Гренландская акула живёт до 400 лет, а её глаза почти не стареют. Учёные выяснили, в чём секрет

Гренландские акулы — самые долгоживущие позвоночные на Земле: отдельные особи доживают до 400 лет. Новое исследование показывает, что их зрение сохраняется веками без признаков деградации сетчатки, а глаза специально приспособлены к почти полной темноте арктических вод.

Дорота Сковроньска-Кравчик наблюдает, как гренландская акула медленно скользит в тёмных водах Арктики на экране её компьютера.

«Видите, как она двигает глазом? — говорит доцент кафедры физиологии и биофизики Калифорнийского университета в Ирвайне, указывая на видео. — Акула следит за светом — это завораживает».

Гренландские акулы — самые долгоживущие позвоночные из известных науке: некоторые особи живут до 400 лет. У них массивные серые тела, маленькая голова и короткая округлая морда. Мутноватые глаза могут казаться почти безжизненными, а на глазных яблоках часто сидят паразиты.

Из-за этих паразитов и крайне тёмной, мутной среды обитания учёные долго подозревали, что гренландские акулы практически слепы.

Однако новое исследование под руководством Сковроньска-Кравчик рисует совершенно иную картину.

Глаза гренландской акулы вопреки ожиданиям

В работе, соавторами которой выступили исследователи из Базельского университета Вальтер Зальцбургер и Лили Дж. Фогг, изучавшие эволюционные аспекты, пересматриваются представления о зрении гренландской акулы и одновременно открываются новые подсказки о старении и долголетии.

Опубликованные в Nature Communications результаты позволяют предположить, что механизм восстановления ДНК позволяет гренландским акулам сохранять зрение на протяжении веков без признаков дегенерации сетчатки. Их зрительная система также выглядит специально адаптированной к экстремально низкому уровню освещённости в их арктической среде обитания.

Сковроньска-Кравчик изучает молекулярные процессы, связанные с возрастными заболеваниями глаз, чтобы лучше понять, как старение влияет на зрение. Интерес к гренландским акулам у неё возник после прочтения статьи 2016 года Джона Фленга Стеффенсена, опубликованной в журнале Science.

«Один из моих главных выводов из той статьи был таков: у многих гренландских акул к глазам прикреплены паразиты, которые могут ухудшать зрение, — рассказывает она. — С эволюционной точки зрения, организм не сохраняет орган, который ему не нужен. Пересмотрев множество видео, я поняла: это животное двигает глазным яблоком к свету».

Это наблюдение подтолкнуло её к более пристальному изучению зрительной системы акулы.

Изучение глаз вековых акул

Гренландские акулы, исследованные в работе, были пойманы в 2020–2024 годах на научные ярусы у Арктической станции Копенгагенского университета на острове Диско в Гренландии.

Стеффенсен, профессор морской биологии Копенгагенского университета, работал вместе с Питером Дж. Бушнеллом из Индианского университета в Саут-Бенде и Ричардом У. Бриллом из Института морских наук Вирджинии. Исследователи препарировали глаза акул и законсервировали их в фиксирующем растворе для дальнейшего изучения.

Эмили Том, аспирантка Калифорнийского университета в Ирвайне и будущий врач-учёный из лаборатории Сковроньска-Кравчик, помнит момент, когда прибыл один из таких законсервированных глаз.

«Я открыла посылку, и на сухом льду на меня смотрело огромное глазное яблоко возрастом 200 лет, — смеётся 28-летняя исследовательница. — Мы привыкли работать с мышиными глазами размером с семечко папайи, так что пришлось придумывать, как масштабировать процесс до глазного яблока размером с бейсбольный мяч. К счастью, Дорота очень практична — и как наставник, и в лаборатории, что среди профессоров встречается нечасто».

Том позволила глазу аккуратно оттаять.

«Лаборатория пахла рыбным рынком», — вспоминает она.

Работа с тканью требовала точности: если бы образец слишком нагрелся и достиг комнатной температуры, он начал бы разрушаться.

Никаких признаков гибели клеток сетчатки

Том провела гистологический и зрительный анализ тканей глаза. Исследователи не нашли доказательств гибели клеток сетчатки.

Они также обнаружили, что родопсин — белок, необходимый для зрения при слабом свете, — остаётся активным в сетчатке акулы. Белок был настроен на восприятие синего света: это адаптация, которая может помогать гренландским акулам видеть в скудном свете глубин арктических вод.

«Не так много людей изучает акул, особенно их зрение, — говорит Том. — Мы можем узнать очень много о зрении и долголетии от долгоживущих видов вроде гренландской акулы, поэтому финансирование таких исследований крайне важно».

Результаты говорят о том, что поразительная продолжительность жизни гренландской акулы не обязательно сопровождается той сильной деградацией сетчатки, которую можно было бы ожидать у столь старого животного.

Чему гренландские акулы могут научить нас о старении

Для Сковроньска-Кравчик работа открывает возможность того, что понимание механизмов сохранения здоровья глаз гренландской акулы на протяжении веков в конечном счёте укажет исследователям новые стратегии профилактики возрастной потери зрения.

Результаты также могут помочь в изучении глазных заболеваний, включая макулярную дегенерацию и глаукому. В то же время они ставят более широкие вопросы: как эволюционирует зрение, как ткани сохраняют функциональность в течение сверхдолгих периодов и можно ли применить некоторые из этих защитных механизмов к человеку.

Сковроньска-Кравчик признаёт, что неопределённость с федеральным финансированием исследований вызывает опасения за будущую поддержку такой работы, но она уверена, что «мы выстоим».

«Что мне нравится в моей работе — мы первыми в мире видим результаты: на переднем крае, открывая новые механизмы, закономерности и находки, — говорит она, глядя на замершую на экране акулу. — А затем возможность разделить эту радость со студентами — это лучшая её часть».