Miễn dịch bẩm sinh và lão hóa đặc trưng theo giới tính ở rùa nước ngọt sống lâu (Kinosternon Favescens: Kinosternidae)
Oct 12, 2023
trừu tượng
Lý lịch
Sự bãi bỏ quy định dần dần của hệ thống miễn dịch theo tuổi tác, được gọi là sự lão hóa miễn dịch, đã được nghiên cứu kỹ lưỡng ở hệ thống động vật có vú, nhưng các nghiên cứu về chức năng miễn dịch ở các quần thể không phải động vật có vú, hoang dã, sống lâu thì rất hiếm. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tận dụng nghiên cứu lấy lại dấu ấn theo năm 38- để định lượng mối quan hệ giữa tuổi tác, giới tính, khả năng sống sót, sản lượng sinh sản và hệ thống miễn dịch bẩm sinh ở loài bò sát sống lâu, rùa bùn vàng (khu ổ chuột Kinosternon;Testudine; Kinosternidae).
lợi ích bổ sung cistanche-tăng khả năng miễn dịch
phương pháp
Chúng tôi ước tính tỷ lệ sống sót và tỷ lệ tử vong theo độ tuổi cụ thể theo giới tính dựa trên dữ liệu đánh dấu lại của 1530 con cái trưởng thành và 860 con đực trưởng thành trong 38 năm bị bắt. Chúng tôi đã phân tích khả năng diệt khuẩn (BC) và hai phản ứng miễn dịch đối với các tế bào hồng cầu lạ - tình trạng ngưng kết hồng cầu qua trung gian kháng thể tự nhiên (NAbs) và khả năng tan máu qua trung gian bổ thể (Lys) - ở 200 người trưởng thành (102 nữ; 98 nam) trong khoảng từ 7 đến 58 tuổi được bắt vào tháng 5 năm 2018 trong thời gian chúng mới xuất hiện sau khi bị bầm tím và đã có sẵn dữ liệu về sản lượng sinh sản và đánh dấu lại dấu vết dài hạn.
Kết quả
Chúng tôi nhận thấy rằng phụ nữ nhỏ hơn và sống lâu hơn nam giới trong nhóm dân số này, nhưng tỷ lệ tử vong tăng nhanh ở tuổi trưởng thành là như nhau đối với cả hai giới. Ngược lại, nam giới biểu hiện khả năng miễn dịch bẩm sinh cao hơn nữ giới đối với cả ba biến số miễn dịch mà chúng tôi đo được. Tất cả các phản ứng miễn dịch cũng thay đổi nghịch đảo theo độ tuổi, cho thấy tình trạng lão hóa miễn dịch. Đối với những con cái sinh sản trong mùa sinh sản trước đó, khối lượng trứng (và do đó tổng khối lượng ổ) tăng theo độ tuổi. Ngoài sự suy giảm miễn dịch của khả năng diệt khuẩn, những con cái sinh ra những ổ nhỏ hơn cũng có khả năng diệt khuẩn thấp hơn.
Kết luận
Trái ngược với mô hình chung của động vật có xương sống là phản ứng miễn dịch ở nam giới thấp hơn nữ giới (có thể phản ánh tác dụng ức chế của nội tiết tố androgen), chúng tôi nhận thấy mức độ cao hơn của cả ba biến số miễn dịch ở nam giới. Ngoài ra, trái ngược với nghiên cứu trước đây không tìm thấy bằng chứng về tình trạng lão hóa miễn dịch ở rùa sơn hoặc rùa tai đỏ, chúng tôi nhận thấy khả năng diệt khuẩn, khả năng phân giải và kháng thể tự nhiên giảm theo tuổi ở rùa bùn vàng.
Từ khóa
Chức năng miễn dịch bẩm sinh, Bò sát, Lão hóa, Giới tính cụ thể, Lão hóa
lợi ích bổ sung cistanche-tăng khả năng miễn dịch
Lý lịch
Lão hóa ở nhiều hệ thống động vật có xương sống được đặc trưng bởi sự lão hóa của sinh vật – sự suy giảm hiệu quả và hiệu suất của các quá trình sinh lý và tế bào [1] dẫn đến giảm khả năng sống sót và khả năng sinh sản theo độ tuổi cụ thể khi tuổi càng cao [2]. Các nghiên cứu về sự lão hóa ở các quần thể động vật có xương sống hoang dã thường tập trung vào việc định lượng những thay đổi liên quan đến tuổi tác về khả năng sinh sản và tỷ lệ tử vong [3], nhưng ít tập trung vào các cơ chế sinh lý có thể góp phần vào sự lão hóa nhân khẩu học như vậy (ví dụ: [4–6]). Một cơ chế sinh lý ứng cử viên như vậy là chức năng miễn dịch, đóng vai trò quan trọng trong sự sống còn. Chức năng miễn dịch giảm đã được chứng minh là có tác động tiêu cực đến khả năng sống sót và sinh sản [6–8]. Sự bãi bỏ dần dần sự điều hòa của hệ thống miễn dịch theo tuổi tác, được gọi là sự lão hóa miễn dịch, đã được nghiên cứu kỹ lưỡng ở người về cả khả năng miễn dịch bẩm sinh (sự rối loạn điều hòa theo tuổi tác có thể dẫn đến viêm mãn tính [9]) và khả năng miễn dịch mắc phải, trong đó những thay đổi được nghiên cứu tốt nhất là sự gia tăng các tế bào T trí nhớ và giảm các tế bào T ngây thơ khi tuổi càng cao (nhưng ở đây, quá trình lão hóa miễn dịch vẫn còn bí ẩn [10]). Tuy nhiên, những thay đổi đặc trưng theo độ tuổi trong hệ thống miễn dịch của các quần thể hoang dã, không phải động vật có vú sống lâu không được mô tả rõ ràng trong tài liệu và các nghiên cứu tập trung vào sự lão hóa miễn dịch của bò sát thậm chí còn hiếm (được xem xét trong [8]). Sự lão hóa của sinh vật, dẫn đến sự lão hóa về nhân khẩu học trong quần thể, tiến hóa trong tự nhiên. Do đó, các nghiên cứu về quần thể tự nhiên được định vị tốt để tiết lộ các quá trình lão hóa được bảo tồn về mặt tiến hóa có thể là những hạn chế đối với quá trình lão hóa xảy ra. Đồng thời, nghiên cứu sự lão hóa của sinh vật và nhân khẩu học trong tự nhiên cung cấp bối cảnh sinh thái thực tế và cho thấy mức độ linh hoạt của các cơ chế lão hóa. Đặc biệt, các loài bò sát có nhiều đặc điểm thích hợp cho việc nghiên cứu cơ chế lão hóa, bao gồm cả lão hóa miễn dịch. Đầu tiên, chúng là nhánh chị em với động vật có vú, cùng nhau tạo thành nhánh đơn ngành của động vật có màng ối; chức năng miễn dịch và con đường truyền tín hiệu tế bào được bảo tồn cao ở các nước ối (được xem xét trong [11]). Thứ hai, các loài bò sát biểu hiện một số kiểu hình cho phép nghiên cứu quá trình lão hóa trên nhiều bối cảnh sinh lý và hình thái, điều này không thể thực hiện được ở hầu hết các loài động vật có vú (ví dụ, khả năng kháng thiếu oxy, chịu lạnh, nọc độc, áo giáp, khả năng chịu nhiệt, được xem xét trong [8] ]). Ngoại trừ các loài chim, các loài bò sát là loài biến nhiệt và nhiều loài tiếp tục phát triển khi trưởng thành (ví dụ, [12] nhưng xem [13]) và tăng khả năng sinh sản khi tuổi càng cao ([14–17], được xem xét trong [8]). Hơn nữa, nhiều dòng dõi bò sát có những đặc điểm hình thái độc đáo. Ví dụ về loại thứ hai bao gồm kiểu hình bảo vệ - chẳng hạn như lồng ngực bên ngoài ở rùa và nọc độc ở một số loài rắn. Các phân tích phát sinh gen gần đây về tỷ lệ tử vong do lão hóa cho thấy sự ủng hộ mạnh mẽ cho giả thuyết rằng các dòng bò sát có kiểu hình bảo vệ có tuổi thọ cao hơn và lão hóa chậm hơn so với các động vật có vú có kích thước tương tự, đặc biệt là ở các loài rùa [18], (xem thêm [19, 20]). Thật vậy, trong 300 loài động vật bốn chân được lấy mẫu hoang dã [18], rùa là loài duy nhất ở chỗ toàn bộ dòng dõi được đặc trưng bởi các loài có tuổi thọ gần như không đáng kể và tuổi thọ dài – một cảm giác được phản ánh trong điều kiện nuôi nhốt [21]. Do sự tăng trưởng (và do đó, khả năng sinh sản) có thể tiếp tục trong suốt tuổi thọ trưởng thành, nên việc chọn lọc chống lại các đột biến có hại với kiểu hình ở tuổi muộn có thể mạnh hơn ở độ tuổi lớn hơn ở rùa và các loài bò sát khác có những đặc điểm này so với động vật có vú (như trong [22]). Những đặc điểm này cho thấy rằng sự lão hóa miễn dịch