Der Wissenschaftler Shin Kubota formuliert seine Vision in der New York Times: „Die Anwendung von Turritopsis für den Menschen ist der schönste Traum der Menschheit. Wenn wir herausfinden, wie sich die Qualle verjüngt, sollten wir Großes erreichen. Meine Meinung ist, dass wir uns weiterentwickeln und selbst unsterblich werden.“ (Übersetzung, November 28, 2012)
Thema des Monats: Langlebigkeitsrekorde von Lebewesen
Wie verstehen wir die längsten Lebensspannen? Und warum?
Die maximale Lebenserwartung von Lebewesen ist je nach Art extrem unterschiedlich. Insgesamt ist die maximale Lebensdauer bei Tieren länger, wenn einer oder mehrere der folgenden günstigen Faktoren (in der Reihenfolge ihrer Bedeutung) vorliegen:
- Raubtiere sind selten
- Der Stoffwechsel ist langsam
- Es handelt sich um große Tiere
Die Unterschiede in der Lebenserwartung können zwischen Arten, die sich biologisch recht nahe stehen, enorm sein. Dies ist einer der Gründe, eine Gentherapie oder eine andere medizinische Behandlung in Betracht zu ziehen, um die maximale Lebenserwartung des Menschen deutlich zu erhöhen.
Dieser Brief enthält bekannte Fälle von extremer Langlebigkeit. Offensichtlich sind bei diesen Fällen sehr langer Lebensspannen nur indirekte und manchmal fragwürdige Maßnahmen möglich.
Die Nacktmullratte und die Fledermaus, eine außergewöhnliche Langlebigkeit und kein Krebs! (35-40 Jahre)Die Langlebigkeit der Nacktmulle ist besonders überraschend, wenn man sie mit anderen in Gefangenschaft lebenden Nagetieren gleicher Größe vergleicht. Von Nacktmullen wird nicht erwartet, dass sie länger als sechs Jahre leben. Die älteste im Labor bekannte Nacktmullratte ist jedoch… 35 Jahre alt! Und bei einigen ihrer Artgenossen, die über 30 Jahre alt sind, sind einige Weibchen immer noch fruchtbar.
Forscher haben herausgefunden, warum Nacktmulle krebsfrei sind. Zu verdanken ist das der Hyaluronsäure, einem Molekül, das die Bildung von Tumoren im Körper verhindert. Laut den Forschern Vera Gorbunova und Andrei Seluanov, die ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Nature veröffentlichten, ist das Molekulargewicht der Hyaluronsäure bei der Nacktmullratte fünfmal größer als bei Mäusen.
Die winzige Brandtfledermaus, die sieben Gramm auf die Waage bringt, kann ihren 40. Frühling erleben. Das große Mausohr (Myotis myotis), die fünfmal schwerer ist, tut es ihr gleich. Ein internationales Team hat mit einer achtjährigen Längsschnittstudie begonnen. Ihre Ergebnisse, die in der Zeitschrift Nature Ecology & Evolution veröffentlicht wurden, eröffnen vielversprechende Wege für die Erforschung des Alterns.
Das langlebigste Insekt: die Termitenkönigin (50 Jahre)
Man geht normalerweise davon aus, dass Insekten als adulte Tiere weniger als ein Jahr leben. Allerdings können Termitenköniginnen, geschützt vor Fressfeinden, bis zu 50 Jahre alt werden.
Vögel. Der Albatros kann bis zu 80 Jahre alt werden
Albatrosse sind die größten Seevögel der Welt: Der Heuleralbatros kann eine Flügelspannweite von 3,50 Metern erreichen! Bemerkenswert ist auch ihre Langlebigkeit, denn sie können bis zu 80 Jahre alt werden. Wisdom, ein 70 Jahre alter Albatros hat wieder Eier gelegt. Auch ein Papagei (Kakadu) hat ein ähnliches Alter erreicht (82 Jahre).
Älteste Amphibie: der Höhlensalamander (100 Jahre)
Naturforscher führen die Langlebigkeit des blinden Salamanders Proteus. anguinus auf seinen ungewöhnlich langsamen Stoffwechsel zurück; dieser Salamander braucht 15 Jahre bis zur Geschlechtsreife, paart sich und legt nur etwa alle 12 Jahre Eier und bewegt sich kaum, außer bei der Nahrungssuche. Außerdem sind die feuchten Höhlen Südeuropas, in denen er lebt, praktisch frei von Raubtieren, so dass P. anguinus in freier Wildbahn über 100 Jahre alt werden kann.
