"นาฬิกา" ทางพันธุกรรมช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ประเมินว่าสิ่งมีชีวิตที่สูญพันธุ์ไปแล้วจะมีอายุยืนยาวเพียงใด แมมมอธขนยาวสามารถคาดหวังได้ประมาณ 60 ปี พิพิธภัณฑ์ออสเตรเลีย
มนุษย์มีอายุขัย "ตามธรรมชาติ" ประมาณ 38 ปี ตามวิธีการใหม่ที่เราพัฒนาขึ้นเพื่อประเมินอายุขัยของสปีชีส์ต่างๆ โดยการวิเคราะห์ดีเอ็นเอของพวกมัน
จากการศึกษาทางพันธุกรรมของสปีชีส์ที่มีอายุขัยที่ทราบ เราพบว่าแมมมอธขนยาวที่สูญพันธุ์ไปแล้วนั้นน่าจะมีอายุประมาณ 60 ปี และวาฬหัวโค้งสามารถคาดหวังได้ว่าจะมีชีวิตมากกว่าสองศตวรรษครึ่ง
งานวิจัยของเรา เผยแพร่ในวันนี้ในรายงานทางวิทยาศาสตร์เมื่อพิจารณาถึงการเปลี่ยนแปลงของ DNA ตามอายุของสัตว์ และพบว่ามันแตกต่างกันไปในแต่ละสายพันธุ์ และสัมพันธ์กับระยะเวลาที่สัตว์จะมีชีวิต
ความลึกลับของวัย
กระบวนการชราภาพมีความสำคัญมากในการวิจัยทางชีวการแพทย์และนิเวศวิทยา เมื่อสัตว์โตขึ้น หน้าที่ทางชีววิทยาก็ลดลง ซึ่งจำกัดอายุขัยของพวกมัน จนถึงขณะนี้ เป็นการยากที่จะระบุได้ว่าสัตว์สามารถมีชีวิตอยู่ได้กี่ปี
ดีเอ็นเอเป็นพิมพ์เขียวของสิ่งมีชีวิตและเป็นที่ที่ชัดเจนในการแสวงหาข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับอายุและอายุขัย อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีใครสามารถค้นหาความแตกต่างในลำดับดีเอ็นเอที่อธิบายถึงความแตกต่างของอายุขัยได้
อายุขัยของสัตว์มีกระดูกสันหลังแตกต่างกันอย่างมาก ปลาบู่แคระ (เอวิโอตา ซิจิลลาตา) เป็นปลาตัวเล็กที่มีชีวิตอยู่เพียงแปดสัปดาห์ ในขณะที่ฉลามกรีนแลนด์แต่ละตัว (ซอมนิโอซัส ไมโครเซฟาลัส) พบว่ามีอายุมากกว่า 400 ปี
การรู้อายุขัยของสัตว์ป่าเป็นพื้นฐานสำหรับการจัดการและอนุรักษ์สัตว์ป่า สำหรับสัตว์ใกล้สูญพันธุ์ สามารถใช้อายุขัยเพื่อทำความเข้าใจว่าประชากรมีศักยภาพอย่างไร ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การประมง อายุขัยจะใช้ในแบบจำลองประชากรเพื่อกำหนดขีดจำกัดการจับ
อย่างไรก็ตาม ไม่ทราบอายุขัยของสัตว์ส่วนใหญ่ การประมาณการส่วนใหญ่มาจากบุคคลจำนวนน้อยที่อาศัยอยู่ในกรงขัง ซึ่งทราบอายุเมื่อถึงแก่กรรม สำหรับสปีชีส์ที่มีอายุยืนยาวนั้นเป็นเรื่องยากที่จะได้รับอายุขัยเนื่องจากอาจมีอายุยืนกว่านักวิจัยรุ่นหนึ่ง
การใช้การเปลี่ยนแปลงใน DNA เพื่อวัดอายุ
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมานักวิจัยได้พัฒนา "นาฬิกา" ของ DNA ที่สามารถระบุอายุของสัตว์โดยใช้การเปลี่ยนแปลงพิเศษใน DNA ที่เรียกว่า DNA methylation
