Spośród wszystkich dziwnych mieszkańców zbiorników, którzy mieszkają w naszych oceanach i rzekach, całkiem możliwe jest nie zwracanie uwagi na Hydrę. Ten świeży krewny meduzy, anemonu i koralowców został nazwany na cześć starożytnego greckiego mitologicznego węża, który może rosnąć.
Ogólnie rzecz biorąc, niepozorne stworzenie przypomina nasiona dandelionu - z długim ciałem i macką na jednym końcu. Ale ma zauważalną własność - zdolność do regeneracji. Jeśli pokroisz hydrę na wiele części, każda część znów będzie rosła w nową osobę.
Takie nieruchomości regeneracyjne były zainteresowane biologami, którzy szukali dowodów nieśmiertelności w przyrodzie. Dlaczego ten gatunek wygląda jak naturalna śmierć? Czy śmierć jest nieunikniona?
W połowie XX wieku starzenie się opisano jako kompromis między reprodukcją a ochroną komórek. Początkowo organizmy wykorzystują swoje zasoby do rozwoju i utrzymania naszego zdrowia - to znaczy zachować nasze komórki.
W dzieciństwie i okresie dojrzewania najważniejsze jest, aby przetrwać i stać się tak silne, jak to możliwe i zdrowsze. Po okresie dojrzewania priorytet zmienia się na reprodukcję. Ponieważ zasoby większości organizmów są ograniczone, reprodukcja potomstwa może wystąpić przez utratę zdrowia.
Weźmy przykład łososia, który płynie przeciwko prądowi podczas tarła i natychmiast umiera. Wydaje wszystkie swoje zasoby, aby uzyskać najlepszą szansę na dotarcie do miejsca tarła, a kiedy tu jest, aby skorzystać z tej okazji. Prawdopodobieństwo, że łosoś popłynie w dół rzeki, przetrwa kolejny rok na morzu, odbierze tę samą podróż i odniesie sukces, tak mały, że dobór naturalny nigdy nie przyczyni się do przetrwania takich osób.
Ponadto pomyślnie przekazali swoje geny.
Ale teraz rozumiemy znacznie, dlaczego stworzenia umierają. Kiedy organizmy osiągają dojrzewanie, moc doboru naturalnego osłabia się i zaczyna się starzenie się, co ostatecznie prowadzi do śmierci. Ale nie, aby zwolnić miejsce następnej generacji, które może być „atrakcyjne z punktu widzenia altruizmu”, mówi Alexei Maklakov, profesor biologii ewolucyjnej i biogerontologii na University of Eastern Anglia w Wielkiej Brytanii.
Autor fotograficzny, Natural Visions/Alamy Signature to Photo, Freshwater Hydra, nazwana na cześć starożytnego greckiego węża mitologicznego, ma wspaniałą zdolność do regeneracji
Przez całe życie nasze geny gromadzą mutacje. Niektóre z nich są przypadkowe, podczas gdy inne są wynikiem naszej diety lub czynników zewnętrznych, takich jak światło ultrafioletowe. Większość nie ma żadnego efektu ani szkody.
Do dojrzewania „każda mutacja genowa, która zmniejsza prawdopodobieństwo reprodukcji ciała, a nawet niszczy ciało przed jego odtworzeniem, będzie ściśle przeciwdziałać”, mówi Gabriella Kunturides, biolog ewolucyjny z University of Antropology.
Kiedy ciało osiągnie dojrzewanie, nabywa zdolność przekazywania swoich genów następnemu pokoleniu. W tym momencie moc selekcji naturalnej osłabia.
Weź nasz łosoś. Z powodzeniem osiągnął dojrzałość i miał możliwość rozmnażania się. Jego potomstwo prawdopodobnie będzie miało duże szanse na tarło. Gdyby miał mutację po tarła, co losowo zwiększyłoby jego długość życia i pozwoliłby mu żyć przez kolejny rok (chociaż byłoby to bardzo mało prawdopodobne), jego potomkowie nie przynieśli dużych korzyści z powodu jego braci i sióstr w przyszłym roku. Nasz łosoś i bez mutacji mają już jedno pokolenie potomstwa.
