Unter all den seltsamen Bewohnern von Stauseen, die in unseren Ozeanen und Flüssen leben, ist es durchaus möglich, nicht auf die Hydra zu achten. Dieser Süßwasser -Verwandte der Quallen, Anemone und Korallen wurde nach der alten griechischen mythologischen Schlange benannt, die die Köpfe wachsen konnte.
Im Allgemeinen ähnelt eine unauffällige Kreatur Löwenzahnsamen - mit einem langen Körper und einem Tentakel an einem Ende. Aber es hat eine spürbare Eigenschaft - die Fähigkeit, sich zu regenerieren. Wenn Sie die Hydra in viele Teile schneiden, wächst jeder Teil wieder zu einer neuen Person.
Solche regenerativen Eigenschaften interessierten sich für Biologen, die nach Beweisen einer Unsterblichkeit in der Natur suchten. Warum sieht diese Art wie ein natürlicher Tod aus? Und ist der Tod unvermeidlich?
Mitte des 20. Jahrhunderts wurde das Altern als Kompromiss zwischen Reproduktion und Zellschutz beschrieben. Anfänglich nutzen Organismen ihre Ressourcen, um unsere Gesundheit zu wachsen und aufrechtzuerhalten - das heißt, unsere Zellen zu behalten.
In der Kindheit und Jugend ist das Hauptsache, zu überleben und so stark wie möglich und gesünder zu werden. Nach der Pubertät verlagert sich der Priorität in die Fortpflanzung. Da die Ressourcen der meisten Organismen begrenzt sind, kann die Reproduktion von Nachkommen durch Gesundheitsverlust auftreten.
Nehmen Sie ein Beispiel für Lachs, das beim Laichen gegen die Strömung segelt und sofort stirbt. Er gibt alle seine Ressourcen aus, um die beste Chance zu erhalten, an den Laichplatz zu gelangen, und wenn er hier ist, um diese Gelegenheit zu nutzen. Die Wahrscheinlichkeit, dass der Lachs stromabwärts zurückschwimmen wird, wird für ein weiteres Jahr im Meer überleben, die gleiche Reise unternehmen und wieder erfolgreich sein, so klein, dass die natürliche Selektion niemals zum Überleben solcher Personen beitragen wird.
Darüber hinaus haben sie ihre Gene erfolgreich erfolgreich bestanden.
Aber jetzt verstehen wir viel genauer, warum Kreaturen sterben. Wenn Organismen die Pubertät erreichen, schwächt die Kraft der natürlichen Selektion und das Altern beginnt, was letztendlich zum Tod führt. Aber nicht um den Ort der nächsten Generation zu befreien, was "aus dem Gesichtspunkt des Altruismus attraktiv sein kann", sagt Alexei Maklakov, Professor für Evolutionsbiologie und Biogerontologie an der Universität von Ostgland im Vereinigten Königreich.
Fotorautor, Natural Visions/Alamy Signature to Photo, Freshwater Hydra, benannt nach der alten griechischen mythologischen Schlange, hat eine wunderbare Fähigkeit zu regenerieren
Während des gesamten Lebens akkumuliert unsere Gene Mutationen. Einige von ihnen sind zufällig, während andere das Ergebnis unserer Ernährung oder unserer externen Faktoren wie ultraviolettes Licht sind. Die meisten haben keine Wirkung oder Schaden.
In der Pubertät "wird jede Genmutation, die die Wahrscheinlichkeit einer Reproduktion des Körpers verringert oder sogar den Körper zerstört, bevor er sich reproduziert, strikt entgegenwirkt", sagt Gabriella Kunturides, Evolutionsbiologe von der University of Anthropology.
Wenn der Körper die Pubertät erreicht, erlangt er die Fähigkeit, seine Gene an die nächste Generation zu übergeben. Zu diesem Zeitpunkt schwächt die Kraft der natürlichen Selektion.
Nimm unseren Lachs. Er hat erfolgreich die Reife erreicht und die Fähigkeit erhalten, sich zu vermehren. Sein Nachkommen wird wahrscheinlich eine hohe Chance auf Laichen haben. Wenn er nach dem Laich eine Mutation hätte, die seine Lebenserwartung zufällig erhöhen und ihm erlauben würde, ein weiteres Jahr zu leben (obwohl es äußerst unwahrscheinlich wäre), hätten seine Nachkommen im nächsten Jahr nicht viele Vorteile gegenüber seinen Brüdern und Schwestern. Unser Lachs und ohne Mutationen haben bereits eine Generation von Nachkommen.
