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Scrivendo per The Conversation, il biologo molecolare CSIRO e il bioinformatico Benjamin Mayne spiega la ricerca che lui e i suoi colleghi hanno condotto nell'ambito di questo affascinante nuovo studio:
Gli esseri umani hanno una durata "naturale" di circa 38 anni, secondo un nuovo metodo che abbiamo sviluppato per stimare la durata della vita di diverse specie analizzando il loro DNA.
Estrapolando da studi genetici di specie con durata nota della vita, scopriamo che il mammut lanoso estinto probabilmente visse per circa 60 anni e che le balene di arco possono aspettarsi di godere di più di due secoli e mezzo di vita.
La nostra ricerca, pubblicata oggi su Scientific Reports, ha esaminato come il DNA cambia mentre il animale invecchia - e ha scoperto che varia da una specie all'altra e per quanto tempo è probabile che l'animale viva.
Il mistero dell'età
Il processo di invecchiamento è molto importante nella ricerca biomedica ed ecologica. Quando gli animali invecchiano, sperimentano un declino delle funzioni biologiche che ne limita la durata. Fino ad ora è stato difficile determinare quanti anni un animale può vivere.
Il DNA è il modello degli organismi viventi ed è un luogo ovvio in cui cercare informazioni sull'età e sulla durata della vita. Tuttavia, nessuno è stato in grado di trovare differenze nelle sequenze di DNA che spiegano le differenze nella durata della vita.
La durata della vita tra i vertebrati varia notevolmente. Il ghiozzo pigmeo (Eviota sigillata) è un piccolo pesce che vive solo otto settimane, mentre è stato scoperto che i singoli squali della Groenlandia (Somniosus microcephalus) hanno vissuto per più di 400 anni.
Conoscere la durata della vita della fauna selvatica è fondamentale per la gestione e la conservazione della fauna selvatica. Per le specie in pericolo, la durata della vita può essere utilizzata per capire quali popolazioni sono vitali. In settori come la pesca, la durata della vita viene utilizzata nei modelli di popolazione per determinare i limiti di cattura.
La metilazione del DNA non altera la sequenza sottostante di un gene ma controlla se è attiva. Altri ricercatori hanno dimostrato che la metilazione del DNA in geni specifici è associata alla massima durata di vita di alcuni mammiferi come i primati.
Nonostante la metilazione del DNA sia legata all'età e alla durata della vita, finora nessuna ricerca l'ha usato come metodo per stimare la durata della vita degli animali.
Nella nostra ricerca, abbiamo utilizzato 252 genomi (sequenze di DNA complete) di specie di vertebrati che altri ricercatori hanno assemblato e reso disponibili al pubblico in un database online. Abbiamo quindi confrontato questi genomi con un altro database di durata della vita animale nota.
Usando questi dati, abbiamo scoperto che potevamo stimare la durata della vita delle specie di vertebrati osservando dove si verifica la metilazione del DNA in 42 geni specifici. Questo metodo ci consente anche di stimare la durata della vita di specie estinte e di lunga vita.
Utilizzando i cambiamenti del DNA per misurare l'età
Negli ultimi anni, i ricercatori hanno sviluppato "orologi" di DNA che possono determinare quanti anni ha un animale, usando un tipo speciale di cambiamento nel DNA chiamato metilazione del DNA.
La metilazione del DNA non altera la sequenza sottostante di un gene ma controlla se è attiva. Altri ricercatori hanno dimostrato che la metilazione del DNA in geni specifici è associata alla massima durata di vita di alcuni mammiferi come i primati.
Nonostante la metilazione del DNA sia legata all'età e alla durata della vita, finora nessuna ricerca l'ha usato come metodo per stimare la durata della vita degli animali.
Nella nostra ricerca, abbiamo utilizzato 252 genomi (sequenze di DNA complete) di specie di vertebrati che altri ricercatori hanno assemblato e reso disponibili al pubblico in un database online. Abbiamo quindi confrontato questi genomi con un altro database di durata della vita animale nota.
Usando questi dati, abbiamo scoperto che potevamo stimare la durata della vita delle specie di vertebrati osservando dove si verifica la metilazione del DNA in 42 geni specifici. Questo metodo ci consente anche di stimare la durata della vita di specie estinte e di lunga vita.
Specie estinte
Abbiamo scoperto che la durata della balena della testa di arco, ritenuta il mammifero più longevo del mondo, è di 268 anni. Questa stima è di 57 anni superiore a quella dell'individuo più anziano che è stato trovato, quindi potrebbe avere una durata di vita molto più lunga di quanto si pensasse in precedenza.
Abbiamo anche scoperto che il mammut lanoso estinto aveva una durata di 60 anni, simile alla durata di 65 anni dell'odierno elefante africano.
Secondo le nostre stime, la tartaruga gigante estinta dell'isola di Pinta ha avuto una durata di 120 anni. L'ultimo membro di questa specie, Lonesome George, è morto nel 2012 all'età di 112 anni.
È interessante notare che abbiamo trovato Neanderthal e Denisovans, che sono specie estinte strettamente legate agli umani moderni, hanno avuto una durata massima di 37,8 anni.
Sulla base del DNA, abbiamo anche stimato una durata di vita "naturale" degli umani moderni di 38 anni. Ciò corrisponde ad alcune stime antropologiche per i primi esseri umani moderni. Tuttavia, oggi gli esseri umani possono essere un'eccezione a questo studio poiché i progressi nella medicina e nello stile di vita hanno prolungato la durata media della vita.
Man mano che un numero maggiore di scienziati assembla i genomi di altri animali, il nostro metodo consente di stimare facilmente la durata della loro vita. Ciò ha un enorme significato ecologico e di conservazione per molte specie che richiedono una migliore gestione della fauna selvatica.
Tuttavia, la durata della vita della maggior parte degli animali è sconosciuta. La maggior parte delle stime proviene da un piccolo numero di individui che vivono in cattività di cui erano note le età alla morte. Per le specie di lunga durata è difficile ottenere una durata in quanto potrebbero sopravvivere perché possono superare una generazione di ricercatori.
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