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.
Я хочу, чтобы вы прямо сейчас попытались угадать, о каком животном я собираюсь вам рассказать. Во-первых, без этого млекопитающего просто невозможно нормальное функционирование наших экосистем. Если мы уберём это животное из наших экосистем, они просто перестанут работать. Это – первое. Во-вторых, это млекопитающее обладает уникальными сенсорными способностями. Если мы его изучим, мы поймём причины таких болезней органов чувств, как слепота и глухота. Третья интригующая особенность этого животного – то, во что я вполне верю, – что секрет вечной молодости лежит глубоко внутри его ДНК. Вы всё ещё размышляете? Итак, великолепное существо, не так ли? Кто-нибудь из вас подумал о летучей мыши? Я вижу, что половина аудитории соглашается со мной, и передо мной стоит задача убедить остальных.
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.
В последние 20 лет я имела счастье изучать этих очаровательных и красивых животных. Летучие мыши составляют одну пятую часть всех живущих млекопитающих, и они обладают совершенно уникальными способностями. Летучие мыши, как нам известно, существуют на этой планете около 64 миллионов лет. Одна из самых необычных способностей летучих мышей – умение летать. Полёт по своей сути – очень сложный процесс. Со времён беспозвоночных полёт эволюционировал трижды: в летучих мышах, в птицах и в птеродактилях. Полёт требует от живых существ очень высокой скорости метаболизма. В процессе эволюции летучие мыши приспособились к этому.
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.
Но есть ещё другая, чрезвычайно уникальная особенность летучих мышей – они способны использовать звук для восприятия окружающей среды. Они пользуются эхолокацией. Под эхолокацией я подразумеваю то, что они издают гортанный звук через рот или через нос. Эта звуковая волна выходит, отражается и возвращается эхом от объектов окружающей среды, и летучие мыши затем слышат эхо и преобразуют эту информацию в акустическую картину. Это позволяет им ориентироваться в полной темноте. Конечно, они выглядят очень странно. Мы – люди. Мы воспринимаем зрением. Когда учёные впервые поняли, что летучие мыши на самом деле использовали звук для того, чтобы летать, ориентироваться в полёте и передвигаться в ночное время, они не поверили в это. Сотни лет, несмотря на доказательства того, что они делают именно так, мы не верили в это.
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.
Если вы посмотрите на эту летучую мышь, она покажется вам немного чужеродной. Очень известный философ Томас Нагель однажды сказал: «Чтобы познакомиться с инопланетной формой жизни на этой планете, вам следует запереться в комнате с летающей, эхолоцирующей летучей мышью в полной темноте». И если вы обратите внимание на особенности физического строения морды этого красивого подковоноса, вы увидите, что большинство этих особенностей предназначены для того, чтобы издавать звук и принимать его. Очень большие уши, странное строение носа, но при этом крошечные глаза. Если вы просто взглянете на эту летучую мышь, вы поймёте, что звук крайне важен для её выживания.
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.
Так выглядит большинство летучих мышей. Однако существует род рукокрылых, которые не используют эхолокацию. Они не используют звук для восприятия окружающей среды. Это крыланы. Если кому-нибудь из вас посчастливилось побывать в Австралии, вы наверняка видели их на выходе из Ботанических Садов в Сиднее. Если вы посмотрите на них, вы можете заметить, что глаза у них – намного больше, а уши – намного меньше, чем у остальных летучих мышей. В самом отряде рукокрылых существуют огромные различия в их способности использовать чувственное восприятие. Это будет важно для моего дальнейшего рассказа.
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.
Если идея о летучих мышах в вашей колокольне пугает вас, возможно, некоторых людей немного подташнивает, когда они смотрят на сильно увеличенный снимок летучей мыши, это неудивительно, поскольку в западной культуре летучих мышей считали демонами. Конечно, существует известная книга «Дракула», написанная дублинцем Брэмом Стокером, благодаря которой всё так и получилось. Однако, надо учитывать тот факт, что летучие мыши проявляют активность по ночам, и мы действительно не понимаем их. Мы немного боимся созданий, которые могут воспринимать мир не так, как это делаем мы. Летучие мыши обычно ассоциируются со злом. Они виновники преступлений в фильмах ужасов, таких, как знаменитый «Найтвинг». Если вы вспомните, у демонов всегда были крылья летучих мышей, в то время как у птиц, преимущественно, или у ангелов были птичьи крылья.
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.
Таково мнение западного общества. Сегодня я надеюсь убедить вас поверить китайской традиционной культуре, которая считает летучих мышей созданиями, которые приносят удачу. Если в Китае вас пригласят зайти в гости, то в доме вы сможете увидеть такое изображение. Это Пять Благ. Китайское слово, обозначающее летучую мышь, звучит как китайское слово «счастье», и они верят, что летучие мыши приносят богатство, здоровье, долголетие, силу и спокойствие. Здесь изображено долголетие, окружённое пятью летучими мышами. Я хочу рассказать и показать вам, что по крайней мере три блага из этих пяти летучие мыши могут предоставить нам, и если мы изучим этих животных, мы станем ближе к каждому из этих благ.