Reptilien: Die berühmten Galapagos-Schildkröten
Im Jahr 2012 starb „Lonesome George“ im Alter von über 100 Jahren. Sechs Jahre nach seinem Tod hat der Hundertjährige dank der Enthüllungen von Yale-Forschern, die sein Genom untersucht haben, ein Comeback geschafft! George war der letzte Vertreter einer Art, die auf einer Galapagos-Insel endemisch ist. Er hat immer jede Paarung in Gefangenschaft gescheut.
Wissenschaftler der Yale University in den Vereinigten Staaten, die sein Genom zu Lebzeiten sowie das einer anderen Riesenschildkrötenart sequenziert hatten, enthüllten die Ergebnisse in der Zeitschrift Nature.
Die Biologen haben 891 Gene in diesen Schildkröten detailliert beschrieben, die an der Funktion des Immunsystems beteiligt sind. Sie zeigen, dass diese Tiere zusätzliche Kopien von Genen entwickelt haben, die es ihnen ermöglichen, besser auf oxidativen Stress zu reagieren, der bekanntermaßen ein wichtiger Faktor bei der Alterung ist. Sie entdeckten auch ein Gen, das es den Zellen ermöglicht, sich besser gegen fremde Zellen zu verteidigen, Tumorsuppressorgene, die zahlreicher sind als bei den meisten Wirbeltieren, und andere, die an der DNA-Reparatur beteiligt sind.
Das Studium des Alterns bei Tieren ist eine Quelle des Wissens für den Menschen. Forscher haben einige Ähnlichkeiten zwischen den Genomen von Schildkröten und Hundertjährigen gefunden.
Jeanne Calment ist mit ihren 122 Jahren die Person, die am längsten in der Geschichte der Menschheit gelebt hat …, aber sicher nicht genug, um eine alte Schildkröte zu beeindrucken. Die am längsten lebende Schildkröte scheint ein Alter von 189 Jahren erreicht zu haben.
Sphenodons sind andere Reptilien, die über ein Jahrhundert alt werden können.
Fisch: 150 Jahre für den Granatbarsch (Hoplostethus atlanticus)Hoplostethus atlanticus ist als „Uhrenfisch“ bekannt. Er lebt in den Weltmeeren in Tiefen von 900 bis 1.800 Metern, vor allem in unterseeischen Canyons.
Die Art erreicht die Geschlechtsreife erst im Alter von 20 bis 30 Jahren, was auf eine geringe Prädationsrate und den Mangel an Beute in der Schlucht zurückzuführen sein könnte. Erwachsene Tiere können 75 cm lang und 7 kg schwer werden. Das Alter des ältesten bekannten Exemplars, das durch radiometrische Bestimmung der Isotope in den mineralischen Konkretionen seiner Innenohren ermittelt wurde, beträgt 149 Jahre.
Stachelhäuter: 200 Jahre für den Roten Riesenseeigel (Astropyga radiata)Dieser im Indischen Ozean und einem Teil des Pazifischen Ozeans recht häufig vorkommende Stachelhäuter verdankt seinen Namen seiner Farbe und seiner Größe, die fast 20 cm im Durchmesser erreichen kann, die größte unter den bekannten Seeigelarten. Einige Individuen haben das Alter von 200 Jahren erreicht.
Säugetiere: 200 Jahre für den Grönlandwal (Balaena mysticetus)Der in arktischen Gewässern lebende Grönlandwal ist ein Wal, der bis zu 20 Meter lang und etwa 100 Tonnen schwer ist. Seine Langlebigkeit wurde auf über 200 Jahre geschätzt, dank der Narben, die von alten Wunden, die von Waljägern verursacht wurden, hinterlassen wurden. Diese außergewöhnliche Langlebigkeit könnte mit bestimmten Genen erklärt werden. Zum Beispiel zeigt die Analyse des Walgenoms einzigartige Mutationen im ERCC1-Gen, das an der Reparatur von beschädigter DNA beteiligt ist. Ein anderes Gen, PCNA genannt und mit Zellwachstum und DNA-Reparatur assoziiert, enthält einen verdoppelten DNA-Abschnitt. Diese Verdoppelung könnte die Alterung von Walen verlangsamen.
