What I want you all to do right now is to think of this mammal that I'm going to describe to you. The first thing I'm going to tell you about this mammal is that it is essential for our ecosystems to function correctly. If we remove this mammal from our ecosystems, they simply will not work. That's the first thing. The second thing is that due to the unique sensory abilities of this mammal, if we study this mammal, we're going to get great insight into our diseases of the senses, such as blindness and deafness. And the third really intriguing aspect of this mammal is that I fully believe that the secret of everlasting youth lies deep within its DNA. So are you all thinking? So, magnificent creature, isn't it? Who here thought of a bat? Ah, I can see half the audience agrees with me, and I have a lot of work to do to convince the rest of you.
O que eu quero que façam todos agora é pensar no mamífero que eu vos vou descrever. A primeira coisa que vos vou dizer sobre este mamífero é que é essencial para que os nossos ecossistemas funcionem corretamente. Se removermos este mamífero dos nossos ecossistemas, eles simplesmente não funcionarão. Esta é a primeira coisa. A segunda é que, devido às capacidades sensoriais únicas deste mamífero, se o estudarmos vamos obter uma enorme compreensão das nossas doenças dos sentidos, como a cegueira e a surdez. E o terceiro aspeto realmente intrigante deste mamífero é que acredito verdadeiramente que o segredo para a juventude eterna se encontra no interior do seu ADN. Então, estão todos a pensar? E então? É uma criatura magnífica, não é? Quem é que aqui pensou num morcego? Ah, vejo que metade do público concorda comigo e que tenho muito trabalho a fazer para convencer os restantes.
So I have had the good fortune for the past 20 years to study these fascinating and beautiful mammals. One fifth of all living mammals is a bat, and they have very unique attributes. Bats as we know them have been around on this planet for about 64 million years. One of the most unique things that bats do as a mammal is that they fly. Now flight is an inherently difficult thing. Flight within vertebrates has only evolved three times: once in the bats, once in the birds, and once in the pterodactyls. And so with flight, it's very metabolically costly. Bats have learned and evolved how to deal with this.
Nos últimos 20 anos, tenho tido a sorte de estudar estes fascinantes e belos mamíferos. Um quinto de todos os mamíferos vivos são morcegos e eles têm atributos verdadeiramente únicos. Os morcegos, tal como os conhecemos, vivem neste planeta há cerca de 64 milhões de anos. Uma das coisas verdadeiramente únicas que os morcegos fazem, enquanto mamíferos, é voar. E voar é uma coisa intrinsecamente difícil. O voo nos vertebrados evoluiu apenas três vezes: uma vez nos morcegos, outra nas aves e outra nos pterodáctilos. Voar tem um custo metabólico muito elevado. Os morcegos aprenderam e evoluíram para lidar com isso.
But one other extremely unique thing about bats is that they are able to use sound to perceive their environment. They use echolocation. Now, what I mean by echolocation -- they emit a sound from their larynx out through their mouth or through their nose. This sound wave comes out and it reflects and echoes back off objects in their environment, and the bats then hear these echoes and they turn this information into an acoustic image. And this enables them to orient in complete darkness. Indeed, they do look very strange. We're humans. We're a visual species. When scientists first realized that bats were actually using sound to be able to fly and orient and move at night, we didn't believe it. For a hundred years, despite evidence to show that this is what they were doing, we didn't believe it.
Mas outra coisa extremamente única a propósito dos morcegos é a sua capacidade de usar o som para percecionar o que os rodeia. Os morcegos usam a ecolocalização. O que quero dizer com ecolocalização é que eles emitem um som proveniente da laringe que sai pela boca ou pelo nariz. Essa onda sonora é emitida, reflete-se e produz um eco a partir dos objetos do meio ambiente e os morcegos depois ouvem estes ecos e transformam esta informação numa imagem acústica. Isto permite-lhes orientarem-se na escuridão total. É verdade que eles têm um aspeto muito estranho. Somos humanos. Somos uma espécie visual. Quando os cientistas perceberam, pela primeira vez, que os morcegos estavam a usar o som para conseguirem voar, orientarem-se e movimentarem-se à noite, não acreditaram. Durante cem anos, apesar de as provas mostrarem
Now, if you look at this bat, it looks a little bit alien. Indeed, the very famous philosopher Thomas Nagel once said, "To truly experience an alien life form on this planet, you should lock yourself inside a room with a flying, echolocating bat in complete darkness." And if you look at the actual physical characteristics on the face of this beautiful horseshoe bat, you see a lot of these characteristics are dedicated to be able to make sound and perceive it. Very big ears, strange nose leaves, but teeny-tiny eyes. So again, if you just look at this bat, you realize sound is very important for its survival.