In Bezug auf die natürliche Selektion profitiert der Aufwand zur Aufrechterhaltung der Gesundheit nach der Fortpflanzung nicht. Infolgedessen erleiden alle Gene, die diese Gelegenheit geben, nicht den Auswahldruck, der zu ihrer Ausbreitung führen würde.
„Der Einzelne möchte am Leben bleiben. Aber nach der Fortpflanzung trägt die natürliche Selektion nicht zu viel bei, da sie nichts an die nächste Generation übergeben kann “, sagt Kunturides.
Allerdings sind nicht alle Organismen als extrem wie unser Lachs angeordnet. Einige leben etwas länger, um mehr Nachkommen zu haben.
Die meisten Mutationen unserer DNA haben negative Folgen oder haben sie überhaupt nicht. Unser Körper ist in der Lage, den individuellen DNA -Schaden wiederherzustellen, aber unsere Fähigkeit, dies zu tun, verschlechtert sich mit dem Alter aufgrund der schwächeren Kraft der natürlichen Selektion.
Altern und Tod treten auf zwei Arten auf - die Akkumulation negativer Mutationen durch schlechte natürliche Selektion sowie die Akkumulation von Mutationen, die für die Reproduktion günstig sein könnten, aber für die Langlebigkeit negativ werden.
Ein Beispiel für letzteres kann die Mutation des BRCA -Gens sein. Es ist bekannt, dass sie das Risiko von Brustkrebs und Eierstöcken erhöhen, aber auch mit einer höheren Fruchtbarkeit bei Frauen verbunden sind, die Mutationsträger sind. Daher ist es möglich, dass die Mutationen des BRCA -Gens frühzeitig einen reproduktiven Vorteil schaffen, aber später besteht ein höheres Gesundheitsrisiko. Da die natürliche Selektion nach der Pubertät jedoch schwächt, überwiegen reproduktive Vorteile die Nachteile.
"Alles, was zu Beginn des Lebens passiert, wird das, was nach dem reproduktiven Alter passieren wird, überwiegen, da das Fortpflanzungspotential wirklich wichtig ist", sagt Caitlin McGy, Biologe an der Oregon University.
Zellalterung - wenn Zellen aufhören zu trennen - kann ein weiteres Beispiel für eine frühe Lebensdauer sein, die in letzter Zeit zu einem Nachteil wird. Die Zellalterung schützt uns vor Krebs, da es die Zellmultiplikation mit beschädigter DNA verhindern kann. Später im Leben können alternde Zellen in Geweben ansammeln, was zu Schäden und Entzündungen führt, und sie sind Vorläufer für altersbezogene Krankheiten.
Obwohl die meisten Arten erwachsen werden, gibt es einige Ausnahmen. Viele Pflanzen zeigen "leichte Alterung" und einige Arten leben seit Tausenden von Jahren. Eines der besonders interessanten Beispiele ist Pando Tree im FishLeak National Forest in Utah. Dieser Baum ist eigentlich eine Kolonie genetisch identischer männlicher Aspen, die durch ein Wurzelsystem vereint ist. Es deckt eine Fläche von mehr als 400.000 Quadratmetern ab. M und wiegt mehr als 6000 Tonnen. Nach einigen Schätzungen kann er mehr als 10.000 Jahre alt sein.
Die Hydra -Verwandte, die unsterbliche Quallen, hat eine weitere brillante Möglichkeit, Langlebigkeit zu bieten - sie kann vom Stadium des erwachsenen Körpers bis zum frühen Stadium des Polyps zurückkehren, wenn es verletzt, krank oder stress ist.
"Obwohl Sie sich irgendwann fragen sollten - ist die gleiche Person oder etwas anderes?" McGy sagt.
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Es gibt auch die Annahme, dass einige Arten mit dem Alter erfolgreicher werden - dies wird als "negatives Altern" bezeichnet - aber die Beweise fehlen, sagt Maklakov.
"Wenn die Ökologie der Spezies so ist, dass die Reproduktion aus irgendeinem Grund im Allgemeinen niedrig ist oder sie sich in einem frühen Lebensstadium nicht multiplizieren kann, verändert sie die Funktionsweise der Auswahl", sagt Maklakov.