Haie: 400 Jahre für den Grönland-Hai (Somniosus microcephalus)
Dieser ziemlich plumpe, fünf Meter lange Grauhai lebt in den Gewässern des Arktischen Ozeans und gilt als Meister der Langlebigkeit unter den Wirbeltieren. Sein Wachstum wird auf etwa 1 cm pro Jahr geschätzt.
In einem Artikel, der in Science veröffentlicht wurde, beschreibt ein internationales Forscherteam, wie es ihnen gelang, das Alter von 28 Grönlandhaien zu messen. Die Ergebnisse zeigten, dass der größte Hai, ein über fünf Meter langes Weibchen, 392 Jahre alt war, obwohl es eine erhebliche Fehlerspanne von etwa 120 Jahren gibt. Die Geschlechtsreife der Weibchen würde im Alter von etwa 150 Jahren erreicht werden.
Nach dieser im August 2016 veröffentlichten Untersuchung von Julius Nielsen von der Universität Kopenhagen wäre der Grönlandhai damit das am längsten lebende Wirbeltier.
Ältestes Mollusk: Die Islandmuschel (500 Jahre)
Wissenschaftler haben festgestellt, dass die Islandmuschel, Arctica islandica , buchstäblich Jahrhunderte überleben kann, wie ein Exemplar, Ming, beweist, das die 500-Jahres-Marke überschritten hat (man kann das Alter eines Weichtiers durch Zählen der Wachstumsringe in seiner Schale bestimmen).
Bäume. Der Riesenmammutbaum: über 3000 Jahre alt!Einige Bäume scheinen keinen Seneszenzmechanismus zu haben. Sie bleiben im Alter von mehreren Jahrhunderten genauso fruchtbar wie in ihrer Jugend.
Der Riesenmammutbaum zeichnet sich durch seine Langlebigkeit aus, da er mehr als 3.000 Jahre alt werden kann.
Viele andere Baumarten können Jahrhunderte lang leben: Olivenbäume, Eichen. Der absolute Rekord scheint von einer 5.000 Jahre alten Bristlecone-Kiefer gehalten zu werden.
Schließlich können sich Bäume, wie andere Pflanzen auch, klonal vermehren und einen kollektiven Organismus bilden. In diesem Sinne ist die klonale Kolonie der Pando Espe mit 80.000 Jahren einer der ältesten Organismen auf dem Planeten.
Mikroskopische Organismen: Endolithen (10.000 Jahre)
Die Bestimmung der Lebensspanne eines mikroskopischen Organismus ist eine knifflige Frage: In gewissem Sinne sind alle Bakterien unsterblich, da sie ihre genetische Information durch ständige Teilung verbreiten (anstatt Sex zu haben und an Altersschwäche zu sterben).
Unter dem Begriff „Endolithen“ versteht man Bakterien, Pilze, Amöben oder Algen, die tief unter der Erde in Gesteinsspalten leben.
Studien haben gezeigt, dass die Individuen in einigen dieser Kolonien nur alle hundert Jahre eine Zellteilung durchlaufen und eine Lebensdauer von etwa 10.000 Jahren haben können.
Technisch gesehen unterscheidet sich dies von der Fähigkeit einiger Mikroorganismen, sich nach Zehntausenden von Jahren aus der Stase oder dem Einfrieren zu erholen, in einem wesentlichen Punkt. Endolithen sind ständig „lebendig“, wenn auch nicht sehr aktiv. Vielleicht am wichtigsten: Endolithen sind autotroph, das heißt, sie betreiben ihren Stoffwechsel nicht mit Sauerstoff oder Sonnenlicht, sondern mit anorganischen Chemikalien, die in ihren unterirdischen Lebensräumen praktisch unerschöpflich sind.
Biologische Unsterblichkeit bei Hummern, Hydren, Schwämmen und KorallenEine kleine Anzahl von mehrzelligen Tieren scheint keinen Seneszenzmechanismus zu haben. Sie bauen nicht ab, wenn sie altern. Zum Beispiel bleibt ihre Fruchtbarkeit konstant oder nimmt sogar zu.