DNA methylation ไม่ได้เปลี่ยนลำดับพื้นฐานของยีน แต่ควบคุมว่ายีนนั้นทำงานหรือไม่ นักวิจัยคนอื่น ๆ ได้แสดงให้เห็นว่า DNA methylation ในยีนเฉพาะนั้นสัมพันธ์กับอายุขัยสูงสุดของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบางชนิด เช่น ไพรเมต
แม้ว่า DNA methylation จะเชื่อมโยงกับความชราและอายุขัย แต่ก็ยังไม่มีงานวิจัยใดที่ใช้มันเป็นวิธีการประเมินอายุขัยของสัตว์
ในการวิจัยของเรา เราได้ใช้ 252 จีโนม (ลำดับ DNA เต็มรูปแบบ) ของสัตว์มีกระดูกสันหลังที่นักวิจัยคนอื่นๆ ได้รวบรวมและเผยแพร่ต่อสาธารณะใน ฐานข้อมูลออนไลน์. จากนั้นเราเปรียบเทียบจีโนมเหล่านี้กับ ฐานข้อมูลอื่น ของอายุขัยของสัตว์ที่รู้จัก
จากข้อมูลนี้ เราพบว่าเราสามารถประเมินอายุขัยของสัตว์มีกระดูกสันหลังได้โดยการดูว่า DNA methylation เกิดขึ้นที่ใดใน 42 ยีนโดยเฉพาะ วิธีนี้ยังช่วยให้เราประเมินอายุขัยของสิ่งมีชีวิตที่อายุยืนและสูญพันธุ์ได้
เมื่อใช้การวิเคราะห์ดีเอ็นเอ นักวิทยาศาสตร์สามารถประเมินอายุขัยของสิ่งมีชีวิตที่มีอายุยืนและสูญพันธุ์ไปแล้วได้ CSIRO, ผู้เขียนให้ไว้
สายพันธุ์ที่สูญพันธุ์
เราพบว่าอายุขัยของวาฬหัวโค้ง ซึ่งคิดว่าเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีอายุยืนยาวที่สุดในโลกคือ 268 ปี การประเมินนี้สูงกว่าบุคคลที่มีอายุมากที่สุดที่พบ 57 ปี ดังนั้นพวกเขาอาจมีอายุขัยยืนยาวกว่าที่เคยคิดไว้มาก
นอกจากนี้เรายังพบว่าแมมมอธขนที่สูญพันธุ์ไปแล้วมีอายุ 60 ปี ซึ่งใกล้เคียงกับช่วง 65 ปีของช้างแอฟริกาในปัจจุบัน
เต่ายักษ์ที่สูญพันธุ์ไปแล้วของเกาะ Pinta มีอายุการใช้งาน 120 ปีตามการประมาณการของเรา สมาชิกคนสุดท้ายของสายพันธุ์นี้ คือ Lonesome George เสียชีวิตในปี 2012 เมื่ออายุได้ 112 ปี
ที่น่าสนใจคือ เราพบว่านีแอนเดอร์ทัลและเดนิโซแวน ซึ่งเป็นสปีชีส์ที่สูญพันธุ์ไปแล้วซึ่งสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิดกับมนุษย์สมัยใหม่ มีอายุการใช้งานสูงสุด 37.8 ปี
จาก DNA เรายังประเมินอายุขัยของมนุษย์สมัยใหม่ "ตามธรรมชาติ" ที่ 38 ปีด้วย ซึ่งตรงกับการประมาณการทางมานุษยวิทยาบางอย่างสำหรับมนุษย์สมัยใหม่ในยุคแรก อย่างไรก็ตาม มนุษย์ในปัจจุบันอาจเป็นข้อยกเว้นในการศึกษานี้ เนื่องจากความก้าวหน้าด้านการแพทย์และการใช้ชีวิตได้ยืดอายุขัยเฉลี่ย
ขณะที่นักวิทยาศาสตร์รวบรวมจีโนมของสัตว์อื่นๆ มากขึ้น วิธีการของเราหมายความว่าสามารถประเมินอายุขัยของพวกมันได้อย่างง่ายดาย สิ่งนี้มีความสำคัญทางนิเวศวิทยาและการอนุรักษ์อย่างมากสำหรับหลายชนิดที่ต้องการการจัดการสัตว์ป่าที่ดีขึ้น
เกี่ยวกับผู้เขียน
เบนจามิน เมย์น นักชีววิทยาโมเลกุลและนักชีวสารสนเทศ CSIRO
บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.
หนังสือ_วิทยาศาสตร์