có thể không biểu hiện theo cách tương tự ở loài bò sát khi so sánh với các động vật có xương sống có màng ối khác, chẳng hạn như động vật có vú hoặc chim, và thậm chí có thể không có do áp lực chọn lọc trong việc duy trì chức năng miễn dịch với khả năng sinh sản tăng lên (ví dụ: [5]) . Ở đây chúng tôi tập trung vào việc mở rộng bối cảnh so sánh các nghiên cứu về lão hóa ở rùa để thúc đẩy việc sử dụng chúng làm mô hình lão hóa chậm. Hệ thống miễn dịch của rùa, giống như các loài động vật có màng ối khác, bao gồm các thành phần bẩm sinh và thu được (được xem xét trong [23]), nhưng các phân tích gần đây cho thấy loài bò sát có thể phụ thuộc nhiều hơn vào khả năng phòng vệ bẩm sinh so với động vật có vú và chim [24]. Cụ thể, mặc dù các loài bò sát có tế bào B và T liên quan đến khả năng miễn dịch thích nghi, nhưng phản ứng nhanh thích nghi truyền thống khi tiếp xúc thứ cấp với mầm bệnh có thể phụ thuộc nhiều hơn vào khả năng miễn dịch bẩm sinh [24]. Ngày càng có nhiều tài liệu về các mô hình miễn dịch bẩm sinh liên quan đến tuổi tác ở các loài bò sát biến nhiệt [4, 25–27], tạo ra tuyến phòng thủ đầu tiên chống lại các mầm bệnh ngoại lai. Đồng thời, nghiên cứu về sự khác biệt giới tính ở cả tuổi già của sinh vật và lão hóa nhân khẩu học đã mở rộng sang phạm vi phát sinh gen tốt hơn, bao gồm cả các loài bò sát [28]. Điều quan trọng là, những nghiên cứu này chỉ có thể thực hiện được ở các quần thể hoang dã khi có khả năng xác định độ tuổi chính xác của các cá thể, điều này đòi hỏi phải nghiên cứu lâu dài đối với các loài sống lâu ([29, 30], được xem xét trong [31]). Vì vậy, chúng tôi bổ sung vào tài liệu này bằng cách nghiên cứu các khía cạnh về đặc điểm giới tính và độ tuổi của khả năng miễn dịch bẩm sinh, khả năng sống sót, sinh sản nữ và các mối quan hệ giữa chúng trong một loài bò sát sống lâu. Chúng tôi tận dụng nghiên cứu lấy lại dấu ấn 38-năm về rùa bùn vàng đã biết tuổi (Kinosternon favescens) để định lượng mối quan hệ giữa tuổi tác, giới tính, khả năng sống sót và sản lượng sinh sản trên hệ thống miễn dịch bẩm sinh như một cách tiếp cận tích hợp để hiểu về quá trình lão hóa miễn dịch. Giống như các loài rùa khác, loài này được phát hiện có tốc độ lão hóa chậm khi xét cả giới tính [18]. Cụ thể, chúng tôi đã đánh giá ba biện pháp miễn dịch bẩm sinh – kháng thể tự nhiên tuần hoàn, khả năng ly giải qua trung gian bổ thể và khả năng diệt khuẩn của huyết tương – trong quần thể nghiên cứu dài hạn của chúng tôi ở Nebraska (Hoa Kỳ). Theo mô hình hiện tại về tình trạng lão hóa miễn dịch bẩm sinh, chúng tôi dự đoán rằng các biện pháp miễn dịch bẩm sinh sẽ giảm theo tuổi tác, mặc dù có một số bằng chứng ngược lại [5, 32].
cistanche tubulosa-cải thiện hệ thống miễn dịch
Kết quả
Hai trăm động vật đã được lấy mẫu vào năm 2018 để tìm các biến số miễn dịch (N=98 con đực, N=102 con cái) và những quan sát này bao gồm dữ liệu miễn dịch của chúng tôi. Trong số 102 con cái này, 85 con được sinh sản vào năm 2017 và chúng bao gồm dữ liệu sinh sản của con cái của chúng tôi. Cuối cùng, để phân tích tỷ lệ lão hóa tử vong trong toàn bộ quần thể, chúng tôi đã sử dụng cơ sở dữ liệu dài hạn về N=2380 cá thể ở độ tuổi duy nhất đã biết (N=860 nam, N=1530 nữ ). Trong mẫu dữ liệu miễn dịch của chúng tôi (200 người lớn), tuổi tác có mối tương quan chặt chẽ với kích thước cơ thể; động vật già lớn hơn cả về khối lượng và chiều dài (ví dụ: khối lượng cơ thể, r=0.58, Pr.<0.0001; plastron length, r=0.60, Pr. <0.0001). Therefore body size was not included in models where age was an explanatory factor. In the immune data individuals, adult females were smaller than males and tended to be older (Table 1, Fig. S2), a result that is mirrored in the population as a whole (see Fig. 5 in [33]). Because adult females in our immune sample were significantly older than males, we z-transformed age for all analyses of innate immune function to dissociate the confound of age and sex. This allowed for a comparison of relatively old and young adult males and females.
Bảng 1 Kích thước, tuổi và tỷ lệ tử vong Lão hóa ở rùa bùn vàng
Trong toàn bộ dân số, phụ nữ có tuổi thọ trung bình và tuổi thọ tối đa ở người trưởng thành cao hơn (độ tuổi mà 50 và 95% người trưởng thành đã chết). Rùa đực và rùa cái trưởng thành đều có biểu hiện đạo đức tăng lên theo tuổi tác, biểu thị sự già đi. Tỷ lệ tử vong ban đầu ở người trưởng thành ở nam cao hơn nữ, nhưng tốc độ tăng tốc tử vong là tương đương (Bảng 1, Hình 1). Trong mẫu phụ miễn dịch của chúng tôi gồm các cá nhân, ba thước đo chức năng miễn dịch bẩm sinh có mối tương quan đáng kể (tích cực) với nhau (ngưng kết máu qua trung gian kháng thể tự nhiên, tan máu qua trung gian bổ thể và khả năng diệt khuẩn, Bảng S1). Nhưng vì mối tương quan yếu (tất cả |r|< 0.28), we analyzed each variable separately. For all three variables, batch represents the reagents used. For bactericidal competence, five individual lyophilized pellets of Escherichia coli were used to generate control plates across the experiment; as control plates decreased in their colony count, a fresh control solution was made. For natural antibodies and cell lysis capability, two separate bottles of rabbit red blood cells were used sequentially. Significant variation among E. coli pellets and individual rabbits (that generate the red blood cells) is expected, and we controlled for it here as a batch effect in our models. All three immune variables declined with advancing age (BC and Lysis, Pr< 0.05; Nabs, Pr=0.08, Table 2, Fig. 2) and were higher in males than females (Table 2, Fig. 3). For the 85 females in our data for which we had both most-recent reproductive output and immune measures, clutch size did not change with age, whereas egg mass increased with age (Tables 3, S2, Fig. 4). Because clutch size did not change with age, a third measure of reproductive effort, total clutch mass followed the identical trend as egg mass and was not considered further. Interestingly, the three females greater than 50 years old had lower age-corrected egg mass (age>50 tuổi) so với nữ giới trong khoảng tuổi thấp nhất tiếp theo (N=13 tuổi 40–50tuổi (t=2.45, Pr.=0.014)) gợi ý khả năng lão hóa về sản lượng sinh sản ở những con cái rất già (xem Hình 4). Đối với 85 con cái đang sinh sản này, những con cái lớn tuổi hơn cũng đi theo xu hướng tương tự như ở tất cả người trưởng thành: khả năng diệt khuẩn giảm và tan máu qua trung gian bổ thể theo tuổi tác (Bảng 3, xem Hình 1). Ngoài ra, những con cái có ổ lớn hơn - không phân biệt tuổi tác - có khả năng diệt khuẩn cao hơn những con có ổ nhỏ hơn (Hình S1). Ngược lại với kích thước ổ trứng, chúng tôi không tìm thấy ảnh hưởng nào của khối lượng trứng đến chức năng miễn dịch (dữ liệu không được hiển thị).
