Збільшення тривалості життя Drosophila melanogaster за умов розвитку при підвищеній щільності личинкової популяції

  • Г. С. Караман Київський національний університет імені Тараса Шевченка, ННЦ «Інститут біології та медицини», Україна, 01601, м. Київ, вул. Володимирська, 64
  • О. М. Вайсерман Державна установа «Інститут геронтології ім. Д. Ф. Чеботарьова НАМН України», Україна, 04114, м. Київ, вул. Вишгородська, 67
  • О. К. Коляда Державна установа «Інститут геронтології ім. Д. Ф. Чеботарьова НАМН України», Україна, 04114, м. Київ, вул. Вишгородська, 67
  • О. Г. Забуга Державна установа «Інститут геронтології ім. Д. Ф. Чеботарьова НАМН України», Україна, 04114, м. Київ, вул. Вишгородська, 67
  • А. В. Писарук Державна установа «Інститут геронтології ім. Д. Ф. Чеботарьова НАМН України», Україна, 04114, м. Київ, вул. Вишгородська, 67
  • Н. М. Кошель Державна установа «Інститут геронтології ім. Д. Ф. Чеботарьова НАМН України», Україна, 04114, м. Київ, вул. Вишгородська, 67
  • Л. В. Мєхова Державна установа «Інститут геронтології ім. Д. Ф. Чеботарьова НАМН України», Україна, 04114, м. Київ, вул. Вишгородська, 67
  • І. А. Козерецька Київський національний університет імені Тараса Шевченка, ННЦ «Інститут біології та медицини», Україна, 01601, м. Київ, вул. Володимирська, 64
DOI: https://doi.org/10.7124/visnyk.utgis.15.2.875

Анотація

Мета. Дослідити тривалість життя і репродуктивну активність у плодових мушок Drosophila melanogaster лінії Oregon-R, яких на стадіях розвитку утримували в умовах підвищеної кількості личинок в одиниці об’єму поживного середовища (щільності популяції). Методи. Визначали показники середньої та максимальної тривалості життя самців і самиць імаго плодових мушок різних груп (яких розділили за щільністю та порядком вилуплення і умовно позначили як група з нормальною щільністю — НЩ та групи з високою щільністю — ВЩ1-5, де номер відповідає добі вилуплення). Показник репродуктивної активності встановлювали шляхом підрахунку загальної кількості яєць, відкладених однією самицею за добу. Результати. Збільшення середньої тривалості життя у порівнянні з контролем спостерігали в імаго, які вилетіли із лялечок протягом першої та другої діб після вильоту (вилуплення) першої мухи: у самців — на 24 % і 23,5 %, а у самиць — на 23,8 % та 29,3 %, відповідно. Рівень репродуктивної активності самиць (фекандильність) був нижчим у порівнянні з контролем у двох групах мушок, які вилупились останніми. Висновки. На підставі отриманих результатів висунуто припущення, що розвиток D. melanogaster за умов підвищеної щільності личинкової популяції може призводити до збільшення тривалості життя комах.

Ключові слова: тривалість життя, Drosophila melanogaster, репродуктивна активність, розвиток.

Посилання

De Magalhaes J. P. Programmatic features of aging originating in development: aging mechanisms beyond molecular damage? FASEB J. 2012. Vol. 26(12). P. 4821–4826. doi: 10.1096/fj.12-210872

Walker R. F. Developmental theory of aging revisited: focus on causal and mechanistic links between development and senescence. Rejuv. Res. 2011. Vol. 14. P. 429–436. doi: 10.1089/rej.2011.1162

Lints F. A. Genetics and ageing. Interdisciplinary topics in gerontology. Basel ; New York: Karger. 1978. 124 p.

Vaiserman A. M. Early-life nutritional programming of longevity J. Dev. Orig. Health Dis. 2014. Vol. 5(5). P. 325–338. doi: 10.1017/S2040174414000294

Vaiserman A. M. Epigenetic programming by early-life stress: Evidence from human populations. Dev. Dyn. 2015. Vol. 244(3). P. 254–265. doi: 10.1002/dvdy.24211

Vaiserman A. M. Epidemiologic evidence for association between adverse environmental exposures in early life and epigenetic variation: a potential link to disease susceptibility? Clin. Epigenetics. 2015. Vol. 7:96. doi: 10.1186/s13148-015-0130-0

Vaiserman A. M., Koljada A. K., Zabuga O. G. Effect of Dietary Restriction during Development on the Level of Expression of Longevity-Associated Genes in Drosophila melanogaster. Advances in Gerontology. 2014. Vol.4(3). P. 193–196.

Vaiserman A. M., Voitenko V. P. Early programming of adult longevity: demographic and experimental studies. J. Anti Aging Med. 2003. Vol. 6(1). P. 11–20.