Hydren können sich, wie alle Nesseltiere, regenerieren, was ihnen erlaubt, sich von Verletzungen zu erholen und sich ungeschlechtlich fortzupflanzen. Alle Hydra-Zellen teilen sich kontinuierlich. Es wurde vermutet, dass Hydren keine Seneszenz durchlaufen und als solche biologisch unsterblich sind. In einer Vier-Jahres-Studie zeigten drei Kohorten von Hydras keinen Anstieg der Sterblichkeit mit dem Alter.
Eine Schwammart kann bis zu 11.000 Jahre alt werden, nämlich Monorhaphis chuni. Das ergab eine US-Studie, die 2014 in der Zeitschrift Aging Research Reviews veröffentlicht wurde.
Einige koloniale Tiere, wie z. B. Korallen, können mehr als 4.000 Jahre alt werden.
Die Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass Hummer mit dem Alter nicht langsamer werden, schwächer werden oder ihre Fruchtbarkeit verlieren, und dass ältere Hummer möglicherweise fruchtbarer sind als jüngere. Dies macht sie jedoch nicht unsterblich im Sinne fehlender Auswirkung der Seneszenz, da sie aufgrund ihrer zunehmenden Größe viel wahrscheinlicher bei einer Schalenhäutung sterben, wenn sie altern.
Ihre Langlebigkeit könnte auf die Telomerase zurückzuführen sein, ein Enzym, das lange, sich wiederholende Abschnitte von DNA-Sequenzen an den Enden der Chromosomen, den sogenannten Telomeren, repariert. Im Gegensatz zu Wirbeltieren exprimieren Hummer im Erwachsenenalter Telomerase in den meisten Geweben, was mit ihrer Langlebigkeit in Verbindung gebracht wird.
Es wurde behauptet, dass einige Fische, insbesondere der Großmaul-Büffel, keine messbare Seneszenz haben. Mit Ausnahme des Grönlandhais war jedoch keiner der gefangenen und vermessenen Fische über 200 Jahre alt.
Warum keine biologische Unsterblichkeit bei Wirbeltieren, auch bei solchen ohne Raubtiere?Die natürliche Auslese, zumindest bei Wirbeltieren, führt immer zu Arten mit begrenzter Lebensdauer. Dies lässt sich damit erklären, dass eine Tierart ohne Alterung die genetische Vielfalt verlieren und durch jede Umweltveränderung eliminiert werden würde. Dies erklärt auch die sexuelle Fortpflanzung: mehr genetische Vermischung bedeutet mehr Anpassungsfähigkeit an die Umwelt.
Aber in gewisser Weise ist die systematische Alterung immer noch ein evolutionäres Rätsel. In der Tat scheinen selbst höhlenbewohnende Salamander oder Fische in einer extrem stabilen Umgebung (Hunderttausende von Jahren) und ohne Raubtiere nicht viel länger als ein Jahrhundert zu leben.
Cnidaria: Biologische Unsterblichkeit und Verjüngung für die Qualle Turritopsis nutriculaKlein in der Größe, aber lang in der Lebenserwartung. Die Qualle Turritopsis nutricula misst nur 5 mm im Durchmesser, könnte aber ewig leben. Ursprünglich aus der Karibik stammend, ist die Art heute weit verbreitet. Mehrere Fachleute sind besorgt wegen ihrer Verbreitung auf der ganzen Welt.
Dank eines besonderen zellulären Prozesses, der Transdifferenzierung genannt wird, ist das Tier in der Lage, seine Alterung zu stoppen und sogar jünger zu werden. Es ist bereits bekannt, dass der beste Weg, eine Turritopsis Nutricula zur Regeneration zu bringen, darin besteht, sie zu stressen. Im Falle einer Verletzung zum Beispiel beginnt der Prozess sofort und innerhalb weniger Tage kehrt die Qualle in ihr Jugendstadium zurück und beginnt ein neues Leben.
Das macht sie zu einem außergewöhnlichen Studienobjekt für Biologen und Genetiker und zu einem Thema von Interesse für einige pharmazeutische Unternehmen, die bereits über die Herstellung einer Verjüngungscreme mit Turritopsis-DNA nachdenken. „Es ist wie bei einem Schmetterling, der in das Raupenstadium zurückkehren kann“, sagt Stefano Piraino, Professor an der Universität von Salento in Italien.
Dormanz als Langlebigkeitsstrategie
Dormancy ist ein Begriff, der alle Formen von Leben beschreibt, die sich verlangsamt haben.
