The rate of telomere loss is increasingly being used as a marker of biological aging, organismal senescence, and survival probability. These protective ends of chromosomes act to protect coding DNA during replication and by buffering against degradation from reactive oxygen species (ROS). In many organisms, telomere loss has been linked to increased levels of metabolism, biological stress and disease. Here we validate a medium-throughput and reliable method to measure relative telomere length in Sand Martins Riparia riparia. We performed the qPCR assay on a population of variously aged individuals from eastern Hungary. We detected a significant negative relationship between relative telomere length and age and observed a clear drop in telomere length in older age classes (> 4 years) but no relationship with gender or body mass. Our results in this cross-sectional study support findings in other passerine species that report a lack of long telomeres in older individuals. The method that we describe will allow longitudinal studies of Sand Martin individuals in wild populations to track telomere dynamics related to various life history characteristics and individual health.
PL
Telomery to struktury zbudowane z DNA oraz białka, położone na końcach chromosomów, których funkcją jest ochrona DNA podczas replikacji oraz przed degradacją przez reaktywne formy tlenu. Tempo skracania się telomerów jest coraz częściej wykorzystywane jako marker wieku, starzenia się organizmu lub prawdopodobieństwa przeżycia, gdyż u wielu organizmów skracanie się telomerów jest związane ze wzrostem poziomu metabolizmu, stresu oraz występowaniem chorób. W pracy przetestowano metodę średniej przepustowości do pomiaru względnej długości telomerów u brzegówki. Długość telomerów została określona na podstawie analizy ilościowego PCR (qPCR). W celu wytypowania fragmentu DNA o stałej liczbie kopii, który służyłby jako fragment referencyjny, przetestowano 5 genów, z których wybrano fragment genu kodującego enzym dehydrogenazę aldehydu 3-fosfoglicerylowego (GAPDH). Metoda została przetestowana na materiale zebranym w jednym sezonie lęgowym w 8 koloniach brzegówki zlokalizowanych we wschodnich Węgrzech wzdłuż rzeki Tisza. W związku z intensywnie prowadzonym obrączkowaniem ptaków w sezonach poprzedzających zebranie prób genetycznych, możliwe było dokładne określenie wieku schwytanych ptaków. Do analiz wybrano po 12-14 osobników reprezentujących klasy wiekowe 1-4 lata oraz 4-8 osobników reprezentujących klasy wiekowe 5-7 lat. Długoterminowe znakowanie ptaków umożliwiło również określenie przeżywalności osobników z sezonu na sezon dla poszczególnych klas wieku. Zaobserwowano dużą zmienność relatywnej długości telomerów pomiędzy osobnikami. Parametr ten malał z wiekiem ptaków, ale nie był związany ani z płcią ani z masą ciała osobnika (Fig. 1, Tab. 1). Przeżywalność z sezonu na sezon utrzymywała się na podobnym poziomie w klasach wiekowych 2-4 lata, malała pomiędzy 4 a 5 rokiem życia, wyrównywała pomiędzy 5 a 6, oraz rosła pomiędzy 6 a 7 (Fig. 2). Zmiany w przeżywalności pomiędzy poszczególnymi klasami wiekowymi pokrywają się ze zmianami w tempie skracania się telomerów. Wiek, w którym zarówno średnia, jak i zmienność relatywnej długości telomerów wyraźnie spada odpowiada wiekowi, w którym wzrasta śmiertelność brzegówek. Uzyskane wyniki potwierdzają dane uzyskane dla innych gatunków wróblowych, które pokazują spadek długości telomerów z wiekiem. Podobnie, jak w wielu innych badaniach przekrojowych (ang. cross-sectional studies), spadek relatywnej długości telomerów u brzegówek wiąże się z dużą zmiennością tego parametru, zwłaszcza w młodszych klasach wiekowych. W celu określenia, czy zmniejszająca się z wiekiem średnia długość oraz zmienność w długości telomerów wynika ze zróżnicowanej śmiertelności powiązanej z długością telomerów, czy też ze stałej erozji telomerów wraz ze starzeniem się organizmu niezbędne są jednak badania prowadzone w ciągu życia tych samych osobników (tzw. badania longitudinalne). Zaprezentowana w pracy metoda średniej przepustowości wykorzystująca technikę qPCR może być z powodzeniem wykorzystywana w przyszłych badaniach w celu określenia związku pomiędzy tempem skracania się relatywnej długości telomerów a wieloma istotnymi cechami historii życiowych, w tym przeżywalnością oraz sukcesem rozrodczym.