que era isso que eles faziam, não acreditaram. Se olharem para este morcego, ele parece-se um bocadinho com um "alien". O famoso filósofo Thomas Nagel disse: "Para experimentar uma forma de vida alienígena neste planeta, "deverão trancar-se num quarto com um morcego voador e ecolocalizador "na escuridão total." Se olharmos, de facto, para as características físicas no focinho deste lindo morcego-de-ferradura vemos que muitas destas características são dedicadas à capacidade de produzir e detetar som. Orelhas muito grandes, narizes folhosos estranhos mas olhos muito, muito pequeninos. Portanto, se olharem novamente para este morcego, percebem que o som é muito importante para a sua sobrevivência.
Most bats look like the previous one. However, there are a group that do not use echolocation. They do not perceive their environment using sound, and these are the flying foxes. If anybody has ever been lucky enough to be in Australia, you've seen them coming out of the Botanic Gardens in Sydney, and if you just look at their face, you can see they have much, much larger eyes and much smaller ears. So among and within bats is a huge variation in their ability to use sensory perception. Now this is going to be important for what I'm going to tell you later during the talk.
A maioria dos morcegos parece-se com o anterior. Contudo, há um grupo de morcegos que não usa a ecolocalização. Não percecionam o que os rodeia utilizando o som. São os morcegos-da-fruta. Se alguém já teve a sorte de ir à Austrália, pôde vê-los a sair dos Jardins Botânicos de Sydney. Se olharem para o seu focinho podem ver que têm uns olhos muito maiores e umas orelhas muito mais pequenas. Portanto, entre todos e cada morcego há uma enorme variedade na sua capacidade para usar a perceção sensorial. E isto vai ser importante para o que vos vou contar mais tarde durante esta palestra.
Now, if the idea of bats in your belfry terrifies you, and I know some people probably are feeling a little sick looking at very large images of bats, that's probably not that surprising, because here in Western culture, bats have been demonized. Really, of course the famous book "Dracula," written by a fellow Northside Dubliner Bram Stoker, probably is mainly responsible for this. However, I also think it's got to do with the fact that bats come out at night, and we don't really understand them. We're a little frightened by things that can perceive the world slightly differently than us. Bats are usually synonymous with some type of evil events. They are the perpetrators in horror movies, such as this famous "Nightwing." Also, if you think about it, demons always have bat wings, whereas birds, they typically -- or angels have bird wings.
Se a ideia de morcegos no vosso sótão vos aterroriza, — e eu sei que, provavelmente, há pessoas que se sentem enojadas ao olhar para imagens tão grandes de morcegos — isso, provavelmente, não é assim tão surpreendente, porque aqui na cultura ocidental os morcegos foram demonizados. A sério — claro que o famoso livro "Drácula", escrito pelo conterrâneo dublinense Bram Stoker é provavelmente o maior responsável por isso. Contudo, também acho que tem a ver com o facto de os morcegos aparecerem à noite e de não os compreendermos verdadeiramente. Assustamo-nos um pouco com coisas que percecionam o mundo de modo levemente diferente do nosso. Os morcegos são normalmente sinónimo de qualquer coisa maligna. São os agressores nos filmes de terror como neste famoso "Asas na Noite". Além disso, se pensarem, os demónios têm sempre asas de morcegos enquanto que os anjos tipicamente têm asas de pássaro.
Now, this is Western society, and what I hope to do tonight is to convince you of the Chinese traditional culture, that they perceive bats as creatures that bring good luck, and indeed, if you walk into a Chinese home, you may see an image such as this. This is considered the Five Blessings. The Chinese word for "bat" sounds like the Chinese word for "happiness," and they believe that bats bring wealth, health, longevity, virtue and serenity. And indeed, in this image, you have a picture of longevity surrounded by five bats. And what I want to do tonight is to talk to you and to show you that at least three of these blessings are definitely represented by a bat, and that if we study bats we will get nearer to getting each of these blessings.