Cuộc thảo luận
lợi ích bổ sung cistanche-làm thế nào để tăng cường hệ thống miễn dịch
Nhấn vào đây để xem các sản phẩm Tăng cường miễn dịch Cistanche
【Hỏi thêm] Email:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692
Tỷ lệ tử vong và lão hóa sinh sản
Rùa bùn vàng cái sống lâu hơn con đực trong quần thể này; tuy nhiên, họ già đi với tốc độ tương tự nhau (Hình 1) và tỷ lệ tử vong theo độ tuổi cụ thể tăng theo tuổi ở cả hai giới (Hình 1), mặc dù chậm. Những dữ liệu này chứng minh tốc độ lão hóa tử vong chậm ở loài này, nhưng chúng tôi không tìm thấy bằng chứng nào về tình trạng lão hóa sinh sản ở các mẫu con cái của chúng tôi. Sự gia tăng nhỏ về tỷ lệ tử vong theo độ tuổi trưởng thành ở rùa đã được báo cáo trong nghiên cứu phát sinh loài bốn chân lớn [18] cũng như trong các nghiên cứu dài hạn riêng lẻ đối với rùa khổng lồ [34] và rùa sơn ([35, 36] nhưng xem [ 37, 38] và các loài rùa lưng bản lề [39]); tuy nhiên, ở các loài rùa khác, tỷ lệ tử vong thường không đổi khi tuổi trưởng thành tăng lên [40] hoặc giảm theo tuổi [3, 15, 41]. Trên các quần thể rùa nuôi nhốt (ví dụ: hồ sơ vườn thú) da Silva et al. [21] phát hiện ra rằng hầu hết các loài rùa có tỷ lệ tử vong giảm chậm hoặc không đáng kể theo tuổi tác. Cho đến nay, hiện tượng lão hóa sinh sản ở con cái (tức là suy giảm sản lượng sinh sản theo độ tuổi cụ thể) chưa được thấy ở các loài rùa (rùa sơn [30], rùa Blanding [15, 41], rùa sa mạc [3] và rùa hộp [42]) . Warner và các đồng nghiệp [30] đã lưu ý rằng tỷ lệ sống sót của rùa sơn cái mới nở ở những con rùa sơn cái già nhất đã giảm đi, mặc dù sản lượng sinh sản không giảm. Ngoài ra, nhiều nghiên cứu về khả năng sinh sản của rùa đã chứng minh mối tương quan tích cực giữa kích thước ổ, kích thước trứng và/hoặc khối lượng ổ với kích thước cơ thể ở rùa ([43]; đã xem xét [44]), trong đó kích thước cơ thể thường liên quan tích cực đến tuổi ở rùa. rùa (ví dụ, nghiên cứu hiện tại, [17, 32], nhưng xem [41]). Những dữ liệu này cho thấy rằng tình trạng lão hóa sinh sản hiếm khi xảy ra ở rùa, nếu có.
Hình 1 Tỷ lệ sống sót và tỷ lệ tử vong theo độ tuổi ở K. favescens đực và cái trưởng thành. Tuổi thọ trung bình (50% còn sống) và tối đa (5% còn sống) ở rùa bùn vàng trưởng thành (đường nét đứt màu đen) cao hơn ở con đực trưởng thành (đường liền màu xám). Trục Y là tỷ lệ sống sót Lx đối với người trưởng thành, bắt đầu từ 11 tuổi. Các đường hướng xuống trục x hiển thị tuổi thọ trung bình và tuổi thọ tối đa cụ thể theo giới tính theo độ tuổi theo thời gian. Hình nhỏ cho thấy các mô hình của Gompertz về việc tăng tỷ lệ tử vong ở tuổi trưởng thành; tỷ lệ tử vong ban đầu ở người trưởng thành ở nam cao hơn đáng kể so với nữ (độ cao của đường), với mức tăng tương đương (độ dốc của đường) (Bảng 1). Trục Y là logarit tự nhiên của tỷ lệ tử vong theo độ tuổi cụ thể từ mô hình gia tốc Gompertz được trang bị
Tuổi thọ và lão hóa đặc trưng theo giới tính
Các nghiên cứu về sự khác biệt giới tính ở tuổi già về sinh vật và nhân khẩu học vẫn còn hiếm ở các loài không phải động vật có vú. Có thể có hai lý do giải thích cho điều này: các báo cáo ban đầu về nhân khẩu học về các quần thể hoang dã thường tổng hợp dữ liệu để có đủ sức mạnh ước tính tốc độ gia tăng tỷ lệ tử vong; và ở nhiều loài, giới tính của cá con chưa được xác định do thiếu cơ quan sinh dục ngoài và phải dựa vào sự phát triển của các kiểu hình giới tính thứ cấp để xác định giới tính ở động vật mới trưởng thành. Khi xem xét dữ liệu về tuổi thọ trong môi trường nuôi nhốt, da Silva và các đồng nghiệp [21] đã báo cáo rằng tuổi thọ trung bình của nam giới trưởng thành vượt quá nữ giới khoảng 20%, trái ngược với kết quả của chúng tôi đối với rùa bùn vàng. Tuy nhiên, tuổi thọ cao hơn ở con cái trong quần thể rùa hoang dã dường như là các loài rùa (rùa sơn [28, 45]), rùa đốm [46, 47], rùa gỗ [48], rùa bản đồ [49] cooters [50], rùa hộp [51] và rùa tai đỏ [52]). Ngược lại, chúng tôi chỉ biết có hai nghiên cứu báo cáo rằng rùa đực sống lâu hơn rùa cái trong tự nhiên (rùa gopher [53] nhưng xem [54] và quần thể rùa sơn [36]. Cần có thêm dữ liệu, nhưng đây là dữ liệu thực địa tương phản với các hồ sơ lưu giữ được tóm tắt bởi [21] và gợi ý khả năng tương tác giữa giới tính và môi trường liên quan đến tuổi thọ và lão hóa.
Bảng 2 Phân tích phương sai của các biến số miễn dịch ở rùa bùn vàng đực và cái trưởng thành
Chức năng miễn dịch đặc hiệu theo giới tính
Chúng tôi nhận thấy mức độ chức năng miễn dịch ở nam giới cao hơn nữ giới, trái ngược với mô hình chung ở động vật có xương sống [55, 56] và được cho là có liên quan ít nhất một phần đến sự ức chế hệ thống miễn dịch bởi nội tiết tố androgen [57, 58]. Nhiều loài rùa là hình mẫu thích hợp cho câu hỏi này vì chúng thiếu nhiễm sắc thể giới tính và do đó giới tính có cấu trúc bộ gen giống hệt nhau khi thụ thai. Thay vào đó, họ xác định giới tính phụ thuộc vào nhiệt độ (TSD), theo đó giới tính được xác định bởi môi trường nhiệt trải qua trong giai đoạn quan trọng của quá trình phát triển phôi thai, loại bỏ bất kỳ sự nhầm lẫn nào giữa bộ gen đặc trưng cho giới tính và sự phát triển giới tính đặc trưng cho giới tính [59]. López-Pérez và các đồng nghiệp [60] không tìm thấy sự khác biệt về khả năng diệt khuẩn giữa con đực và con cái ở một loài rùa xạ hương (một loài rùa kinosterid khác mắc TSD). Tương tự như vậy, Zimmerman và các đồng nghiệp [32, 61, 62] không tìm thấy sự khác biệt giới tính trong các biện pháp miễn dịch bẩm sinh ở rùa tai đỏ (cũng mắc bệnh TSD). Ngược lại, ở rùa sơn [5] – Một loài khác mắc TSD –, khả năng tan máu qua trung gian bổ sung cao hơn được báo cáo ở con đực và hiệu giá kháng thể tự nhiên cao hơn ở con cái, không có ảnh hưởng giới tính đến khả năng diệt khuẩn. Ngoài ra, Freedberg và các đồng nghiệp [63] đã phát hiện ra rằng nhiệt độ ấp mát mẻ của rùa đực ở một loài rùa TSD khác đã tăng cường khả năng miễn dịch ở con đực nhiều hơn con cái, nhưng không tìm thấy tác động nào như vậy ở một loài cùng họ gần gũi. Mặc dù những dữ liệu sơ bộ này dường như gợi ý rằng rùa có thể không tuân theo mô hình chung của động vật có xương sống về phản ứng miễn dịch thấp hơn ở con đực, nhưng rõ ràng vẫn cần nghiên cứu thêm. Theo lý thuyết miễn dịch học sinh thái thừa nhận mối liên hệ giữa khả năng phòng vệ miễn dịch và chiến lược lịch sử cuộc sống [64, 65], chúng tôi kỳ vọng giới tính sống lâu hơn sẽ đầu tư nhiều hơn vào khả năng miễn dịch có được so với khả năng miễn dịch bẩm sinh [66]; dữ liệu hạn chế về tuổi thọ cụ thể theo giới tính ngăn cản việc thử nghiệm toàn diện giữa các loài.
