вечерница. Такой вид в наших широтах тоже встречается часто.
— Они питаются насекомыми или кто-то все же пьет кровушку?
— Всего три из полутора тысяч видов летучих мышей могут питаться кровью. Все эти виды живут в Южной Америке. Все летучие мыши России питаются насекомыми. Весят наши летучие мыши от пяти до 30 граммов, еще около трети веса могут наесть за вечер. Бывало, я ловил вечерниц и по 40—50 граммов. К нормальному весу они возвращаются уже к следующему вечеру, когда всё переварят. Пищеварение у них быстрое, охотятся они почти каждый день, если позволяет погода.
— Они же по ночам охотятся?
— По ночам, в сумерках. Наибольшая активность — в течение получаса после заката и дальше два-три часа. Потом возвращаются в убежище. Иногда вылетают и перед рассветом. У летучих мышей хороший ультразвуковой аппарат. Они издают ультразвуки и ловят отраженный сигнал крупными ушами. Благодаря этому в темноте они «видят» насекомых и поверхности. Ультразвук помогает им общаться между собой. Иногда можно увидеть, как две летучие мыши нарезают в воздухе круги, как будто в танце, активно пищат. Это не охотничье поведение, они так общаются.
— Недавно читал статью, в которой утверждалось, что летучие мыши сюсюкают со своими детьми. То есть сознательно меняют тембр голоса и интонацию, как человек в общении с маленькими детьми. Так ли это?
— Эту статью я не видел, но у многих животных набор сигналов для общения с потомством отличается от сигналов для общения со взрослыми особями. Летучие мыши — социальные существа, поэтому вполне возможно. Мы слышим только определенный диапазон звуков, ограниченный частотой около 20 килогерц. А у рукокрылых разброс намного больше. Мы слышим только часть издаваемых ими звуков. При этом разные рукокрылые общаются на разных частотах. Если бы они были на одних, конкуренция была бы слишком высока. Рыжие вечерницы, например, говорят на уровне слышимости человека, в районе 20—30 килогерц, а ночницы издают звуки в районе 60—80 килогерц. Остальные заняли частоты где-то между.
— Как вы фиксируете такие высокие звуки?
— У меня есть прибор, который переводит ультразвук в слышимые частоты. Так я могу понять, какие виды летучих мышей летают вокруг. Но определение на слух не очень надежно. Нужна компьютерная обработка звука, а для этого нужно записывать их на хороший микрофон, обрабатывать на мощном оборудовании. Пока такого у меня нет.
— Куда летучие мыши деваются зимой?
20% плюсом к массе тела набирают летучие мыши осенью, чтобы уйти на зимнюю спячку
— Они как птицы. Если использовать неофициальную терминологию, то есть виды кочующие и перелётные. Перелётные летят далеко на юга, в Крым, на Кавказ, в Испанию, а кочующие перемещаются поблизости в более подходящие условия, где есть пища и укрытие. Все наши виды улетают и на зиму просто впадают в спячку, которая длится два-три месяца. В спячке они замедляют дыхание и обмен веществ, понижают температуру тела. Чтобы пережить спячку, они должны накопить достаточно жира, иначе до тепла не доживут.
— Наши летучие мыши уже улетели на юга?
— Основная часть улетела, но некоторые еще остались. У них нет определенного срока, когда все разом встают на крыло и улетают. Улетают ли они семьями, группами или по одному — сказать сложно. Есть предположение, что первыми вылетают взрослые, которые издают громкие звуки, а затем к ним присоединяются молодые. Не сказать, что это прям стаи, но организация в таких группах имеется.
— Правильно ли я понимаю, что изучение летучих мышей рождает еще больше вопросов о летучих мышах?
— Эта группа изучена слабо из-за ночного образа жизни.
— Сколько живут летучие мыши?
— Летучие мыши очень долго живут для своих размеров. В природе была зарегистрирована продолжительность жизни в 41—42 года. Это не укладывается в систему, по которой чем меньше животное, тем меньше оно живет. Возможно, на это влияет их ежегодная спячка.
— Почему у них такие странные носы?
— У наших летучих мышей носы довольно обычные. Однако есть виды, у которых носы с выростами необычной формы. Как правило, они используют носы для извлечения ультразвука.
Всего три из полутора тысяч видов летучих мышей могут питаться кровью.
— Слышал, летучие мыши переносят болезни, в том числе бешенство. Не опасно ли изучать их или достаточно просто не употреблять в пищу?
— Для меня странно, что их вообще можно есть. Да, в наших широтах летучие мыши могут переносить бешенство, и им можно заразиться. Но вероятность этого настолько мала, что проще подхватить бешенство от кошки, собаки или лисицы. За 20 лет всего около пяти таких случаев было в России. Внутри популяций могут гулять различные вирусы. Самое распространенное в Америке заболевание — синдром белого носа. Это грибковое заболевание, приводящее к гибели летучей мыши, выкашивает целые популяции.
— В наших широтах летучим мышам что-то угрожает?
— У нас они скорее умирают по естественным причинам. К примеру, банально не хватает жировых запасов на спячку. Небольшую угрозу создают совы, но специально на летучих мышей они не охотятся, слишком мыши маневренные.
— Есть куча мемов, обыгрывающих вампиров и летучих мышей. Ты стал относиться к ним по-другому после изучения летучих мышей?
— Это старые и добрые мемы, но мне они нравятся, потому что обыгрывают моих подопечных.
— Как ты стал хироптерологом?
— Летучих мышей я начал изучать примерно четыре года назад, но заинтересовался темой еще в восьмом классе, на экскурсии в Дарвинский заповедник. Тогда я загорелся идеей работать в заповеднике и изучать летучих мышей. Я поступил в СПбГУ на факультет биологии, для специализации выбрал кафедру зоологии позвоночных, а для диплома начал изучать летучих мышей Дарвинского заповедника. Методику изучал в Жигулевском заповеднике в Самарской области. Там я узнал, как отлавливать мышей, как держать в руках, как взвешивать и кольцевать, как работать с ультразвуковым детектором. Сейчас работаю в Дарвинском заповеднике и учусь в магистратуре.
— Сколько летучих мышей ты окольцевал?
— Около 500. Но чтобы отследить их перемещение, время жизни, их нужно будет снова поймать. Кольцо вешаем не на лапку, как у птицы, а на предплечье. И это не замкнутое кольцо, чтобы не повредить крыло. GPS-трекер на мышь не поставить — слишком тяжелый. Считается, что трекер должен быть не тяжелее 3—5% массы летающего животного. Я кольцую мышей с расчетом, что поймаю их еще раз. Но вероятность этого мала, потому что территория очень велика, а специалистов мало, программы по отслеживанию мышей нет.
— Что делать, если нашел обессилевшую летучую мышь?
— Нужно забрать животное с улицы в тепло, напоить, затем связаться со специалистом, который заберет животное. Связаться со специалистами можно через группу Дарвинского заповедника. В Череповце были такие случаи. В августе мы забирали ослабленную летучую мышь в Зашекснинском районе у торгового центра.