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.
Начнём с богатства. Как летучая мышь может сделать нас богатыми? Как я отметила раньше, рукокрылые необходимы нашим экосистемам для их нормальной работы. Почему? В тропических лесах летучие мыши опыляют большинство растений. Они питаются фруктами и рассеивают их семена. Летучие мыши опыляют голубую агаву, из которой получают текилу, а это многомиллионная индустрия в Мексике. Таким образом, летучие мыши необходимы для поддержания равновесия в наших экосистемах. Без них это станет проблемой. Большинство рукокрылых – ненасытные насекомоядные. В Соединённых Штатах было подсчитано, что небольшая семья больших бурых летучих мышей съедает более миллиона насекомых за год, и в Соединённых Штатах Америки, прямо сейчас, летучие мыши находятся под угрозой заболевания, известного как синдром белого носа. Оно медленно идёт по территории США и уничтожает целые популяции летучих мышей. Учёные подсчитали, что 1300 метрических тонн насекомых за год останутся в экосистемах из-за этой потери. В США летучим мышам также угрожают ветровые электростанции. Сейчас это всего лишь малая часть их проблем. Они находятся под большой угрозой в одних только Соединённых Штатах Америки.
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.
Как это может помочь нам? Было подсчитано, что если бы мы убрали летучих мышей из общего уравнения баланса, нам бы пришлось применять инсектициды для устранения всех насекомых-вредителей, питающихся нашими сельскохозяйственными культурами. Подсчитано, что за один год в одних только Соединённых Штатах нужно было бы потратить 22 миллиарда долларов, если бы мы убрали летучих мышей. Таким образом, они приносят нам богатство. Они поддерживают здоровье наших экосистем и в то же время экономят нам деньги. Это первое благо. Летучие мыши важны для наших экосистем.
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?
Как насчёт здоровья – второго блага? В каждой клетке вашего тела находится ваш геном. Ваш геном состоит из вашей ДНК, ваша ДНК несёт информацию о белках, которые позволяют вам функционировать, взаимодействовать и быть такими, какие вы есть. С новыми достижениями в области современных молекулярных технологий для нас стало возможным упорядочить наш собственный геном в кратчайшие сроки и с намного меньшими затратами. Когда мы делали это, мы осознали, что в нашем геноме есть различия. Я хочу, чтобы вы посмотрели на своего соседа. Просто беглый взгляд. Нам нужно понять, что благодаря каждым 300 парам оснований в вашей молекуле ДНК вы немного различаетесь. На данный момент один из самых важных вопросов для современной молекулярной медицины – определить, может ли это небольшое различие в геноме сделать вас более восприимчивыми к заболеваниям, или это различие просто меняет ваш облик? Но что в данном случае означает это различие? Что это означает на самом деле? Если мы собираемся извлечь выгоду из этих новых молекулярных данных и личной генетической информации, которые будут доступны в интернете уже в течение нескольких следующих лет, то мы сможем различать два генома. Как мы это делаем?
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.
Я считаю, что нам нужно обратиться к природным экспериментам. Путём естественного отбора, с течением времени, мутации, изменения, нарушающие функцию белка, не будут допускаться. Эволюция – это своеобразное сито. Оно отсеивает плохие варианты. Поэтому если вы посмотрите на тот же участок генома многих млекопитающих, которые были отдалены друг от друга эволюционно, и их экологические ниши не совпадали, вы станете лучше понимать, в чём состоит эволюционная важность данного участка. Например, млекопитающее должно выполнять свои функции, иначе оно не выживет, то же самое будет для всех различных родов, видов, таксонов. Поэтому, если бы мы захотели это сделать, то нам нужно было бы упорядочить этот участок генома различных млекопитающих и убедиться, останется ли он прежним или будет различаться. Если он не изменится, это будет означать, что этот участок важен для нормальной работы организма. Таким образом болезненная мутация должна попадать в этот участок. В этом случае, если у всех млекопитающих, за которыми мы наблюдали, этот участок генома имеет жёлтый цвет, можно предположить, что фиолетовый цвет – сигнал тревоги. Более наглядно это можно наблюдать у животных, которые немного отличаются от остальных. Скажем, к примеру, что участок генома, который я рассматривала, был участком, который отвечает за зрение. Если мы посмотрим на этот же участок генома млекопитающих со слабым зрением, например, летучих мышей, мы обнаружим, что у них этот участок окрашен в фиолетовый цвет. Мы знаем, что, возможно, это и является причиной такого отклонения.
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.
