Hidra își pierde nemurirea: frigul declanșează trecerea la reproducerea sexuală
Polipul de apă dulce Hydra oligactis este, în esență, nemuritor și se reproduce asexuat prin clonare. Totul se schimbă însă atunci când temperaturile scad: animalul trece la reproducerea sexuală, începe să îmbătrânească și, în cele din urmă, moare. O echipă de cercetători de la Universitatea din Innsbruck a investigat modificările metabolice care însoțesc acest proces. Una dintre concluzii: îmbătrânirea este însoțită de o scădere accentuată a taurinei.
Hydra oligactis este un animal fascinant: nu doar că este nemuritor în condiții optime de temperatură și hrană, dar își poate schimba complet mecanismul de reproducere în situații de „urgență”. Când se confruntă cu stres ambiental, precum temperaturi scăzute, trece la reproducerea sexuală și produce spermatozoizi sau ovule – probabil o adaptare la condițiile din lacurile alpine înalte, deoarece embrionii rezistenți pot supraviețui la temperaturi și mai scăzute. Cu toate acestea, animalele părinte își pierd nemurirea în acest proces, un lucru unic în cadrul genului Hydra. Hidrele din alte specii ale genului nu îmbătrânesc, nici măcar sub stres sau în timpul reproducerii sexuale.
În cadrul programului doctoral ARDRE, o echipă condusă de biologii Nicki Marami-Zonouz și Ilse Kranner a investigat ce se întâmplă în timpul acestui proces de îmbătrânire indus de frig, analizând produșii metabolici ai hidrelor. Studiul este publicat în revista Aging Cell.
Animalele femele și cele masculi îmbătrânesc diferit
În ansamblu, a reieșit o amprentă biochimică clară a îmbătrânirii, evidențiată de profilul metabolic al hidrei. Unii produși metabolici au crescut constant pe parcursul procesului de îmbătrânire, alții au scăzut constant, iar alții au atins un vârf atunci când animalele au ajuns la maturitatea sexuală. Au existat diferențe clare între animalele masculi și cele femele – un fapt pe care autorii studiului l-au subliniat în mod deosebit, întrucât datele privind metabolismul femel au fost subreprezentate în studiile biomedicale.
Efectele anti-îmbătrânire ale taurinei
O altă descoperire izbitoare a fost scăderea taurinei – un aminoacid sulfonic esențial și pentru oameni – pe măsură ce hidrele îmbătrâneau. Suplimentarea cu taurină a declanșat însă un „proces anti-îmbătrânire” la hidre, inversând trecerea la reproducerea sexuală. Rezultatele privind Hydra oligactis se încadrează astfel în tabloul mai larg al cercetărilor despre îmbătrânire. S-a demonstrat deja la mamifere că nivelurile de taurină scad odată cu vârsta și că suplimentarea poate prelungi durata de viață sănătoasă.
Coautorul Bert Hobmayer, de la Institutul de Zoologie, care cercetează hidrele de mulți ani, explică: „Cu rezultatele acestui studiu, putem corela pentru prima dată îmbătrânirea acestor animale primitive cu îmbătrânirea vertebratelor și a oamenilor – făcând totodată o comparație directă cu hidrele, considerate nemuritoare. Hydra oligactis este astfel o verigă fascinantă între vertebrate și hidre, care sunt semnificativ mai vechi din punct de vedere evolutiv.”
Moartea celulară în masă, o condiție prealabilă pentru reproducere
Profilul metabolic a indicat, de asemenea, că producția de spermatozoizi și celule ovul este însoțită de o moarte celulară controlată masivă – cunoscută sub numele de apoptoză. Din punct de vedere biochimic, acest lucru se reflectă într-o creștere dramatică a acidului uric, un produs secundar al degradării purinelor care poate fi o consecință ulterioară a apoptozei.
Un organism-model promițător
Asemănările dintre procesele de îmbătrânire la Hydra oligactis și la alte animale, demonstrate în studiu, reprezintă astfel o nouă piesă în consolidarea polipului de apă dulce ca organism-model pentru cercetarea îmbătrânirii. Deși hidrele au o structură corporală simplă, cu un număr limitat de tipuri de celule, ele împărtășesc o mare parte din materialul lor genetic cu vertebratele și sunt, prin urmare, un model potențial util pentru studierea mecanismelor fundamentale ale îmbătrânirii.