cistanche thực vật tăng cường hệ thống miễn dịch
Sự khác biệt về hành vi và mô hình hoạt động có thể khiến rùa bùn vàng cái chịu áp lực lây nhiễm lớn hơn rùa đực, điều này có thể ức chế chức năng miễn dịch của rùa cái [55, 56]. Các loài nghiên cứu của chúng tôi có chu kỳ hoạt động hàng năm bất thường (xem Phương pháp). Tại địa điểm nghiên cứu của chúng tôi, những con đực trưởng thành xuất hiện sau khi đẻ trung bình 5 ngày trước khi con cái vào mùa xuân [Iverson và Greene, dữ liệu chưa được công bố], vẫn hoạt động dưới nước vào tháng 6 trong thời gian làm tổ kéo dài của con cái và trung bình di chuyển đến thời kỳ sinh sản vào mùa hè muộn hơn nữ giới [67]. Do đó, thời gian hoạt động hàng năm của loài này ngắn bất thường, con đực điển hình hoạt động dưới nước có lẽ dài hơn 25% so với con cái điển hình. Tuy nhiên, vẫn chưa rõ tại sao mùa hoạt động ngắn hơn của phụ nữ lại khiến họ phải chịu áp lực lớn hơn về hệ thống miễn dịch. Ngoài ra, hoạt động sinh sản giữa con đực và con cái cũng khác nhau, với việc giao phối và thụ tinh xảy ra trong cột nước, sau đó con cái phải ngoi lên khỏi mặt nước lên đất liền để đẻ trứng (trong khi con đực không bắt buộc phải di chuyển lên đất liền) [67]. theo mùa (ví dụ: [ nồng độ steroid tuần hoàn của loài bò sát rất cao 68, 69]), và do đó, mô hình mà chúng tôi quan sát được về chức năng miễn dịch cao hơn ở nam giới có thể được quy cho việc lấy mẫu chỉ trong thời gian xuất hiện vào mùa xuân - tức là rất sớm trong mùa. Sự thay đổi theo mùa của nội tiết tố androgen ở rùa đã được nghiên cứu khá kỹ và mức testosterone lưu hành ở rùa đực nhìn chung rất thấp vào đầu mùa xuân (xem đánh giá trong [69]), trong khi nó đạt đỉnh điểm vào mùa xuân đối với rùa cái khi chúng chuẩn bị rụng trứng [69– 74]. Testosterone được biết là có tác dụng ức chế chức năng miễn dịch ([57], nhưng xem [58]) và điều này có thể giải thích phản ứng miễn dịch thấp hơn ở nữ giới so với nam giới. Tuy nhiên, estradiol được biết là có tác dụng tăng cường chức năng miễn dịch [23] và nó thường tăng ở phụ nữ vào đầu mùa xuân, sau đó là đỉnh điểm ngay sau đó liên quan đến sự rụng trứng và rụng trứng ([75], được xem xét trong [69]). Do đó, dựa trên mẫu lấy mẫu đầu mùa xuân của chúng tôi, mẫu estradiol và testosterone không thể là lời giải thích cho phản ứng miễn dịch thấp hơn quan sát thấy ở phụ nữ của chúng tôi. Thật không may, chúng tôi thiếu dữ liệu về mức độ hormone lưu hành trong các loài nghiên cứu của chúng tôi, nhưng dựa trên các mô hình chung vừa được mô tả, tác động của việc lưu hành steroid lên chức năng miễn dịch vẫn chưa rõ ràng.
Hình 2 Khả năng miễn dịch bẩm sinh giảm theo tuổi ở K. favescens trưởng thành. A Khả năng diệt khuẩn và B Quá trình ly giải qua trung gian bổ thể giảm theo độ tuổi tương tự đối với rùa bùn vàng đực và cái trưởng thành (Xem Bảng 2 để biết kết quả thống kê). Kháng thể tự nhiên C (NAbs) cũng cho thấy xu hướng tương tự. Trong tất cả các bảng, trục Y biểu thị phần dư từ các mô hình tuyến tính đã bị loại bỏ khỏi mô hình (Bảng 2). Trục X là độ tuổi được biến đổi theo trục z với các đường bên trong để biểu thị độ tuổi theo năm của rùa trưởng thành đực và cái. Hồi quy: Phần dư BC=−{{10}}.138(zAge), R2=0.06; Dư lượng phân giải=−0,01(zAge), R2=0.02; Phần dư NAbs=−0,01(zAge), R2=0.01
Sinh sản nữ và chức năng miễn dịch
Chúng tôi không tìm thấy bằng chứng nào về tác động miễn dịch đối với khả năng sinh sản của phụ nữ. Kích thước ổ trứng (Bảng 3) cũng như khối lượng trứng (dữ liệu không được hiển thị) đều không ảnh hưởng tiêu cực đến bất kỳ biến số miễn dịch nào. Thật vậy, những con cái đẻ ổ trứng lớn hơn có khả năng diệt khuẩn cao hơn (Hình S1). Lý thuyết lịch sử cuộc sống dự đoán rằng các cá nhân phải phân bổ nguồn lực cho những đặc điểm chẳng hạn như những đặc điểm hỗ trợ khả năng tự bảo trì và sinh sản để tối đa hóa thể lực [76]. Tuy nhiên, sinh sản tiêu tốn một lượng năng lượng đáng kể đối với con cái, và do đó nguồn lực được phân bổ cho sinh sản có thể phải trả giá bằng các đặc điểm khác [77]. Do đó, phụ nữ đầu tư nhiều vào sinh sản hiện tại có thể sẽ phải đánh đổi với hiệu quả miễn dịch hiện tại [78]. Sự đánh đổi giữa sinh sản và chức năng miễn dịch này đã được kiểm tra ở các loài bò sát khác với nhiều kết quả khác nhau. Rắn sọc vằn trên cạn phía tây mang thai (Tamnophis elegans) cho thấy khả năng tăng sinh tế bào lympho T thấp hơn khi phản ứng với tác nhân phân bào so với các loài không mang thai nhưng không biểu hiện sự khác biệt về BC giữa các trạng thái sinh sản [27]. Ngược lại, rắn đuôi chuông lùn mang thai (Sistrurus milarius) cho thấy khả năng BC giảm so với rắn không mang thai [79]. Các thước đo về khả năng miễn dịch bẩm sinh giữa các trạng thái sinh sản ở rùa sơn (Chrysemys picta) phụ thuộc vào độ tuổi [5]. Cụ thể, những con cái trẻ hơn có ổ ly hợp lớn thể hiện khả năng ly giải cao hơn những con cái lớn tuổi có ổ ly hợp lớn tương tự. Tuy nhiên, nghiên cứu tương tự này cho thấy BC tăng lên ở phụ nữ lớn tuổi, trái ngược với những phát hiện trong nghiên cứu này về việc giảm chức năng miễn dịch khi tuổi càng cao. Ngoài ra, bất kể độ tuổi, chúng tôi nhận thấy rằng kích thước ly hợp lớn hơn có tương quan với BC cao hơn và không có ảnh hưởng của sinh sản đến khả năng sản xuất hoặc ly giải kháng thể tự nhiên. Những kết quả này cho thấy sự cân bằng giữa chức năng miễn dịch và sinh sản có thể phụ thuộc vào thành phần miễn dịch cụ thể.
Hình 3 Khả năng miễn dịch bẩm sinh ở nam cao hơn đáng kể so với K. favescens nữ trưởng thành. Bình phương nhỏ nhất được biến đổi ngược có nghĩa là ±1 SE đối với A) khả năng diệt khuẩn (trục y là tỷ lệ khuẩn lạc E. coli bị tiêu diệt) và B) kháng thể tự nhiên (trục y là hiệu giá pha loãng tối đa mà tại đó xảy ra hiện tượng ngưng kết hồng cầu ở thỏ ) và ly giải qua trung gian bổ thể (độ pha loãng tối đa mà tại đó xảy ra quá trình ly giải hồng cầu thỏ). Dấu hoa thị thể hiện sự khác biệt đáng kể về giới tính đối với một biện pháp miễn dịch nhất định. (Xem Bảng 2 để biết kết quả thống kê). LS có nghĩa là: BC=0.37, 0.62; NAbs=4.0, 4.6; Ly=8.2, 9.0
Bảng 3 Phân tích các biến số miễn dịch và nỗ lực sinh sản của rùa bùn vàng cái sinh sản
Hình 4 Khối lượng trứng, không phải kích thước ổ trứng, tăng theo tuổi sinh sản của K. favescens cái. Trục Y biểu thị phần dư từ mô hình tuyến tính trong Bảng 3 với tuổi được loại bỏ khỏi mô hình. Khối lượng trứng còn lại=0.025(Tuổi) – 0,73, R2=0,40
Miễn dịch
Trong số các biến số miễn dịch bẩm sinh mà chúng tôi đã kiểm tra ở rùa bùn vàng, chúng tôi tìm thấy bằng chứng về tình trạng lão hóa miễn dịch ở cả ba loài (Hình 2; Bảng 2). Kết quả từ các nghiên cứu khác là hỗn hợp. Ví dụ, những con trượt tai đỏ lớn hơn (có lẽ là già hơn) không biểu hiện sự thay đổi nào về BC so với những cá thể nhỏ hơn [32, 61], tương tự như những phát hiện về khả năng diệt khuẩn ở những con rùa sơn đã biết tuổi [5]. Nghiên cứu thứ hai này cũng báo cáo sự gia tăng tình trạng ngưng kết máu ở động vật lớn tuổi. Rõ ràng là chưa có mô hình thay đổi nào liên quan đến tuổi tác trong hệ thống miễn dịch bẩm sinh ở rùa. Trong số các loài bò sát không phải chim khác, kết quả cũng khá khác nhau (được xem xét trong [8, 26]). Ví dụ, trong quần thể rắn sọc, cả khả năng ngưng kết máu và tan máu đều giảm ở những con rắn già [27, 80], cũng như phản ứng miễn dịch đối với phytohaemagglutinin mitogen ở thằn lằn có cổ Dickerson [81]. Trong khi ở trăn nước, tình trạng ngưng kết máu tăng theo tuổi [82]. Cần phải nghiên cứu sâu hơn để hiểu sự khác biệt này theo hướng thay đổi liên quan đến tuổi tác trong khả năng miễn dịch bẩm sinh ở loài bò sát nói chung và rùa nói riêng. Ngược lại, dữ liệu từ động vật có vú và chim cho thấy sự suy giảm chức năng miễn dịch theo tuổi tác. Hơn nữa, trong các đơn vị phân loại này, hầu hết quá trình lão hóa miễn dịch được quan sát thấy xảy ra trong hệ thống miễn dịch thích nghi [83–85] với những thay đổi ít rõ rệt hơn được tìm thấy trong khả năng miễn dịch bẩm sinh (được xem xét trong [6]), mặc dù ở đây, các mô hình không nhất thiết nhất quán giữa các biện pháp miễn dịch bẩm sinh [ 86]. Tuy nhiên, ở các loài bò sát, hệ thống miễn dịch thích nghi phản ứng chậm hơn trước các thách thức và không thể hiện phản ứng mạnh mẽ khi tiếp xúc với mầm bệnh nhiều lần (được xem xét trong [24, 87]). Do đó, chức năng miễn dịch bẩm sinh và những thay đổi liên quan đến tuổi tác trong chức năng đó có thể rất quan trọng đối với sức khỏe miễn dịch tổng thể ở loài bò sát.