В моей лаборатории, мы используем летучих мышей для изучения двух различных типов заболеваний органов чувств. Поговорим о слепоте. Почему так происходит? 314 миллионов людей живут с нарушениями зрения, из них 45 миллионов слепы. Слепота – большое несчастье, многие такие нарушения зрения являются наследственными заболеваниями, и мы хотим разобраться в том, какие именно мутации в гене вызывают это заболевание. Теперь о глухоте. Один из тысячи появившихся на свет детей рождается глухим, и когда мы достигаем 80 лет, более чем у половины из нас имеются проблемы со слухом. Я повторюсь, эти заболевания вызваны в основном генетическими проблемами. В моей лаборатории мы наблюдаем за этими уникальными сенсорными специалистами, летучими мышами, и изучаем гены, вызывающие слепоту, если в них есть дефект, гены, вызывающие глухоту, если они повреждены. Теперь мы можем предсказать, какие участки генома наиболее вероятно могут вызвать заболевание. Таким образом, летучие мыши важны для нашего здоровья. Они позволяют нам лучше понимать, как функционирует наш геном.
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.
Вот к чему мы пришли сейчас, но что ждёт нас в будущем? Поговорим о долголетии? Это то, к чему мы стремимся, и, как я упомянула ранее, я действительно верю, что секрет вечной молодости кроется в геноме летучей мыши. Почему мы вообще должны быть заинтересованы в старении? Эта картина, написанная в 16-том веке, называется «Фонтан Молодости». Старение рассматривается как один из самых известных, по крайней мере хорошо понимаемых, процессов во всей биологии. На самом деле, ещё на заре цивилизации человечество стремилось избежать старения. Мы уже на полпути к пониманию этого процесса. В одной Европе к 2050 году будет 70-ти процентное увеличение числа лиц старше 65, и 170-ти процентное увеличение числа лиц старше 80 лет. Поскольку мы стареем, наш организм изнашивается, и этот износ создаёт проблемы для нашего общества, и мы должны решать эти проблемы.
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?
Каким образом секрет вечной молодости может крыться в геноме летучей мыши? Кто-нибудь из вас рискнёт предположить, сколько лет сможет прожить эта летучая мышь? Кто – поднимите ваши руки – кто говорит: «Два года»? Никто? Один год? Десять лет? Ещё? 30 лет? 40 лет? Ответы совершенно разные. Это ночница Брандта. Самая долгоживущая летучая мышь. Она дожила до 42 лет, и эта летучая мышь сегодня ещё живёт в дикой природе. Но что в этом такого удивительного?
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.
Обычно для млекопитающих существует закономерность между размерами тела, скоростью обмена веществ и продолжительностью жизни. Можно приблизительно подсчитать, сколько проживёт млекопитающее с данными размерами тела. Обычно у маленьких животных короткая жизнь, они умирают молодыми. Представьте себе обычную мышь. Летучие мыши сильно отличаются от них. Как вы видите на этом графике, голубым цветом обозначены все остальные млекопитающие, но летучие мыши могут прожить в девять раз дольше ожидаемого, несмотря на высокий уровень метаболизма. Как же они делают это? Существует 19 видов млекопитающих, которые живут дольше ожидаемого, учитывая размеры их тела по сравнению с людьми. 18 из них – летучие мыши. Их ДНК должна содержать нечто такое, что позволяет им управлять процессом обмена веществ, особенно в полёте. Они тратят в три раза больше энергии, чем млекопитающее тех же размеров, но, похоже, не страдают от последствий таких энергозатрат. Сейчас в моей лаборатории мы комбинируем достигнутый уровень биологии рукокрылых, обычный отлов летучих мышей-долгожителей, с новейшей, современной молекулярной технологией, чтобы лучше понимать, что именно они делают для предотвращения старения. Надеюсь, что в ближайшие пять лет я выступлю с докладом для TED на эту тему. Старение – большая проблема человечества. Я верю, что, изучая летучих мышей, мы можем расшифровать те молекулярные механизмы, которые позволяют млекопитающим достигать необычайного долголетия. Если мы раскроем их секрет, то, возможно, путём генной терапии, мы сможем сделать то же самое. Потенциально это означает, что мы сможем приостановить старение или, может быть, даже повернуть его вспять. Просто представьте себе, на что это будет похоже.
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)
На самом деле, я не считаю, что мы должны думать о них, как о летающих демонах ночи или наших супергероях. В реальности летучие мыши могут принести нам много пользы, нужно просто посмотреть куда следует. Они помогают нашим экосистемам, позволяют нам понимать, как функционирует наш геном, и, возможно, они хранят в себе секрет вечной молодости. Сегодня вечером, когда вы выйдете отсюда, поднимете глаза в ночное небо, и если увидите это красивое летающее животное, просто улыбнитесь. Спасибо. (Аплодисменты)