Isto é a sociedade ocidental, e o que eu espero fazer hoje é convencer-vos da cultura tradicional chinesa que vê os morcegos como criaturas que trazem sorte. Se entrarem numa casa chinesa talvez vejam uma imagem como esta. Estas são consideradas as Cinco Bênçãos. Em chinês, a palavra "morcego" soa como a palavra "felicidade". Eles acreditam que os morcegos trazem riqueza, saúde, longevidade, virtude e serenidade. Realmente, nesta imagem, temos uma imagem de longevidade rodeada por cinco morcegos. Hoje quero falar-vos e mostrar-vos que, pelo menos, três dessas bênçãos são representadas por um morcego e que, se estudarmos os morcegos, ficaremos mais próximos de obter cada uma destas bênçãos.
So, wealth -- how can a bat possibly bring us wealth? Now as I said before, bats are essential for our ecosystems to function correctly. And why is this? Bats in the tropics are major pollinators of many plants. They also feed on fruit, and they disperse the seeds of these fruits. Bats are responsible for pollinating the tequila plant, and this is a multi-million dollar industry in Mexico. So indeed, we need them for our ecosystems to function properly. Without them, it's going to be a problem. But most bats are voracious insect predators. It's been estimated in the U.S., in a tiny colony of big brown bats, that they will feed on over a million insects a year, and in the United States of America, right now bats are being threatened by a disease known as white-nose syndrome. It's working its way slowly across the U.S. and wiping out populations of bats, and scientists have estimated
Então, riqueza — como é possível que um morcego nos possa trazer riqueza? Como eu já disse, os morcegos são essenciais para que os nossos ecossistemas funcionem corretamente. E porquê? Nos trópicos, os morcegos são polinizadores importantes de muitas plantas. Também se alimentam dos frutos, dispersando as suas sementes. Os morcegos são responsáveis pela polinização do agave azul (tequila) que representa, no México, uma indústria multimilionária. Portanto, sem dúvida, precisamos deles para que os nossos ecossistemas funcionem devidamente. Sem eles, haverá um grande problema. Mas a maioria dos morcegos são predadores vorazes de insetos. Nos EUA, estimou-se que uma pequena colónia de morcegos-grandes-castanhos se alimenta de mais de um milhão de insetos por ano. E nos EUA, neste momento, os morcegos estão ameaçados por uma doença conhecida por síndrome do nariz branco. Está a espalhar-se aos poucos por todos os EUA
that 1,300 metric tons of insects a year are now remaining in the ecosystems due to the loss of bats. Bats are also threatened in the U.S. by their attraction to wind farms. Again, right now bats are looking at a little bit of a problem. They're going to -- They are very threatened in the United States of America alone.
e a dizimar populações de morcegos. Os cientistas estimaram que 1300 toneladas de insetos por ano permanecem agora nos ecossistemas devido à perda de morcegos. Os morcegos estão também ameaçados nos EUA devido à sua atração por parques eólicos. Neste momento, esta questão dos morcegos parece ser um problema. Nos EUA, eles estão muito ameaçados. Como é que isto nos pode ajudar?
Now how can this help us? Well, it has been calculated that if we were to remove bats from the equation, we're going to have to then use insecticides to remove all those pest insects that feed on our agricultural crops. And for one year in the U.S. alone, it's estimated that it's going to cost 22 billion U.S. dollars, if we remove bats. So indeed, bats then do bring us wealth. They maintain the health of our ecosystems, and also they save us money. So again, that's the first blessing. Bats are important for our ecosystems.
Calcula-se que, se retirarmos os morcegos da equação, vamos ter de usar inseticidas para eliminar todas as pragas de insetos que se alimentam das nossas culturas agrícolas. Durante um ano, só nos EUA, estima-se que a desaparição dos morcegos custará 22 mil milhões de dólares americanos Portanto, os morcegos trazem-nos riqueza. Eles mantêm a saúde dos nossos ecossistemas e também nos poupam dinheiro. Repito, esta é a primeira bênção. Os morcegos são importantes para os nossos ecossistemas.