Kết luận
Ở đây chúng tôi đã cố gắng mở rộng những cân nhắc so sánh về tình trạng lão hóa miễn dịch bẩm sinh và sự tương tác của nó với tỷ lệ tử vong và lão hóa sinh sản. Chúng tôi đã chọn một quần thể rùa hoang dã (bùn vàng) được nghiên cứu lâu dài để kiểm tra mối liên quan giữa các biện pháp lão hóa này vì các nghiên cứu so sánh rộng gần đây đã xác định nhóm rùa có tốc độ lão hóa đặc biệt chậm và tuổi thọ dài. Mặc dù vậy, các biện pháp đo lường cơ chế lão hóa đòi hỏi độ tuổi được biết trước, điều này chỉ có thể đạt được thông qua nghiên cứu dài hạn đối với các loài hoang dã, sống lâu. Chúng tôi nhận thấy rằng tỷ lệ tử vong và khả năng miễn dịch có những đặc điểm riêng biệt về giới tính; con cái sống lâu hơn và có chức năng miễn dịch bẩm sinh thấp hơn con đực. Kết quả này rất đáng chú ý dựa trên sự phụ thuộc vào nhiệt độ của việc xác định giới tính, do đó loại trừ sự đóng góp của nhiễm sắc thể giới tính đối với sự lão hóa đặc trưng của giới tính. Tất cả ba biện pháp miễn dịch bẩm sinh đều suy giảm khi tuổi càng cao. Ở con cái, khối lượng ổ ly hợp tăng theo tuổi ở con cái và sản lượng sinh sản không dự đoán được chức năng miễn dịch bẩm sinh, ngoại trừ những con cái có ổ lớn hơn có khả năng diệt khuẩn cao hơn, cho thấy không có chi phí rõ ràng cho nỗ lực sinh sản đối với khả năng miễn dịch bẩm sinh ở con cái. Đây là nghiên cứu đầu tiên kiểm tra ba trục lão hóa ở rùa, một nhóm có đặc điểm là lão hóa chậm đến không đáng kể. Những phát hiện về quá trình lão hóa miễn dịch, tỷ lệ tử vong và sinh sản này cho thấy rùa là một mô hình mới để tìm hiểu cơ chế lão hóa chậm, hay chính xác hơn là nghiên cứu về các cơ chế lão hóa phổ biến (như lão hóa miễn dịch) trong một nhóm đơn ngành được đặc trưng bởi tốc độ tử vong chậm ở người trưởng thành và tuổi già sinh sản không đáng kể.
phương pháp
Lấy mẫu hiện trường
Việc lấy mẫu mô của rùa bùn vàng (YMT) cho nghiên cứu này diễn ra vào ngày 2 tháng 5018 trên Hồ Gimlet tại địa điểm nghiên cứu dài hạn của chúng tôi ở Khu bảo tồn Động vật hoang dã Quốc gia Hồ Crescent (CLNWR), ở Garden County, Nebraska , Hoa Kỳ (41 độ 45,24′B, 102 độ 26,12′T). Khu phức hợp đầm lầy hồ Gimlet là một hồ nông (độ sâu trung bình 0,8m), đồi cát với môi trường sống đầm lầy [88]. YMT thể hiện khả năng xác định giới tính phụ thuộc vào nhiệt độ (TSD) với con cái được sinh ra trong điều kiện ủ ấm và cả con đực và con cái được sinh ra trong điều kiện mát hơn [59]. Các nghiên cứu về sinh thái làm tổ và thu hồi dấu vết đã được tiến hành ở đây từ năm 1981 đến năm 2018. Tại địa điểm này, YMT thường trải qua mùa đông trên cạn, được chôn vùi trên các đồi cát vùng cao cạnh vùng đất ngập nước, xuất hiện vào tháng 4 và tháng 5 và di cư xuống nước, sau đó hầu hết con cái quay trở lại vùng đất ngập nước. cùng các cồn cát để làm tổ vào tháng 6, mặc dù một số không sinh sản hàng năm [67, 87]. Đến tháng 7, tất cả rùa bắt đầu rời vùng đất ngập nước để sinh sản trên đồi cát trong thời gian còn lại của mùa hè (xem thêm [89]). Trong mùa thực địa, hàng rào trôi dạt được xây dựng song song với bờ giữa ba địa điểm trú đông và hồ và được giám sát liên tục mỗi ngày. Trong những năm (bao gồm cả năm 2017) khi hàng rào được dựng lên trong mùa làm tổ, mỗi con cái bị bắt đều được chụp X-quang để xác định kích thước ổ trứng và đo chiều rộng của mỗi quả trứng trên mỗi tia X. Một phương trình hồi quy liên quan đến chiều rộng tia X của ổ trứng trung bình với khối lượng trứng trung bình thực tế từ một tập hợp con các tổ được khai quật sau đó cho phép chúng tôi ước tính khối lượng trứng và khối lượng ổ trứng (cả hai tính bằng g) cho mỗi con cái mang thai vào năm 2017 (n{{24} }). Các phương trình cho các mối quan hệ và ft này như sau: Chiều rộng trứng thực tế=0.98(Chiều rộng trứng ước tính)+1.52, R2=0.89; Khối lượng trứng thực tế=0.64(Khối lượng trứng ước tính) – 6,07, R2=0.85; và trong mẫu N=1795 trứng YMT được thu thập trong nhiều năm, chiều rộng của trứng có thể được sử dụng một cách đáng tin cậy để ước tính khối lượng trứng (và do đó là tổng khối lượng ổ trứng) Khối lượng trứng=0.68(Chiều rộng trứng) – 6,77, R2=0.85 (Iverson, dữ liệu chưa được công bố). Điều này cho phép chúng tôi kiểm tra tác động của các biện pháp sinh sản đó đối với khả năng miễn dịch vào mùa xuân năm 2018 khi 85 con rùa cái này xuất hiện sau khi bị bầm tím. Sau khi bị bắt, rùa được vận chuyển trở lại phòng thí nghiệm hiện trường để ghi lại dữ liệu hình thái, bao gồm chiều dài mai tối đa (CL tính bằng mm), chiều dài yếm tối đa (PL tính bằng mm) và khối lượng cơ thể (BM tính bằng g). Lên đến 0,5 ml máu toàn phần được thu thập từ xoang cổ thông qua ống tiêm có heparin cỡ 26 và ly tâm (7000 vòng / phút) trong ống lạnh trong 5 phút để tách các thành phần máu. Huyết tương được dẫn vào một ống lạnh riêng biệt. Cả huyết tương và hồng cầu đóng gói ngay lập tức được đông lạnh nhanh trong nitơ lỏng cho đến khi được vận chuyển đến Đại học bang Iowa để bảo quản ở -80 độ. Rùa lấy mẫu (98 con đực và 102 con cái) được vận chuyển về địa điểm bắt ban đầu và thả ở phía đối diện hàng rào để tiến vào hồ.