Lints F. A., Lints C. V. Influence of preimaginal environment on fecundity and ageing in Drosophila melanogaster hybirds. I. Preimaginal population density. Exp. Gerontol. 1969. Vol. 4(4). P. 231–244.

Lints F. A., Lints C. V. Influence of preimaginal environment on fecundity and ageing in Drosophila melanogaster hybrids. 3. Developmental speed and life-span. Exp. Gerontol. 1971. Vol. 6(6). P. 427–445.

Economos A. C., Lints F. A. Growth rate and life span in Drosophila. II. A biphasic relationship between growth rate and life span. Mech. Ageing Dev. 1984. Vol. 27(2). P. 143–151.

Shenoi V. N., Syed Z. A., Prasad N. G. Evolution of increased adult longevity in Drosophila melanogaster populations selected for adaptation to larval crowding. J. Evol. Biol. 2016. Vol. 29(2). P. 407–417. doi: 10.1111/jeb.12795

Zwaan B. J., Bijlsma R., Hoekstra R. F. On the developmental theory of ageing. I. Starvation resistance and longevity in Drosophila melanogaster in relation to pre-adult breeding conditions. Heredity (Edinb). 1991. Vol. 66(1). P. 29–39.

Martin G. M., Austad S. N., Johnson T. E. Genetic analysis of ageing: role of oxidative damage and environmental stresses. Nature Genetics. 1996. Vol. 13. P. 25–34. doi: 10.1038/ng0596-25

Buck S., Nicholson M., Dudas S. et al. Larval regulation of adult longevity in a genetically-selected long-lived strain of Drosophila. Heredity. 1993. Vol. 71. P. 23–32.

Sorensen J. G., Loeschcke V. Larval crowding in Drosophila melanogaster induces Hsp70 expression, and leads to increased adult longevity and adult thermal stress resistance. J. Insect. Physiol. 2001. Vol. 47(11). P. 1301–1307.

Economos A. C., Lints F. A. Growth rate and life span in Drosophila. IV. Role of cell size and cell number in the biphasic relationship between life span and growth rate. Mech. Ageing Dev. 1985. Vol. 32(2-3). P. 193–204.

Moghadam N. N., Holmstrup M., Manenti T., Loeschcke V. Phospholipid fatty acid composition linking larval-density to lifespan of adult Drosophila melanogaster. Exp. Gerontol. 2015. Vol. 72. 177–183. doi: 10.1016/j.exger.2015.10.007

Langley-Evans S. C. Nutrition in early life and the programming of adult disease: a review. J. Hum. Nutr. Diet. 2015. Vol. 28. Suppl 1. P. 1–14. doi: 10.1111/jhn.12212

Tarry-Adkins J. L., Ozanne S. E. The impact of early nutrition on the ageing trajectory. Proc. Nutr. Soc. 2014. Vol. 73(2). P. 289–301. doi: 10.1017/S002966511300387X

Miller R. S., Thomas J. L. The effects of larval crowding and body size on the longevity of adult Drosophila melanogaster. Ecology. 1958. Vol. 39(1). P. 118–125

Economos A. C., Lints F. A. Growth rate and life span in Drosophila. I. Methods and mechanisms of variation of growth rate. Mech. Ageing Dev. 1984. Vol. 27(1). P. 1–13.

Economos A. C., Lints F. A. Growth rate and life span in Drosophila. III. Effect of body size and developmental temperature on the biphasic relationship between growth rate and life span. Mech. Ageing Dev. 1984. Vol. 27(2). P. 153–160.

Economos A. C., Lints F. A. Developmental temperature and life span in Drosophila melanogaster. II. Constant developmental temperature: evidence for physiological adaptation in a wide temperature range. Gerontology. 1986. Vol. 32(1). P. 18–27.

Joshi A., Shiotsugu J., Mueller L. D. Phenotypic enhancement of longevity by environmental urea in Drosophila melanogaster. Experimental Gerontology. 1996. Vol. 31. P. 533–544.

Scheiring J. F., Davis D. G., Ranasinghe A., Teare C. A. Effects of larval crowding on life history parameters in Drosophila melanogaster Meigen (Diptera: Drosophilidae). Experimental Gerontology. 1984. Vol. 77. P. 329–332.

De Magalhaes J. P. Programmatic features of aging originating in development: aging mechanisms beyond molecular damage? FASEB J. 2012. Vol. 26(12). P. 4821–4826. doi: 10.1096/fj.12-210872

Vaiserman A. M. Hormesis, adaptive epigenetic reorganization, and implications for human health and longevity. Dose Response. 2010. Vol. 8(1). P. 16–21. doi: 10.2203/dose-response.09-014.Vaiserman

Monaghan P., Haussmann M. F. The positive and negative consequences of stressors during early life. Early Hum. Dev. 2015. Vol. 91(11). P. 643–647. doi: 10.1016/j.earlhumdev.2015.08.008