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.
Aș dori ca, în acest moment, să vă imaginați mamiferul pe care vi-l voi descrie. În primul rând vreau să vă spun că aceste mamifere sunt indispensabile funcționării ecosistemelor planetei. Dacă eliminăm acest mamifer dintr-un ecosistem, acesta pur și simplu nu va funcționa. Asta în primul rând. În al doilea rând, datorită abilităților senzoriale unice ale acestui mamifer, dacă îl studiem, vom putea pătrunde esența unora dintre afecțiunile noastre senzoriale, cum ar fi orbirea și surzenia. În al treilea rând, și de-a dreptul fascinant – sunt convinsă că secretul tinereții fără bătrânețe este cifrat în codul ADN al acestui mamifer. V-am stârnit curiozitatea? Este vorba de o creatură magnifică, nu-i așa? Care dintre voi s-a gândit la liliac? O, vad că jumătate din public e de acord cu mine, dar ar fi destulă muncă să convingem și cealaltă jumătate.
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.
De-a lungul ultimilor 20 de ani, am avut norocul să studiez aceste frumoase, fascinante mamifere. O cincime din mamiferele actuale sunt lilieci, iar acesta are caracteristici absolut unice. Liliacul, așa cum îl știm azi, e prezent pe Terra de circa 64 de milioane de ani. Unul dintre atributele unice ale liliecilor, printre mamifere, e capacitatea de zbor. Acum, zborul e oricum dificil. La animalele nevertebrate, capacitatea de zbor a evoluat doar în trei direcții: lilieci, păsări și la pterodactili (reptile zburătoare). Zborul solicită foarte mult metabolismul. Liliecii au învățat cum să se descurce și s-au adaptat.
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.
Un alt lucru de-a dreptul unic la lilieci este folosirea sunetului pentru a-și percepe mediul. Folosesc ecolocația. Ce este ecolocația? Liliecii emit sunete din laringe prin gură sau nas. Aceste unde sonore sunt returnate ca ecouri reflectate de obiectele din mediu. Liliecii recepționează aceste ecouri și transformă aceste informații într-o imagine acustică. Astfel ei se pot orienta în întuneric beznă. Este adevărat, liliecii arată foarte ciudat. Noi suntem oameni. Ca specie, suntem vizuali. Prima dată când oamenii de știință au anunțat că liliecii folosesc sunetul pentru zbor, orientare și deplasare noaptea, nu i-am crezut. Dovezile existente asupra modului de deplasare au fost ignorate timp de o sută de ani.
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.
E drept că liliacul arată cam extraterestru când îl privim. Vestitul filozof Thomas Nagel a zis odată: „Pentru a experimenta o formă de viață extraterestră pe această planetă, trebuie să te încui într-o încăpere unde, în bezna totală, zboară un liliac folosindu-se de ecolocație.” Dacă priviți caracteristicile fizice ale feței acestui frumos liliac cu potcoavă, constatați că multe dintre ele sunt folosite pentru producerea și receptarea sunetului. Urechi foarte mari, nas cu un pliu neobișnuit, dar ochi foarte mici. Doar uitându-vă la acest liliac, vă dați seama că sunetul este foarte important în supraviețuirea speciei.
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.
Cei mai mulți lilieci arată ca cel dinainte. Există însă un grup care nu folosește ecolocația. Acești lilieci care nu percep mediul înconjurător prin sunet sunt vulpile zburătoare. Dacă ați avut norocul să ajungeți în Australia, le-ați văzut la Gradina Botanică din Sydney. Uitându-vă la fața lor, veți observa că au ochii mult mai mari și urechile mult mai mici. Deci, abilitatea liliecilor de a folosi percepția senzorială variază mult de la o specie la alta. Acest fapt e important pentru ce vă voi spune mai tarziu, de-a lungul conversației.
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.
Dacă ideea de a avea lilieci în podul casei vă înfioară – și știu că unora li se face rău doar privind imagini mărite cu lilieci – probabil nu este foarte surprinzător pentru că în cultura occidentală liliecii au fost demonizați. Desigur, faimoasa carte „Dracula”, scrisă de Bram Stoker, din Dublin, e principala cauză a acestui fenomen. Mai cred, totuși, că fenomenul e legat de faptul că liliecii sunt nocturni și că nu-i înțelegem. Ne sperie puțin ideea că alte creaturi pot percepe lumea diferit de noi. Liliecii sunt de obicei asociați cu evenimente negative. Sunt răufăcătorii în filmele de groază cum ar fi renumitul „Nightwing”. De asemenea, dacă stăm să ne gândim, demonii au totdeauna aripi de liliac, în timp ce păsările, în mod tipic, sau îngerii, au aripi de păsări.
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.