Xác định tuổi
Kể từ khi nghiên cứu này bắt đầu vào năm 1981, độ tuổi tính theo năm bắt đầu mỗi con rùa được ước tính là số mùa đông sau khi nở. Ước tính độ tuổi là như nhau hàng năm và do đó, các phương pháp xác định độ tuổi của chúng tôi áp dụng cho tất cả dữ liệu được xem xét trong tài liệu này (dân số và mẫu phụ miễn dịch). Bởi vì chỉ có một vòng vảy duy nhất được tạo ra mỗi năm trong quần thể này nên tuổi của rùa chưa trưởng thành thường bằng tổng số vòng annuli hiện có. Tuy nhiên, trong những năm cực kỳ khắc nghiệt, có thể không có bất kỳ sự phát triển nào và hai vòng sợi có thể xuất hiện như một. Do đó, số lượng vòng sợi là độ tuổi tối thiểu và có thể bị đánh giá thấp nếu không được đếm và đánh giá trong bối cảnh mô hình phát triển vỏ chung trong toàn bộ quần thể. Bằng cách so sánh mô hình tăng trưởng vảy vảy của một con rùa chưa trưởng thành với mô hình tăng trưởng vảy chung trong quần thể, tuổi bắt đầu bắt đầu có thể được xác định một cách đáng tin cậy lên đến ít nhất 12 tuổi. Chúng tôi đã đếm số lượng annuli tối thiểu trên những con rùa trưởng thành bị bắt trong những năm đầu của nghiên cứu và tuổi của tất cả những con rùa đó được ước tính nếu số lượng annuli nhỏ hơn 20. Tuy nhiên, hầu hết các loài rùa ban đầu được đánh dấu riêng lẻ và già đi trước mùa đông thứ sáu, và già đi sau đó dựa trên khoảng thời gian bắt lại thực tế. Con cái trưởng thành lớn hơn đáng kể (và nhỏ hơn) so với con đực trong mẫu của chúng tôi (Bảng S3; t-test không ghép đôi, P=0.0003, Xem Hình S2 và Hình 5 trong [33]). Do đó, tuổi được biến đổi z trong mỗi giới tính thành giá trị trung bình bằng 0 với phương sai đơn vị. Biến "tuổi" này đã được sử dụng trong tất cả các phân tích thống kê. Chúng tôi đã loại trừ dữ liệu từ 26 trẻ vị thành niên chưa được xác định giới tính.
Phân tích sinh sản
Sản lượng sinh sản – kích thước ly hợp, tổng khối lượng ly hợp – tăng theo kích thước và độ tuổi ngày càng tăng. Do đó, đối với các phân tích bao gồm sản lượng sinh sản của nữ giới cùng với độ tuổi trong mô hình, chúng tôi đã sử dụng các giá trị thô của sản lượng sinh sản mà không điều chỉnh kích thước cơ thể. Tất cả các mô hình tuyến tính được thực hiện trong SAS v. 9.4 (SAS Institute, Cary, NC, USA).
Phân tích sống còn
Tỷ lệ sống sót và tỷ lệ tử vong theo độ tuổi cụ thể của Kinosternon favescens trưởng thành từ miền tây Nebraska được ước tính dựa trên mô hình Gompertz (Bảng 1) [18, 90, 91] ước tính xác suất tử vong ban đầu ở tuổi bắt đầu và tỷ lệ tử vong tăng nhanh trên toàn thế giới. tuổi thọ. Các mô hình phức tạp hơn (ví dụ, bao gồm thuật ngữ Makeham không đổi cho tỷ lệ tử vong không phụ thuộc vào tuổi, bao gồm tham số giảm tốc) không được hỗ trợ bởi các dữ liệu này dựa trên sự thay đổi trong AIC (được tính toán trong gói BaSTA R [90]). Mô hình Gompertz đã được áp dụng cho tập dữ liệu lấy lại dấu vết dài hạn của chúng tôi từ Hồ Gimlet, bao gồm dữ liệu từ 1530 cá thể nữ và 860 cá thể nam. Độ tuổi trưởng thành trung bình là 11 tuổi đối với cả hai giới, điều này được biết đến từ việc theo dõi lâu dài về tuổi tác và khả năng sinh sản ở nhóm dân số này [88, 92, 93]. Bởi vì sự trưởng thành phụ thuộc vào kích thước nên những ước tính về độ tuổi trưởng thành này (tức là 11 tuổi) là những ước tính tối đa (ví dụ: thỉnh thoảng có thể xác định được một con rùa đực ở độ tuổi trẻ hơn). Chúng tôi đã kiểm tra độ nhạy của việc sử dụng độ tuổi trưởng thành trung bình là 10 tuổi mà không có tác động đáng kể nào đến ước tính tuổi thọ và tuổi thọ tử vong (dữ liệu không được hiển thị). Tuổi thọ tối đa và trung bình của người trưởng thành được tính bằng số năm sau tuổi sinh sản lần đầu cho đến khi ước tính 95 và 50% người trưởng thành trong đoàn hệ tổng hợp đã chết. Các bộ dữ liệu được phân tích bằng chức năng 'basta' từ gói BaSTA cho R [90].
Các biện pháp miễn dịch
Khả năng ngưng kết máu qua trung gian kháng thể tự nhiên và khả năng tan máu qua trung gian bổ thể (NAbs, Lysis) được báo cáo là tuyến phòng thủ đầu tiên chống lại mầm bệnh ở động vật có xương sống (được xem xét trong [94]), và các biện pháp này về chức năng miễn dịch bẩm sinh đã được nghiên cứu ở nhiều loài bò sát. loài (ví dụ: [4, 5, 32, 80, 82, 95]). Chúng tôi đã hoàn thành các xét nghiệm về NAbs và khả năng ly giải theo xét nghiệm ngưng kết tan máu-tán huyết được điều chỉnh từ [96] để sử dụng ở rùa sơn [5, 97]) bằng cách sử dụng tế bào hồng cầu của thỏ. Chúng tôi sử dụng hai chai hồng cầu thỏ (HemoStat HemoStat Laboratories, Dixon, CA, USA) để hoàn thành tất cả các xét nghiệm. Chúng tôi đã chạy lặp lại tất cả các đĩa có đối chứng dương và âm và các mẫu. Hiệu giá cao hơn cho quá trình ngưng kết hồng cầu cho thấy lượng kháng thể tự nhiên dồi dào hơn trong mẫu huyết tương, vì hiệu giá cao là dấu hiệu cho thấy kháng thể tự nhiên ở nồng độ cao ngay cả trong huyết tương ngày càng loãng [96]. Tương tự, hiệu giá tan máu cao hơn cho thấy huyết tương có khả năng ly giải hồng cầu ngay cả ở nồng độ loãng hơn [96]. Do đó, mức độ kháng thể tự nhiên và khả năng ly giải tăng lên có liên quan đến chức năng miễn dịch tăng lên. Chúng tôi đã đánh giá khả năng diệt khuẩn (BC) của huyết tương bằng cách định lượng khả năng ức chế sự phát triển của Escherichia coli bằng cách sử dụng quy trình đã được công bố của chúng tôi dành cho rùa sơn [5, 97], phỏng theo [98]. Năm viên E. coli đông khô (Microbiologics, ATCC#8739) đã được sử dụng trong thí nghiệm hiện tại, với mỗi viên mới được sử dụng để tạo ra dung dịch kiểm soát mới khi chúng tôi xử lý các mẫu. Khả năng diệt khuẩn tăng lên tương ứng với chức năng miễn dịch tăng lên. Tất cả các xét nghiệm miễn dịch được tiến hành vào mùa xuân năm 2019 trên các mẫu được thu thập vào mùa xuân năm 2018.
Biện pháp miễn dịch: phân tích thống kê
Các biến phụ thuộc được phân tích bằng mô hình tuyến tính tổng quát với các biến giải thích zAge (độ tuổi chuẩn hóa cho mỗi giới tính); Giới tính (nam trưởng thành và nữ trưởng thành); sự tương tác hai chiều giữa zAge và Sex; và lô xét nghiệm có biến số gây phiền toái (BC: N=4; NAbs và Lysis: N=2) để tính các viên kiểm soát (BC) hoặc chai hồng cầu thỏ (NAbs và Lysis). Khả năng diệt khuẩn được chuyển đổi Arcsine để tính toán dữ liệu tỷ lệ và đáp ứng các điều kiện chuẩn mực. NAbs và Lysis đã được chuyển đổi nhật ký-10 để đáp ứng các điều kiện chuẩn. Tất cả các mô hình tuyến tính được thực hiện trong SAS v. 9.4 (SAS Institute, Cary, NC, USA). Đồ thị được tạo trong ggplot2 [99].
Người giới thiệu
1. Harman D. Lão hóa: tổng quan. Ann NY Acad Sci. 2001;928:1–21.
2. Ricklefs RE. Sự tiến hóa của tuổi già từ góc độ so sánh. Chức năng Ecol. 2008;22:379–92.
3. Jones OR, Scheuerlein A, Salguero-Gómez R, Camarda CG, Schaible R, Casper BB, và những người khác. Sự đa dạng của quá trình lão hóa trên Cây Sự sống. Thiên nhiên. 2014;505(7482):169–73.