Es ist der Zeitraum im Lebenszyklus eines Organismus, in dem Wachstum, Entwicklung und/oder körperliche Aktivität (bei Tieren) vorübergehend gestoppt werden. Dies reduziert die Stoffwechselaktivität und hilft so dem Organismus, Energie zu sparen.
Besonders bei extremen oder jahreszeitlich harten Umweltbedingungen kann Dormanz nur dann eine adaptive Strategie sein, wenn zum „richtigen Zeitpunkt“ ein Anreiz für den Samen geschaffen wird, vom „ruhenden“ in den „nicht ruhenden“ Zustand zu wechseln. Und tatsächlich wird die Ruhephase oft beendet, wenn die Umweltbedingungen es zulassen.
Die Langlebigkeit eines Samens (die Zeitspanne, die er in einem ruhenden Zustand bleiben kann, ohne seine Keimfähigkeit zu verlieren) ist sehr variabel. Bei den Pflanzen gibt es alle möglichen Zwischenstufen, vom Lotus-Samen, der den Rekord für Langlebigkeit hält (rund 1.000 Jahre), bis hin zum Kakao-Samen, der nur wenig Feuchtigkeit verträgt und bei Todesgefahr innerhalb weniger Tage nach der Reifung die richtigen Bedingungen für die Keimung finden muss. Wissenschaftlern ist es sogar gelungen, Samen von Silene (eine Pflanze mit weißen Blüten) keimen zu lassen, die seit fast 32.000 Jahren im sibirischen Untergrund eingefroren waren!
Obwohl kostspielig, verhindert die Dormanzstrategie, dass alle Individuen, die denselben Genotyp tragen, gleichzeitig in eine Umgebung geraten, die für ihr Überleben oder ihre Fortpflanzung nicht förderlich ist.
Ein Rädertier überlebte 24.000 Jahre Gefrierzeit im arktischen Permafrost.Die bdelloiden Rädertiere leben normalerweise in aquatischen Umgebungen und haben eine unglaubliche Fähigkeit zu überleben. Russische Wissenschaftler entdeckten diese Lebewesen in einem gefrorenen Bodenkern, der mit einem Bohrer aus dem sibirischen Permafrostboden gewonnen wurde.
In einer Studie, die kürzlich in der Zeitschrift Current Biology veröffentlicht wurde, haben die russischen Forscher mit Hilfe von Radiokohlenstoffdatierungen festgestellt, dass die Lebewesen, die sie aus dem Permafrost (Boden, der das ganze Jahr über gefroren ist, bis auf eine dünne Schicht nahe der Oberfläche) geborgen haben, etwa 24.000 Jahre alt sind.
Dies ist nicht das erste Mal, dass uraltes Leben aus einem dauerhaft gefrorenen Lebensraum „wiederbelebt“ wurde.
Antarktische Moosstängel wurden erfolgreich aus einer 1.000 Jahre alten Probe regeneriert und eine lebende Nelkenblüte wurde aus Samengewebe regeneriert, das wahrscheinlich von einem arktischen Eichhörnchen verwahrt wurde und im 32.000 Jahre alten Permafrost konserviert worden war. Einfache Würmer, Nematoden genannt, wurden an zwei Stellen im Nordosten Sibiriens in mehr als 30.000 Jahre alten Sedimenten aus dem Permafrost „wiedererweckt“.
Die gute Nachricht dieses Monats: Private Investitionen in die Langlebigkeit. Die Europäische Union kündigt an, die Gesundheitsdaten ihrer Bürger bis 2025 umfassend zu teilen.
- Vitalik Buterin spendet über $2 Millionen an die Methuselah Foundation.
- Michael Greve, Gründer von Forever Healthy, sagt 300 Millionen Euro zu, um Verjüngungs-Start-ups zu fördern.
- In einem leider wenig publizierten Dokument kündigt die Europäische Kommission an, dass sie bis 2025 sicherstellen will, dass EU-Bürger ihre Gesundheitsdaten mit den Gesundheitsdienstleistern und Behörden ihrer Wahl teilen können. Dies würde bedeuten, wenn es durchgesetzt wird, dass die EU-Bürger ihre Daten für die wissenschaftliche Forschung, einschließlich der gesunden Langlebigkeit, einfach teilen können.
Für weitere Informationen:
- Siehe insbesondere: heales.org, sens.org, longevityalliance.org und longecity.org.
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