Beispiele finden Sie bei Tieren, die sich in Harems paaren - wie Walrosse oder Hirsch. Ein Mann kann eine ganze Gruppe von Frauen kontrollieren. Die Größe dieser Gruppe und damit die Menge an Nachkommen kann mit ihrem Alter und ihrer Größe zunehmen. Somit wächst seine Produktivität weiter.
Obwohl einige Arten ihre Fortpflanzungskapazität mit dem Alter beibehalten können, sind sie keine wirklichen Beispiele für negatives Altern und Studien, die sagen, dass sie wahrscheinlich falsch sind, sagt Maklakov. Am Ende kann der Walross den Harem nicht endlos kontrollieren.
Aber Sex kann eine interessante Rolle in unserer Alterung spielen.
Laut Megan Arnot und Ruth Mace vom University College of London, Frauen mit regelmäßigem sexuellem Leben, kommen die Wechseljahre später. Sie gehen davon aus, dass dies ein Beispiel für einen Kompromiss ist - dass die Energie, die für den Eisprung verbraucht wird, vom Rest des Körpers besser eingesetzt werden könnte, wenn es keine Chance auf eine Schwangerschaft gibt.
Aber im Rest der Tierwelt beschleunigt es eine größere Fruchtbarkeit, wie sie aussieht, das Altern. Zum Beispiel leben Fledermäuse, die mehr Nachkommen haben, kürzer als solche, die weniger Nachkommen haben. Vielleicht investiert sie in der Lage, sich zu vermehren, investieren sie in alles, was sie haben.
"Es gibt einen solchen Kompromiss in einer Zeit, in der Organismen, die sich in einem frühen Lebensstadium gut vermehren, in späteren Phasen nicht so gut vermehren", sagt McGue. (Auch unsere Hydra ist auch eine Ausnahme von dieser Regel. Es scheint, dass der Niveau ihrer Fruchtbarkeit während des Lebens nicht verringert wird.)
Darüber hinaus gibt es Typen, deren Lebenserwartung zwischen den Geschlechtern sehr unterschiedlich ist. Ameisen, Bienen und Termiten haben in der Regel einen König oder eine Königin, die im Vergleich zu ihren kargen Arbeitern sehr fruchtbar sein kann.
Warum verringert in ihrem Fall der Preis, den sie für die Reproduktion zahlen, nicht ihr Leben?
Die Antwort kann sein, dass der König oder die Königin vor vielen Bedrohungen von Arbeitnehmern geschützt sind, und es gibt einen solchen Unterschied zwischen ihren Lebensstilen, dass Theorien des Alterns nicht gleichermaßen für sie funktionieren.
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Wenn die Reproduktion also einen so starken Einfluss auf die Dauer unseres Lebens hat, warum leben die Menschen dann so lange, nachdem sie aufgehört haben, Kinder zur Welt zu bringen?
Die Hypothese der Großmutter legt nahe, dass sie für ältere Verwandte wichtig ist, am Leben zu bleiben, da die Reproduktion teur und riskant ist.
Großmutter kann das Überleben bestimmter Gene sicherstellen, indem sie Anstrengungen in die Erziehung von Enkelkindern investiert, und daher kann ein längeres Leben einen Vorteil in Bezug auf die natürliche Selektion bringen.
"Familien mit Großmüttern haben eine viel bessere Fortpflanzungsfähigkeit, vielleicht weil sich die Mutter auf die Geburt von mehr Kindern konzentrieren kann, und Großmütter helfen, Kinder zu erziehen, die bereits da sind", sagt Kunturides.
Aber da Enkelkinder mit ihrer Großmutter nur 25% der gemeinsamen Gene haben, sind sie ebenso mit ihr verbunden wie sie mit ihren Nichten und Neffen.
„Die Sache kann auch sein, dass Frauen in der Vergangenheit nicht überlebt haben, um Nachkommen im Alter von 50 Jahren reproduzieren zu können. Daher war die Auswirkung der natürlichen Selektion gegen das weibliche Fortpflanzungssystem im Alter von 50 Jahren sehr, sehr niedrig “, sagt Maklakov und kehrte zum Grundprinzip des Alterns zurück -, dass nach der Reproduktion die natürliche Selektion schwächt.
Viele von dem, was uns im späteren Leben passiert, kann unangenehm sein, aber es gibt keine starke Kraft in der Evolution, die uns vor ihr schützen könnte.