4. Schwanz L, Warner DA, McGaugh S, Di Terlizzi R, Bronikowski AM. Sự duy trì sinh lý phụ thuộc vào trạng thái ở một loài sinh vật biến nhiệt sống lâu, loài rùa sơn (Chrysemys picta). J Exp Biol. 2011;214:88–97.
5. Judson JM, Reding DM, Bronikowski AM. Sự miễn dịch và ảnh hưởng của nó đến sinh sản ở động vật có xương sống sống lâu. J Exp Biol. 2020;223:jeb223057.
6. Peters A, Delhey K, Nakagawa S, Aulsebrook A, Verhulst S. Sự lão hóa miễn dịch ở động vật hoang dã: phân tích tổng hợp và triển vọng. Ecol Lett. 2019;22:1709–22.
7. Schmid-Hempel P. Sự khác biệt trong khả năng phòng vệ miễn dịch là một vấn đề của sinh thái tiến hóa. Proc R Sóc B. 2003;270(1513):357–66.
8. Hoekstra LA, Schwartz TS, Sparkman AM, Miller DA, Bronikowski AM. Tiềm năng chưa được khai thác của đa dạng sinh học bò sát để hiểu cách thức và lý do động vật già đi. Chức năng Ecol. 2020;34:38–54.
9. Franceschi C, Capri M, Monti D, Giunta S, Olivieri F, Sevini F, và những người khác. Viêm nhiễm và chống viêm nhiễm: quan điểm mang tính hệ thống về lão hóa và tuổi thọ xuất hiện từ các nghiên cứu ở người. Thời đại máy móc phát triển. 2007;128:92–105.
10. Pawelec G, Bronikowski AM, Cunnane SC, Ferrucci L, Franceschi C, Fülöp T, Gaudreau P, Gladyshev VN, Gonos ES, Gorbunova V, Kennedy BK, Larbi A, Lemaître JF, Liu GH, Maier AB, Morais JA, Nóbrega OT, Moskalev A, Rikkert MO, Seluanov A, AM cao cấp, Ukraintseva S, Vanhaelen Q, Witkowski J, Cohen AA. Câu hỏi hóc búa của hệ thống miễn dịch của con người là "lão hóa". Thời đại máy móc phát triển. 2020;192.
11. Schwartz TS, Bronikowski LÀ. Con đường căng thẳng phân tử và sự tiến hóa của sinh sản và lão hóa ở loài bò sát. Trong (T. Flatt & A. Heyland, eds.) Cơ chế phân tử của quá trình tiến hóa lịch sử sự sống. Oxford: Nhà xuất bản Đại học Oxford; 2011. Trang. 193–209
12. Armstrong DP, Keevil MG, Rollinson NJ, Brooks RJ. Sự biến đổi nhỏ của từng cá thể trong quá trình tăng trưởng không xác định dẫn đến sự biến đổi lớn về khả năng sống sót và sản lượng sinh sản trong đời ở một loài bò sát sống lâu. Chức năng Ecol. 2007;32:752–61.
13. Omeyer LCM, Fuller WJ, Godley BJ, Snape RTE, Broderick AC. Tăng trưởng xác định hoặc không xác định? Xem xét lại chiến lược tăng trưởng của rùa biển. Mar Ecol Prog Ser. 2018;596:199–211.
14. Bronikowski LÀ, Arnold SJ. Hệ sinh thái tiến hóa của sự biến đổi lịch sử cuộc sống ở loài rắn sọc Thamnophis Elegans. Sinh thái. 1999;80:2314–25.
15. Congdon JD, Nagle RD, Kinney OM, van Loben Sels RC. Giả thuyết về sự lão hóa ở động vật có xương sống sống lâu, rùa Blanding (Emydoidea blandingii). Exp Gerontol. 2001;36:813–27.
16. Wilkinson PM, Rainwater TR, Woodward AR, Leone EH, Carter C. Xác định tốc độ tăng trưởng và tuổi thọ sinh sản ở cá sấu Mỹ (Alligator mississippiensis): bằng chứng từ việc bắt lại lâu dài. Copeia. 2016;104:843–52.
17. Hoekstra LA, Weber RC, Bronikowski AM, Janzen FJ. Sự phát triển, hình dạng, giới tính cụ thể và tác động của chúng đến lịch sử cuộc sống của động vật có xương sống sống lâu. Evol Ecol Res. 2018;19(6):639–57.
18. Reinke BA, Cayuela H, Janzen FJ, Lemaître JF. Gaillard JM, cùng với 110 người khác. Tốc độ lão hóa đa dạng ở động vật bốn chân biến nhiệt cung cấp cái nhìn sâu sắc về quá trình tiến hóa của lão hóa và tuổi thọ. Khoa học. 2022;376:1459–66.
19. Berkel C, Cacan E. Phân tích tuổi thọ ở Chordata xác định các loài có tuổi thọ đặc biệt trong số các loài phân loại và chỉ ra sự tiến hóa của tuổi thọ dài hơn. Biogerontol. 2021;22:329–43.
20. Stark G, Tamar K, Itescu Y, Feldman A, Meiri S. Nhiệt độ lạnh và cô lập: yếu tố thúc đẩy tuổi thọ của loài bò sát. Biol J Linn Soc. 2018;125:730–40.
21. da Silva R, Conde DA, Baudisch A, Colchero F. Sự lão hóa chậm và không đáng kể ở các Testudines thách thức các lý thuyết tiến hóa về tuổi già. Khoa học. 2022;376:1466–70.
22. Charlesworth B. Fisher, Medawar, Hamilton và sự tiến hóa của lão hóa. Di truyền học. 2000;156:927–31.
23. Zimmerman LM, Vogel LA, Bowden RM. Tìm hiểu hệ thống miễn dịch của động vật có xương sống: những hiểu biết sâu sắc từ quan điểm của loài bò sát. J Exp Biol. 2010;213:661–71.
24. Zimmerman LM. Quan điểm của loài bò sát về khả năng miễn dịch của động vật có xương sống: 10 năm tiến bộ. J Exp Biol. 2020;223(Pt 21):jeb214171.
25. Palacios MG, Ganglof EJ, Reding DM, Bronikowski AM. Nền tảng di truyền và môi trường nhiệt ảnh hưởng khác nhau đến sự phát sinh của các thành phần miễn dịch trong giai đoạn đầu đời ở động vật có xương sống biến nhiệt. J Anim Ecol. 2020;89:1883–94.
26. Field EK, Hartzheim A, Terry J, Dawson G, Haydt N, Neuman-Lee LA. Miễn dịch bẩm sinh của loài bò sát và Miễn dịch sinh thái: chúng ta biết gì và chúng ta sẽ đi đâu? Tích hợp Comp Biol. 2022;62:1557–71.
27. Palacios MG, Bronikowski AM. Sự biến đổi miễn dịch trong thời kỳ mang thai cho thấy chi phí sinh sản dành riêng cho thành phần miễn dịch ở một loài rắn sinh sản với các chiến lược lịch sử vòng đời khác nhau. J Exp Zool Phần A. 2017;327:513–22.
28. Bronikowski AM, Meisel RP, Biga PR, Walters JR, Mank JE, Larschan E, và những người khác. Lão hóa đặc trưng theo giới tính ở động vật: quan điểm và hướng đi trong tương lai. Tế bào lão hóa 2022;21:e13542.
29. Reed TE, Kruuk LE, Wanless S, Frederiksen M, Cunningham EJ, Harris MP. Sự lão hóa sinh sản ở loài chim biển sống lâu: tốc độ suy giảm hiệu suất ở giai đoạn cuối đời có liên quan đến chi phí sinh sản sớm khác nhau. Am Nat. 2008;171:E89–E101.
30. Warner DA, Miller DA, Bronikowski AM, Janzen FJ. Dữ liệu thực địa trong nhiều thập kỷ tiết lộ rằng rùa sống sót trong tự nhiên. Proc Natl Acad Sci US A. 2016;113(23):6502–7.
31. Reinke BA, Miller DAW, Janzen FJ. Các nghiên cứu thực địa dài hạn đã dạy chúng ta điều gì về biến động dân số? Ann Rev Ecol Evol Sys. 2019;50(1):261–78.
32. Zimmerman LM, Bowden RM, Vogel LA. Rùa tai đỏ không đáp ứng với việc chủng ngừa bằng hemocyanin khập khiễng lỗ khóa nhưng có hàm lượng kháng thể tự nhiên cao. ISRN Zool. 2013a;2013:1–7.
33. Iverson JB. Thất bại tuyển dụng qua trung gian khí hậu trong quần thể rùa và ảnh hưởng của nó đến giới hạn phân bố phía bắc. Nhược điểm của Chelonian Biol. 2022;21(2):181–6.
34. Gibson CWD, Hamilton J. Quá trình dân số ở một loài bò sát ăn cỏ lớn: rùa khổng lồ ở đảo san hô Aldabra. Sinh thái học. 1984;61:230–40.