Asta-i percepția societății occidentale. Sper să reușesc astă-seară să vă conving de cultura tradițională chineză, unde liliecii aduc noroc. Dacă intrați într-o casă chinezească, puteți vedea o imagine ca aceasta. E cunoscută drept Cele Cinci Binecuvântări. În chineză, cuvintele „liliac” și „fericire” sună la fel, și ei cred că liliecii aduc bogăție, sănătate, longevitate, virtute și seninătate. Într-adevăr, această imagine reprezintă longevitatea înconjurată de cinci lilieci. În această seară aș vrea să vă demonstrez că cel puțin trei dintre aceste binecuvântări sunt în mod cert datorate liliacului și, dacă studiem liliacul, vom fi mai aproape de dobândirea acestor binecuvântări.
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 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.
Deci, bogăția – cum ne-ar putea îmbogăți un liliac? După cum am mai spus, liliecii sunt indispensabili funcționării normale e ecosistemelor. Cum așa? La tropice, liliecii sunt polenizatorii principali ai multor plante. În plus, se hrănesc cu fructe, răspândindu-le semințele. Liliecii polenizează planta din care se face tequila, care aduce milioane de dolari în Mexic. Deci într-adevăr, avem nevoie de ei pentru ca ecosistemele să funcționeze. Fără ei, am avea probleme. Dar majoritatea liliecilor sunt mari consumatori de insecte. S-a estimat în Statele Unite că o colonie mică de lilieci mari bruni va consuma peste un milion de insecte pe an, iar acum, în Statele Unite ale Americii, liliecii sunt amenințați de o boală numită sindromul nasului alb. Se răspândește încet în Statele Unite, nimicind populațiile de lilieci. Oamenii de știință au estimat că 1.300 tone de insecte rămân anual în ecosisteme datorită dispariției liliecilor. Liliecii sunt amenințați în Statele Unite și din cauza atracției lor către fermele eoliene. În momentul de față, liliecii au probleme. Sunt foarte amenințați doar în Statele Unite ale Americii.
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.
Cu ce ne ajută asta? Ei bine, s-a calculat că dacă liliecii ies din ecuație, va trebui să folosim insecticide pentru a elimina insectele dăunătoare în plus care se hrănesc cu culturile noastre agricole. Se estimează că, doar în SUA, costul anual al dispariției liliecilor ar fi de 22 miliarde de dolari. Deci, într-adevăr, liliecii ne fac bogați. Ei mențin sănătatea ecosistemelor planetei și, de-asemenea, ne ajută să economisim. Cum spuneam, asta-i prima binecuvântare, primul beneficiu. Liliecii sunt importanți pentru ecosistem.
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?
Cum e cu al doilea beneficiu, legat de sănătate? În fiecare celulă din corp se află genomul propriu. Genomul este alcătuit din ADN, din codurile ADN pentru proteinele care vă permit să funcționați, să interacționați și care vă definesc. Progresele recente în tehnologia moleculară modernă ne-au permis secvențierea genomului uman într-un timp foarte scurt și cu un cost foarte redus. După ce-am făcut asta, am văzut că există variații în genomul uman. Vă rog să vă uitați la persoana alăturată. Doar o scurtă privire. Este de notat că la fiecare 300 de perechi de nucleotide în ADN există o mică variație. Una dintre marile provocări actuale ale medicinei moleculare moderne e aflarea răspunsului la întrebarea dacă această variație mărește susceptibilitatea la boli sau doar determină variabilitatea? Ce înseamnă asta? Ce importanță are această variație? Dacă vom putea profita de aceste date noi, de informațiile personalizate ale genomului care vin online, pe care le vom putea avea în următorii câțiva ani, vom putea să delimităm cele două aspecte. Cum să facem asta?
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.
Cred că doar trebuie să studiem experimentele din natură. În timp, datorită selecției naturale, mutațiile, variațiile care duc la disfuncția unei proteine, nu se vor putea menține. Evoluția acționează ca o sită. Cerne variațiile necorespunzătoare. De aceea, dacă studiem aceeași regiune a genomului la mai multe mamifere îndepărtate din punctul de vedere al evoluției și ecologic divergente, vom înțelege mai bine prioritatea evolutivă a acelui loc. Adică, dacă e important pentru funcționare, supraviețuire, va fi la fel la toate liniile, la toate speciile, elementele taxatorice. Deci, dacă vrem să facem asta, trebuie să secvențiem acea regiune la toate mamiferele și să vedem dacă e aceeași sau diferă. Dacă e aceeași, locul e important pentru funcționare, deci o boală cauzată de o mutație se trage de acolo. În acest exemplu, dacă la toate mamiferele studiate genomul din acel loc, teoretic galben, apare mov, probabil e de rău. E și mai concludent dacă studiem mamifere ce fac anumite lucruri un pic altfel. De exemplu, regiunea pe care am studiat-o e importantă pentru văz. Dacă o studiem la mamifere care nu văd bine, cum ar fi liliecii, și constatăm că liiecii care nu văd bine au tipul purpuriu, știm că, probabil, aceasta cauzează boala.