Jeśli chodzi o dobór naturalny, wysiłek wymagany do utrzymania zdrowia po reprodukcji nie przynosi korzyści. W rezultacie wszelkie geny, które dają tę możliwość, nie ponoszą presji selekcji, która doprowadziłaby do ich rozprzestrzeniania się.
„Jednostka chciałaby pozostać przy życiu. Ale po reprodukcji dobór naturalny nie przyczynia się zbytnio, ponieważ nie ma nic do przekazania następnej generacji” - mówi Kunturides.
Jednak nie wszystkie organizmy są ułożone tak wyjątkowo jak nasz łosoś. Niektórzy żyją trochę dłużej, aby mieć więcej potomstwa.
Większość mutacji naszego DNA będzie miała negatywne konsekwencje lub wcale ich nie będzie. Nasze ciała są w stanie przywrócić poszczególne uszkodzenia DNA, ale nasza zdolność do robienia tego pogarsza się z wiekiem z powodu słabszej mocy doboru naturalnego.
Starzenie się i śmierć występują na dwa sposoby - akumulacja negatywnych mutacji poprzez słabą selekcję naturalną, a także akumulację mutacji, które mogą być korzystne dla reprodukcji, ale stać się negatywne dla długowieczności.
Jednym z przykładów tego ostatniego może być mutacja genu BRCA. Wiadomo, że zwiększają ryzyko raka piersi i jajników, ale są również związane z wyższą płodnością u kobiet, które są nosicielami mutacji. Dlatego możliwe jest, że mutacje genu BRCA tworzą przewagę reprodukcyjną na wczesnym etapie życia, ale później istnieje większe ryzyko dla zdrowia. Ale ponieważ dobór naturalny osłabia się po okresie dojrzewania, zalety reprodukcyjne przeważają nad wadami.
„Wszystko, co dzieje się na początku życia, przeważa nad tym, co stanie się po wieku rozrodczym, ponieważ potencjał reprodukcyjny naprawdę ma znaczenie” - mówi Caitlin McGy, biolog z Oregon University.
Starzenie się komórek - gdy komórki przestają się dzielić - może być kolejnym przykładem wczesnego okresu życia, który staje się wadą późno. Starzenie się komórek chroni nas przed rakiem, ponieważ może zapobiec mnożeniem komórek z uszkodzonym DNA. Jednak w późniejszym życiu starzejące się komórki mogą gromadzić się w tkankach, powodując uszkodzenie i stan zapalny, i są one prekursorami chorób związanych z wiekiem.
Chociaż większość gatunków dorasta, istnieje pewne wyjątki. Wiele roślin wykazuje „niewielkie starzenie się”, a niektóre gatunki żyją od tysięcy lat. Jednym ze szczególnie interesujących przykładów jest Pando Tree w Fishleak National Forest w Utah. To drzewo jest w rzeczywistości kolonią genetycznie identycznego drżącego męskiego osika, połączonego przez jeden system korzeniowy. Obejmuje powierzchnię ponad 400 000 metrów kwadratowych. M i waży ponad 6000 ton. Według niektórych szacunków może mieć ponad 10 000 lat.
Hydra krewny, nieśmiertelne meduza, ma kolejny genialny sposób na zapewnienie długowieczności - jest w stanie powrócić ze stadium dorosłego ciała do wczesnego etapu polipu, jeśli jest ranne, chore lub stresowe.
„Chociaż w pewnym momencie powinieneś zadać sobie pytanie - czy ta sama osoba czy coś innego?” McGy mówi.
Zdjęcie autora, Arch White/Alamy
Zakłada się również, że niektóre gatunki odnoszą większe sukcesy z wiekiem - nazywa się to „ujemnym starzeniem się” - ale brakuje dowodów, mówi Maklakov.