And what about the second? What about health? Inside every cell in your body lies your genome. Your genome is made up of your DNA, your DNA codes for proteins that enable you to function and interact and be as you are. Now since the new advancements in modern molecular technologies, it is now possible for us to sequence our own genome in a very rapid time and at a very, very reduced cost. Now when we've been doing this, we've realized that there's variations within our genome. So I want you to look at the person beside you. Just have a quick look. And what we need to realize is that every 300 base pairs in your DNA, you're a little bit different. And one of the grand challenges right now in modern molecular medicine is to work out whether this variation makes you more susceptible to diseases, or does this variation just make you different? Again, what does it mean here? What does this variation actually mean? So if we are to capitalize on all of this new molecular data and personalized genomic information that is coming online that we will be able to have in the next few years, we have to be able to differentiate between the two. So how do we do this?
E o que dizer do segundo? Da saúde? Dentro de cada célula do nosso corpo encontra-se o nosso genoma. O nosso genoma é composto pelo nosso ADN. O nosso ADN codifica proteínas que nos permitem funcionar, interagir e ser como somos. Com os novos avanços das tecnologias moleculares modernas, é-nos agora possível sequenciar o nosso próprio genoma num tempo muito curto e a um preço muito reduzido. Enquanto o temos feito, temos percebido que há variações no nosso genoma. Olhem para a pessoa ao vosso lado. Deem só uma olhadela. O que precisamos perceber é que a cada 300 pares de bases do nosso ADN, somos um bocadinho diferentes. Um dos grandes desafios neste momento na medicina molecular moderna é descobrir se esta variação nos torna mais suscetíveis a doenças ou se apenas nos torna diferentes. O que é que isto significa? O que é que esta variação significa? Se planeamos investir em todos estes novos dados moleculares e informação genómica personalizada que está a surgir online para que a tenhamos nos próximos anos, temos de ser capazes de distinguir entre as duas. Como é que fazemos isto?
Well, I believe we just look at nature's experiments. So through natural selection, over time, mutations, variations that disrupt the function of a protein will not be tolerated over time. Evolution acts as a sieve. It sieves out the bad variation. And so therefore, if you look at the same region of a genome in many mammals that have been evolutionarily distant from each other and are also ecologically divergent, you will get a better understanding of what the evolutionary prior of that site is, i.e., if it is important for the mammal to function, for its survival, it will be the same in all of those different lineages, species, taxa. So therefore, if we were to do this, what we'd need to do is sequence that region in all these different mammals and ascertain if it's the same or if it's different. So if it is the same, this indicates that that site is important for a function, so a disease mutation should fall within that site. So in this case here, if all the mammals that we look at have a yellow-type genome at that site, it probably suggests that purple is bad. This could be even more powerful if you look at mammals that are doing things slightly differently. So say, for example, the region of the genome that I was looking at was a region that's important for vision. If we look at that region in mammals that don't see so well, such as bats, and we find that bats that don't see so well have the purple type, we know that this is probably what's causing this disease.
Eu acho que só temos de olhar para as experiências da natureza. Através da seleção natural, ao longo do tempo, as mutações, as variações que perturbam a função de uma proteína, não serão toleradas ao longo do tempo. A evolução funciona como uma peneira. Deixa de fora a variação que é má. Portanto, se olharmos para a mesma região do genoma em muitos mamíferos que são evolutivamente distantes uns dos outros e também ecologicamente divergentes teremos uma melhor compreensão do que foi a evolução dessa região, ou seja, se for importante para o mamífero funcionar, para a sua sobrevivência, então será a mesma em todas essas diferentes linhagens, espécies, taxa. Portanto, se quiséssemos fazê-lo, teríamos que sequenciar essa região em todos esses mamíferos diferentes e verificar se é a mesma ou é diferente. E se for a mesma, isso indica que esse local é importante para uma função. portanto uma mutação patológica deverá ocorrer nesse local. Neste caso aqui, se todos os mamíferos que analisarmos tiverem um genoma amarelo nesse local ter roxo é provavelmente mau. Isto poderia ser ainda mais robusto se analisássemos mamíferos que fazem coisas ligeiramente diferentes. Digamos que, por exemplo, a região do genoma que eu estava a analisar era uma região importante para a visão. Se analisarmos essa região em mamíferos que não veem tão bem, como os morcegos, e descobrirmos que os morcegos que não veem tão bem têm o genoma roxo, então sabemos que é isto que provavelmente está a causar esta doença.