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.
În laboratorul meu, am folosit lilieci pentru a studia două boli ale simțurilor. Am studiat orbirea. De ce am făcut asta? 314 milioane de persoane au văzul afectat, dintre care 45 de milioane sunt nevăzători. Deci orbirea reprezintă o mare problemă și de multe ori se moștenește. Am vrut să înțelegem mai bine ce fel de mutații duc la această condiție. De-asemenea, am studiat surzenia. Unul din 1000 de nou-născuți e surd, iar la 80 de ani, peste jumătate vom avea probleme de auz. Și aici există mulți factori genetici. Deci, în laboratorul meu studiem liliecii, acești specialiști unici ai simțurilor și studiem genele responsabile de văz dacă au defecte, precum și defectele genelor responsabile de auz, iar acum putem prezice locurile care au o tendință sporită de a favoriza boala. Astfel, liliecii sunt importanți și pentru sănătatea noastră, ajutându-ne să înțelegem mai bine funcționarea propriului nostru genom.
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.
Aici suntem acum, dar ce urmează? Cum e cu longevitatea? Într-acolo ne vom îndrepta și, după cum am zis, chiar cred că secretul tinereții fără bătrânețe se află în genomul de liliac. Dar de ce să ne intereseze îmbătrânirea? Aceasta e un desen din anii 1500 al Fântânii Tinereții. Îmbătrânirea e considerată a fi unul dintre aspectele cele mai obișnuite, totuși, cel mai puțin înțelese în biologie și încă de la începutul civilizației, omenirea a încercat să o evite. Dar să o detaliem un pic. În Europa doar, în 2050, se va înregistra o creștere de 70% a persoanelor de peste 65 de ani și de 170% a persoanelor peste 80. Cu vârsta, sănătatea se șubrezește ceea ce duce la probleme pentru societate, deci trebuie să ne ocupăm de asta.
So how could the secret of everlasting youth actually lie 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?
Dar cum se poate afla secretul tinereții veșnice în genomul de liliac? Are cineva curajul să-și dea cu părerea despre durata de viață a acestui liliac? Cine – ridicați mâna – cine zice doi ani? Nimeni? Un an? Dar 10? Câțiva? Dar 30? Dar 40? OK, părerile sunt împărțite. Acesta e un Myotis brandtii. E cel mai longeviv liliac. A trăit deja 42 de ani și încă mai trăiește. Ce-i atât de extraordinar în asta?
Well, typically, in mammals there is a relationship 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.
De obicei, la mamifere, longevitatea depinde de mărimea corpului, rata metabolismului și se poate estima durata de viață în funcție de mărimea corpului. În general, mamiferele mici trăiesc puțin, mor repede. Gândiți-vă la șoareci. Liliecii sunt diferiți. În acest grafic, cu albastru, sunt reprezentate toate celelalte mamifere. Doar liliecii pot trăi de 9 ori mai mult decât ne-am aștepta, în ciuda faptului că au un metabolism extrem de intens. Întrebarea e: cum reușesc? Există 19 specii de mamifere care trăiesc mai mult decât ne-am aștepta după mărimea corpului, decât oamenii, iar 18 din aceste specii sunt lilieci. Trebuie să aibă ceva în ADN ce le permite să facă față stresului metabolic, mai ales în timpul zborului. Consumă de trei ori mai multă energie decât un alt mamifer de aceeași mărime, dar nu par să fie deranjați de acest fapt sau de efectele sale. La ora actuală, în laboratorul meu, combinăm cunoștințele de biologie a liliacului, mergem să prindem lilieci longevivi, cu cea mai nouă, cea mai modernă tehnologie moleculară pentru a înțelege mai bine cum de nu îmbătrânesc ca noi? Sper ca în următorii cinci ani să vă pot ține un discurs TED despre asta. Îmbătrânirea e o mare problemă pentru umanitate și cred că, studiind liliecii, putem descoperi mecanismele moleculare care permit mamiferelor o longevitate extraordinară. Dacă vom afla cum fac asta, poate prin terapie genetică vom putea face la fel. Teoretic, înseamnă că am putea să oprim îmbătrânirea, ba chiar să-i schimbăm sensul. Imaginați-vă cum ar fi.
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)
Cred că n-ar trebui să ne gândim la ei ca la niște demoni zburători, ci mai degrabă ca la supereroii noștri. Adevărul e că liliecii ne pot aduce numeroase beneficii dacă știm unde să căutăm. Ajută ecosistemul, ne permit să înțelegem funcționarea genomului nostru și posibil să dețină secretul tinereții fără bătrânețe. În această seară, când plecați de aici și priviți cerul, dacă vedeți acest frumos mamifer zburător, vreau să zâmbiți. Mulțumesc. (Aplauze)