35. Miller DAW, Janzen FJ, Fellers GM, Kleeman PM, Bronikowski AM. Nhân khẩu học của động vật bốn chân biến nhiệt cung cấp cái nhìn sâu sắc về sự tiến hóa và tính linh hoạt của các mô hình tử vong. Trong: Weinstein M, Lane MA, biên tập viên. Tính xã hội, thứ bậc, sức khỏe: nhân khẩu học so sánh. Washington DC: Nhà xuất bản Học viện Quốc gia; 2014. tr. 295–313.
36. Reinke BA, Hoekstra L, Bronikowski AM, Janzen FJ, Miller DAW. Ước tính chung về sự tăng trưởng và tỷ lệ sống từ dữ liệu thu hồi dấu hiệu để cải thiện ước tính về tuổi già ở quần thể hoang dã. Sinh thái. 2020;101(1):e02877. https://doi.org/10.1002/ecy.2877.
37. Keevil, MG 2020. Ước tính chung về mức tăng trưởng và tỷ lệ sống sót từ dữ liệu thu hồi dấu hiệu để cải thiện ước tính về tuổi già ở quần thể hoang dã: bình luận. Sinh thái e03232. https://doi.org/10.1002/ecy.3232.
38. Bronikowski AM, Reinke BA, Hoekstra L, Janzen FJ, Miller DAW. Ước tính chung về sự tăng trưởng và tỷ lệ sống sót từ dữ liệu thu hồi dấu hiệu để cải thiện các ước tính về tuổi già ở quần thể hoang dã: trả lời. Sinh thái. 2022:103:e03571. https://doi.org/10.1002/ecy.3571.
39. Cayuela H, Akani GC, Hema EM, Eniang EE, Amadi N, Ajong SN, et al. Lịch sử cuộc sống và quá trình tử vong phụ thuộc vào độ tuổi ở loài bò sát nhiệt đới. Biol J Linn Soc. 2019;128:251–62. 40. Vượn JW. Tại sao rùa sống lâu như vậy? Khoa học sinh học. 1987;37:262–9.
41. Congdon JD, van Loben Sels RC. Mối quan hệ giữa các đặc điểm sinh sản và kích thước cơ thể với sự trưởng thành về giới tính và tuổi tác ở rùa Blanding (Emydoidea blandingii). J Tiến hóa sinh học. 1993;6:547–57.
42. Miller JK. Thoát khỏi tuổi già: dữ liệu nhân khẩu học từ rùa hộp ba ngón (Terrapene Carolina Triunguis). Exp Gerontol. 2001;36(4–6):829–32.
43. Moll EO. Chu kỳ sinh sản và sự thích nghi. Trong: Harless M, Morlock H, biên tập viên. Rùa: quan điểm và nghiên cứu. Malabar, Florida: John Wiley và các con trai; 1979. tr. 305–20.
44. Iverson JB, Lindeman PV, Lovich J. Tìm hiểu đặc điểm sinh sản ở rùa: độ dốc trơn trượt. Sinh thái tiến hóa. 2019;9:11891–903.
45. Iverson JB. Chrysemys picta bellii (Rùa sơn phương Tây). Tuổi thọ. Herpetol Rev. 2022;53:484.
46. Litzgus JD. Sự khác biệt giới tính về tuổi thọ ở loài rùa đốm (Clemmys guttata). Copeia. 2006;2006:281–8.
47. Ernst CH. Sự phát triển của rùa đốm (Clemmys guttata). J Herp. 1975;9:313–8.
48. DJ Brown, Schrage M, Ryan D, Moen RA, Nelson MD, Buech RR. Glyptemys insculpta (rùa gỗ) sống lâu trong tự nhiên. Herpetol Rev. 2015;46:243–4.
49. Iverson JB, Smith GR, Rettig JE. Kích thước cơ thể, sự phát triển và tuổi thọ của loài rùa bản đồ phía bắc (địa lý Graptemys) ở Indiana. J Herp. 2019;53:297–301.
50. Munscher E, Campbell K, Hauge JB, Hootman T, Osborne W, Butterfeld BP, và những người khác. Pseudemys foridana bán đảoris (Cooter bán đảo) và Pseudemys nelsoni (Cooter bụng đỏ Florida). Tuổi thọ. Herpetol Rev. 2020;51:111–3.
51. Lewis EL, Iverson JB. Terrapene ornata (rùa hộp trang trí công phu). Tuổi thọ. Herpetol Rev. 2018;49:530.
52. Lewis EL, Iverson JB, Smith GR, Rettig JE. Kích thước cơ thể và sự phát triển của loài thằn lằn tai đỏ (Trachemys scripta) ở rìa phía bắc của phạm vi phân bố của nó: quy luật Bergmann có áp dụng được không? Herp Conserv Biol. 2018;13:700–10.
53. Curtin AJ, Zug GR, Spotila JR. Chiến lược sống lâu và tăng trưởng của loài rùa sa mạc (Gopherus agassizii) ở hai sa mạc nước Mỹ. J Môi trường khô cằn. 2009;73:463–71.
54. Medica PA, Nussear KE, Esque TC, Saethre MB. Sự phát triển lâu dài của rùa sa mạc (Gopherus agassizii) ở quần thể phía nam Nevada. J Herpetol. 2012;46:213–20.
55. Klein SL. Nội tiết tố và hệ thống giao phối ảnh hưởng đến sự khác biệt về giới tính và loài trong chức năng miễn dịch giữa các động vật có xương sống. Hành vi Proc. 2000;51:149–66.
56. Klein SL. Cơ chế nội tiết và miễn dịch làm trung gian cho sự khác biệt giới tính trong nhiễm ký sinh trùng. Thuốc miễn dịch ký sinh trùng. 2004;26:247–64.
57. Foo YZ, Nakagawa S, Rhodes G, Simmons LW. Tác dụng của hormone giới tính đối với chức năng miễn dịch: một phân tích tổng hợp. Biol Rev. 2007;92:551–71.
58. Kelly CD, Stoehr AM, Nunn C, Smyth KN, Prokop ZM. Sự dị hình giới tính trong khả năng miễn dịch ở động vật: một phân tích tổng hợp. Ecol Lett. 2018;21:1885–94.
59. Janzen FJ, Paukstis GL. Xác định giới tính môi trường ở loài bò sát: sinh thái, tiến hóa và thiết kế thí nghiệm. Q Rev Biol. 1991;66(2):149–79.
60. López-Pérez JE, Meylan PA, Goessling JM. Trao đổi dựa trên giới tính trong hệ thống miễn dịch bẩm sinh và thu được của Sternotherus nhỏ. J Exp Zool. 2021;333:820–8.
61. Zimmerman LM, Paitz RT, Vogel LA, Bowden RM. Sự biến đổi trong các mô hình miễn dịch bẩm sinh và thích nghi theo mùa ở loài ruồi tai đỏ (Trachemys scripta). J Exp Biol. 2010;213:1477–148358.
62. Zimmerman LM, Clairardin SG, Paitz RT, Hicke JW, LaMagdeleine KA, Vogel LA, và cộng sự. Phản ứng miễn dịch thể dịch được duy trì theo tuổi tác ở loài rùa biến nhiệt sống lâu, loài rùa tai đỏ. J Exp Biol. 2013b;216:633–40.
63. Freedberg S, Greives TJ, Ewert MA, Demas GE, Beecher N, Nelson CE. Môi trường ấp trứng ảnh hưởng đến sự phát triển hệ thống miễn dịch ở rùa xác định giới tính trong môi trường. J Herpetol. 2008;2008(42):536–41.
64. Lee K.A. Liên kết hệ thống phòng vệ miễn dịch và lịch sử sự sống ở cấp độ cá nhân và loài. Integr Comp Biol. 2006;46:1000–15.
65. Sheldon BC, Verhulst S. Miễn dịch sinh thái: phòng vệ ký sinh trùng tốn kém và đánh đổi trong sinh thái tiến hóa. Xu hướng Ecol Evol. 1996;11:317–21.
66. Palacios MG, Cunnick JE, Bronikowski AM. Sự tương tác phức tạp giữa điều kiện, lịch sử cuộc sống và môi trường hiện hành hình thành khả năng phòng vệ miễn dịch của rắn trong tự nhiên. Physiol Biochem Zool. 2013;86:547–58.
67. Iverson JB. Làm tổ và chăm sóc bố mẹ ở rùa Kinosternon favescens. Can J Zool. 1990;68:230–233.
68. Licht P. Các mô hình nội tiết trong chu kỳ sinh sản của rùa. Herpetology. 1982;38:51–61.
69. Graham SP, Ward CK, Walker JS, Sterrett S, Mendonça MT. Sự dị hình giới tính và biến đổi giới tính của hormone sinh sản ở loài rùa bản đồ Pascagoula, vượn Graptemys. Copeia. 2015;103:42–50.
70. Shelby JA, Mendonça MT, Horne BD, Seigel RA. Sự thay đổi theo mùa trong steroid sinh sản của rùa bản đồ đốm vàng đực và cái, Graptemys favimaculata. Gen Comp Endocrinol. 2000;119:43–51.