À 190 ans, Jonathan, la tortue géante des Seychelles, a récemment fait la une des journaux en tant que « plus vieil animal terrestre vivant au monde ». Bien qu’il existe des preuves anecdotiques comme celle-ci que certaines espèces de tortues et d’autres ectothermes – ou animaux « à sang froid » – vivent longtemps, les preuves sont inégales et se concentrent principalement sur les animaux vivant dans les zoos ou sur quelques individus vivant à l’état sauvage. Maintenant, une équipe internationale de 114 scientifiques, dirigée par Penn State et la Northeastern Illinois University, rapporte l’étude la plus complète sur le vieillissement et la longévité à ce jour, comprenant des données collectées dans la nature auprès de 107 populations de 77 espèces de reptiles et d’amphibiens dans le monde.
Parmi leurs nombreuses découvertes, qu’ils rapportent aujourd’hui dans la revue La science, les chercheurs ont documenté pour la première fois que les tortues, les crocodiliens et les salamandres ont des taux de vieillissement particulièrement faibles et une durée de vie prolongée pour leur taille. L’équipe a également découvert que les phénotypes protecteurs, tels que les carapaces dures de la plupart des espèces de tortues, contribuent à un vieillissement plus lent et, dans certains cas, même à un « vieillissement négligeable » ou à l’absence de vieillissement biologique.
« Il existe des preuves anecdotiques que certains reptiles et amphibiens vieillissent lentement et ont une longue durée de vie, mais jusqu’à présent, personne n’a réellement étudié cela à grande échelle sur de nombreuses espèces dans la nature », a déclaré David Miller, auteur principal et professeur agrégé d’écologie des populations fauniques. , État de Penn. « Si nous pouvons comprendre ce qui permet à certains animaux de vieillir plus lentement, nous pouvons mieux comprendre le vieillissement chez l’homme, et nous pouvons également éclairer les stratégies de conservation des reptiles et des amphibiens, dont beaucoup sont menacés ou en voie de disparition. »
Dans leur étude, les chercheurs ont appliqué des méthodes phylogénétiques comparatives – qui permettent d’étudier l’évolution des organismes – aux données de marquage-recapture – dans lesquelles les animaux sont capturés, étiquetés, relâchés dans la nature et observés. Leur objectif était d’analyser la variation du vieillissement ectotherme et de la longévité dans la nature par rapport aux endothermes (animaux à sang chaud) et d’explorer les hypothèses précédentes liées au vieillissement, y compris le mode de régulation de la température corporelle et la présence ou l’absence de traits physiques protecteurs.
Miller a expliqué que «l’hypothèse du mode thermorégulateur» suggère que les ectothermes – parce qu’ils ont besoin de températures externes pour réguler leur température corporelle et, par conséquent, ont souvent des métabolismes plus faibles – vieillissent plus lentement que les endothermes, qui génèrent en interne leur propre chaleur et ont des métabolismes plus élevés.
« Les gens ont tendance à penser, par exemple, que les souris vieillissent rapidement parce qu’elles ont un métabolisme élevé, alors que les tortues vieillissent lentement parce qu’elles ont un métabolisme bas », a déclaré Miller.
Les découvertes de l’équipe, cependant, révèlent que les taux de vieillissement et les durées de vie des ectothermes varient bien au-dessus et en dessous des taux de vieillissement connus pour les endothermes de taille similaire, ce qui suggère que la façon dont un animal régule sa température – à sang froid contre à sang chaud – n’est pas forcément révélateur de son rythme de vieillissement ou de sa durée de vie.
« Nous n’avons pas trouvé de support pour l’idée qu’un taux métabolique plus bas signifie que les ectothermes vieillissent plus lentement », a déclaré Miller. « Cette relation n’était vraie que pour les tortues, ce qui suggère que les tortues sont uniques parmi les ectothermes. »
L’hypothèse des phénotypes protecteurs suggère que les animaux avec des traits physiques ou chimiques qui confèrent une protection – comme une armure, des épines, des carapaces ou du venin – ont un vieillissement plus lent et une plus grande longévité. L’équipe a documenté que ces traits protecteurs permettent effectivement aux animaux de vieillir plus lentement et, dans le cas d’une protection physique, de vivre beaucoup plus longtemps pour leur taille que ceux sans phénotypes protecteurs.
« Il se pourrait que leur morphologie altérée avec des coquilles dures offre une protection et a contribué à l’évolution de leurs histoires de vie, y compris un vieillissement négligeable – ou l’absence de vieillissement démographique – et une longévité exceptionnelle », a déclaré Anne Bronikowski, co-auteur principal et professeur de biologie intégrative, État du Michigan.
Beth Reinke, première auteure et professeure adjointe de biologie à la Northeastern Illinois University, a expliqué plus en détail : « Ces divers mécanismes de protection peuvent réduire les taux de mortalité des animaux car ils ne sont pas mangés par d’autres animaux. Ainsi, ils sont plus susceptibles de vivre plus longtemps. , et cela exerce une pression pour vieillir plus lentement. Nous avons trouvé le plus grand soutien à l’hypothèse du phénotype protecteur chez les tortues. Encore une fois, cela démontre que les tortues, en tant que groupe, sont uniques.
Fait intéressant, l’équipe a observé un vieillissement négligeable chez au moins une espèce dans chacun des groupes ectothermes, y compris chez les grenouilles et les crapauds, les crocodiliens et les tortues.
« Cela semble dramatique de dire qu’ils ne vieillissent pas du tout, mais fondamentalement, leur probabilité de mourir ne change pas avec l’âge une fois qu’ils ont dépassé la reproduction », a déclaré Reinke.
Miller a ajouté : « Le vieillissement négligeable signifie que si le risque de mort d’un animal en un an est de 1 % à l’âge de 10 ans, s’il est vivant à 100 ans, son risque de mourir est toujours de 1 % (1). En revanche, chez les femelles adultes aux États-Unis, le risque de mourir en un an est d’environ 1 sur 2 500 à 10 ans et 1 sur 24 à 80 ans. Lorsqu’une espèce présente une sénescence (détérioration) négligeable, le vieillissement ne se produit tout simplement pas.
Reinke a noté que la nouvelle étude de l’équipe n’a été possible que grâce aux contributions d’un grand nombre de collaborateurs du monde entier étudiant une grande variété d’espèces.
« Pouvoir réunir ces auteurs qui ont tous fait des années et des années de travail pour étudier leur espèce individuelle est ce qui nous a permis d’obtenir ces estimations plus fiables du taux de vieillissement et de la longévité qui sont basées sur des données démographiques plutôt que sur des animaux individuels. , » dit-elle.
Bronikowski a ajouté: « Comprendre le paysage comparatif du vieillissement chez les animaux peut révéler des traits flexibles qui peuvent s’avérer des cibles valables pour l’étude biomédicale liée au vieillissement humain. »
Beth A. Reinke et al, Divers taux de vieillissement chez les tétrapodes ectothermiques donnent un aperçu de l’évolution du vieillissement et de la longévité, La science (2022). DOI : 10.1126/science.abm0151. www.science.org/doi/10.1126/science.abm0151