So in my lab, we've been using bats to look at two different types of diseases of the senses. We're looking at blindness. Now why would you do this? Three hundred and fourteen million people are visually impaired, and 45 million of these are blind. So blindness is a big problem, and a lot of these blind disorders come from inherited diseases, so we want to try and better understand which mutations in the gene cause the disease. Also we look at deafness. One in every 1,000 newborn babies are deaf, and when we reach 80, over half of us will also have a hearing problem. Again, there's many underlying genetic causes for this. So what we've been doing in my lab is looking at these unique sensory specialists, the bats, and we have looked at genes that cause blindness when there's a defect in them, genes that cause deafness when there's a defect in them, and now we can predict which sites are most likely to cause disease. So bats are also important for our health, to enable us to better understand how our genome functions.
No meu laboratório, temos usado morcegos para estudar dois tipos diferentes de doenças dos sentidos. Estudamos a cegueira. Porque é que alguém o faria? Há 314 milhões de pessoas deficientes visuais e 45 milhões destas são cegas. Portanto a cegueira é um grande problema e muitas destas doenças da visão vêm de doenças hereditárias. Queremos, assim, tentar perceber melhor que mutações no gene causam a doença. Também estudamos a surdez. Um em cada 1000 recém-nascidos é surdo, e quando atingirmos os 80 anos mais de metade de nós também terá um problema auditivo. Há muitas causas genéticas na base disto. Portanto, o que temos feito no meu laboratório é estudar estes especialistas sensoriais únicos, os morcegos, e analisámos genes que provocam cegueira quando têm um defeito, genes que provocam surdez, quando têm um defeito. Agora conseguimos prever quais os locais que mais provavelmente provocam a doença. Portanto, os morcegos também são importantes para a nossa saúde, ao permitirem-nos perceber melhor como é que o nosso genoma funciona.
So this is where we are right now, but what about the future? What about longevity? This is where we're going to go, and as I said before, I really believe that the secret of everlasting youth lies within the bat genome. So why should we be interested in aging at all? Well, really, this is a picture drawn from the 1500s of the Fountain of Youth. Aging is considered one of the most familiar, yet the least well-understood, aspects of all of biology, and really, since the dawn of civilization, mankind has sought to avoid it. But we are going to have to understand it a bit better. In Europe alone, by 2050, there is going to be a 70 percent increase of individuals over 65, and 170 percent increase in individuals over 80. As we age, we deteriorate, and this deterioration causes problems for our society, so we have to address it.
Portanto, é aqui que estamos neste momento, mas e o futuro? O que dizer da longevidade? Isso é para onde vamos e, tal como eu disse antes, acredito mesmo que o segredo da juventude eterna se encontra no genoma dos morcegos. Porque é que estamos sequer interessados no envelhecimento? Esta é uma imagem dos anos 1500 da Fonte da Juventude. O envelhecimento é considerado um dos aspetos mais familiares, e mesmo assim, o menos compreendido dos aspetos de toda a biologia e, realmente, desde os primórdios da civilização, a humanidade tem procurado evitá-lo. Mas vamos ter de o compreender um bocadinho melhor. Só na Europa, até 2050, haverá um crescimento de 70% de indivíduos com mais de 65 anos e um crescimento de 170% de indivíduos com mais de 80. Enquanto envelhecemos, deterioramo-nos, e esta deterioração causa problemas à nossa sociedade,
So how could the secret of everlasting youth actually lie
por isso temos de a resolver.
within the bat genome? Does anybody want to hazard a guess over how long this bat could live for? Who -- put up your hands -- who says two years? Nobody? One? How about 10 years? Some? How about 30? How about 40? Okay, it's a whole varied response. This bat is myotis brandtii. It's the longest-living bat. It lived for up to 42 years, and this bat's still alive in the wild today. But what would be so amazing about this?