„Jeśli ekologia gatunku jest taka, że reprodukcja z jakiegoś powodu jest na ogół niska lub nie może się pomnożyć na wczesnym etapie życia, zmienia to, jak działa wybór”, mówi Maklakov.
Przykłady można znaleźć wśród zwierząt, które łączą się w haremach - takich jak morsy lub jelenie. Jeden mężczyzna może kontrolować całą grupę kobiet. Rozmiar tej grupy, a zatem ilość potomstwa, jakie może mieć, może wzrosnąć wraz z jego wiekiem i wielkością. Zatem jego wydajność stale rośnie.
Chociaż niektóre gatunki mogą zachować swoją zdolność reprodukcyjną wraz z wiekiem, nie są prawdziwymi przykładami negatywnego starzenia się, a badania, które mówią, że są to prawdopodobnie fałszywe, mówi Maklakov. Ostatecznie Walrus nie będzie w stanie bez końca kontrolować harem.
Ale seks może odgrywać interesującą rolę w naszym starzeniu się.
Według Megan Arnot i Ruth Mace z University College of London, kobiety, które regularne życie seksualne, menopauza pojawia się później. Zakładają, że jest to przykład kompromisu - że energia spożywana podczas owulacji może być lepiej stosowana przez resztę ciała, jeśli nie ma szans na ciążę.
Ale w pozostałej części dzikiej przyrody, większa płodność, jak wygląda, przyspiesza starzenie się. Na przykład nietoperze, które mają więcej potomstwa, żyją krótsze niż te, które mają mniej potomstwa. Być może, gdy byli w stanie pomnożyć, inwestują w to wszystko, co mają.
„Istnieje taki kompromis w czasach, w których organizmy, które dobrze się rozmnażają na wczesnym etapie życia, nie rozmnażają się tak dobrze na późniejszych etapach” - mówi McGue. (Ponownie, nasza hydra jest również wyjątkiem od tej zasady. Wydaje się, że poziom ich płodności nie jest zmniejszony w życiu).
Ponadto istnieją typy, których długość życia bardzo różni się między płciami. Z reguły mrówki, pszczoły i termity mają króla lub królową, które mogą być bardzo owocne długie -w porównaniu z ich jałowymi robotnikami.
Dlaczego w ich przypadku cena, którą płacą za reprodukcję, nie zmniejsza ich życia?
Odpowiedź może być taka, że król lub królowa są chronione przed wieloma zagrożeniami, przed którymi stoją robotnicy, i istnieje taka różnica między ich stylem życia, że teorie starzenia się nie działają dla nich równo.
Autor fotograficzny, Brooke Fasani/Getty Images Signat
Jeśli więc reprodukcja ma tak silny wpływ na czas naszego życia, dlaczego ludzie żyją tak długo po tym, jak przestają rodzić dzieci?
Hipoteza babci sugeruje, że ważne jest, aby starsi krewni pozostali przy życiu, ponieważ reprodukcja jest kwestią drogiej i ryzykownej.
Babcia może zapewnić przetrwanie niektórych genów, inwestując wysiłki w wychowywanie wnuków, a zatem dłuższe życie może przynieść przewagę pod względem doboru naturalnego.
„Rodziny, które mają babcie, mają znacznie lepszą zdolność reprodukcyjną, być może dlatego, że matka może skupić się na narodzinach większej liczby dzieci, a babcie pomagają wychowywać dzieci, które już tam są” - mówi Kunturides.
Ale ponieważ wnuki mają tylko 25% wspólnych genów z babcią, są one tak samo związane, jak ona ze swoimi siostrzenicami i siostrzeńcami.
„Może również być to, że w przeszłości kobiety nie przeżyły, aby móc odtworzyć potomstwo w wieku 50 lat.
Wiele z nas w późniejszym życiu może być nieprzyjemnych, ale nie ma potężnej siły w ewolucji, która mogłaby nas przed nią ochronić.