Como é que então o segredo para a juventude eterna poderá encontrar-se no genoma do morcego? Alguém quer tentar adivinhar quanto tempo pode viver este morcego? Levantem os braços. Quem é que diz dois anos? Ninguém? Uma pessoa? Então e 10 anos? Alguns? Então, e 30 anos? Então e 40? Ok, há toda uma diversidade de respostas. Este morcego é o Myotis brandtii. É o morcego que vive mais tempo. Já viveu até aos 42 anos e este morcego ainda hoje se encontra vivo na natureza.
Well, typically, in mammals there is a relationship
Mas o que é que é tão maravilhoso nisto?
between body size, metabolic rate, and how long you can live for, and you can predict how long a mammal can live for given its body size. So typically, small mammals live fast, die young. Think of a mouse. But bats are very different. As you can see here on this graph, in blue, these are all other mammals, but bats can live up to nine times longer than expected despite having a really, really high metabolic rate, and the question is, how can they do that? There are 19 species of mammal that live longer than expected, given their body size, than man, and 18 of those are bats. So therefore, they must have something within their DNA that ables them to deal with the metabolic stresses, particularly of flight. They expend three times more energy than a mammal of the same size, but don't seem to suffer the consequences or the effects. So right now, in my lab, we're combining state-of-the-art bat field biology, going out and catching the long-lived bats, with the most up-to-date, modern molecular technology to understand better what it is that they do to stop aging as we do. And hopefully in the next five years, I'll be giving you a TEDTalk on that. Aging is a big problem for humanity, and I believe that by studying bats, we can uncover the molecular mechanisms that enable mammals to achieve extraordinary longevity. If we find out what they're doing, perhaps through gene therapy, we can enable us to do the same thing. Potentially, this means that we could halt aging or maybe even reverse it. Just imagine what that would be like.
Nos mamíferos, normalmente, há uma relação entre o tamanho do corpo, a taxa metabólica e a longevidade e podemos prever a longevidade de um mamífero consoante o tamanho do seu corpo. Normalmente, os mamíferos pequenos vivem rapidamente e morrem jovens. Pensem num ratinho. Mas os morcegos são muito diferentes. Como podem ver neste gráfico, a azul, estão todos os outros mamíferos mas os morcegos podem viver nove vezes mais tempo do que o esperado, apesar de terem uma taxa metabólica muito elevada. A pergunta é: como é que o conseguem? Há 19 espécies de mamíferos que vivem mais tempo do que o esperado, para o tamanho do seu corpo, do que os homens, e 18 dessas são morcegos. Portanto, têm de ter qualquer coisa no seu ADN que lhes permite lidar com os "stresses" metabólicos, em particular com os do voo. Eles gastam três vezes mais energia do que um mamífero do mesmo tamanho mas parecem não sofrer as consequências ou os efeitos. Portanto, neste momento, no meu laboratório, estamos a combinar biologia de campo de ponta sobre morcegos, apanhando estes morcegos de vida longa, com a mais recente e moderna tecnologia molecular para melhor compreender o que eles fazem para não envelhecerem como nós. Esperemos que, nos próximos cinco anos, vos possa fazer uma TEDTalk sobre isso. O envelhecimento é um grande problema para a humanidade e acredito que, ao estudarmos os morcegos, podemos desvendar os mecanismos moleculares que permitem a mamíferos atingir longevidades extraordinárias. Se descobrirmos o que eles estão a fazer, talvez através de terapia genética consigamos fazer o mesmo. Potencialmente, isto significa que poderemos deter o envelhecimento ou talvez mesmo invertê-lo. Imaginem só o que isso seria.
So really, I don't think we should be thinking of them as flying demons of the night, but more as our superheroes. And the reality is that bats can bring us so much benefit if we just look in the right place. They're good for our ecosystem, they allow us to understand how our genome functions, and they potentially hold the secret to everlasting youth. So tonight, when you walk out of here and you look up in the night skies, and you see this beautiful flying mammal, I want you to smile. Thank you. (Applause)
Portanto, acho mesmo que não deveríamos pensar neles como demónios voadores da noite, mas mais como os nossos super-heróis. A realidade é que os morcegos podem trazer-nos grande benefício se olharmos para o sítio certo. São benéficos para o nosso ecossistema, permitem-nos perceber como funciona o nosso genoma e, potencialmente, guardam o segredo para a juventude eterna. Portanto, hoje à noite, quando saírem daqui e olharem para o céu noturno e virem este belo mamífero voador,