Wieczna młodość jest możliwa

Bez seksu i bez sensu
Wieczna młodość jest możliwa – dowodzą badania na zwierzętach. By ją jednak osiągnąć, trzeba zapłacić bardzo wysoką cenę.
Proszę państwa, oto stułbia...
Stephen Friedt/Wikipedia

Proszę państwa, oto stułbia...

Stułbie z gatunku Hydra oligactis tracą wieczną młodość, gdy przechodzą z rozmnażania bezpłciowego na płciowe.
Science Press Limited/EAST NEWS

Stułbie z gatunku Hydra oligactis tracą wieczną młodość, gdy przechodzą z rozmnażania bezpłciowego na płciowe.

Organizmy stułbi nie starzeją się. Patrząc na pojedyncze dojrzałe zwierzę, nie potrafimy nawet określić jego wieku – opowiada dr Maciej Dańko z Instytutu Demografii im. Maxa Plancka w Niemczech. Ten ośrodek badawczy zajmuje się głównie badaniami ludzi. A coraz większym problemem naszego gatunku jest proces starzenia się – i to na obu poziomach, na jakich się go obserwuje. Można bowiem badać starzenie się jednostek, czyli „naturalne i nieodwracalne nagromadzenie się uszkodzeń wewnątrzkomórkowych, przerastające zdolności organizmu do samonaprawy”. Można też spojrzeć na całą populację, gdzie starzenie się to „wzrost śmiertelności i spadek rozrodczości wraz z wiekiem”.

By lepiej zrozumieć ten proces u ludzi, prowadzi się też badania nad zwierzętami. – W instytucie znajduje się Laboratorium Ewolucyjnej Biodemografii, do którego należę – wyjaśnia dr Dańko. – W piwnicy mamy laboratorium, w którym hodujemy jamochłony o prostej budowie: stułbie (Hydra sp.). Kilkanaście lat temu Daniel Martinez z Pomona College w USA pokazał, że to zwierzę ma bardzo małe, prawdopodobnie stałe tempo śmiertelności. Jego praca prowadzona była jednak stosunkowo krótko i na małej próbie. Przed kilku laty dyrektor instytutu prof. James Vaupel powołał zespół do badań nad stułbią. – Zespół prowadzony przez dr. Ralfa Schaible, z którym współpracuję, postanowił przeprowadzić długotrwały eksperyment mający na celu ostateczne potwierdzenie obserwacji Martineza oraz zbadanie ewentualnych zmian w płodności stułbi.

Przykry skutek złożoności

Praca, która podsumowuje wyniki tego eksperymentu, ukazała się w 2015 r. w czasopiśmie „PNAS”. Badacze opisują tam eksperyment, w którym przez 8 lat hodowali w stałych warunkach laboratoryjnych 2256 osobników stułbi pospolitej (Hydra vulgaris). To drobne, co najwyżej trzycentymetrowe zwierzę powszechnie występuje w wodach słodkich Europy. Zazwyczaj prowadzi osiadły tryb życia, przyczepiając się stopą do podłoża i szeroko rozcapierzając parzące czułki. Gdy wpadnie w nie jakiś mały organizm, stułbia oplata go i wciąga przez otwór gębowy do jamy chłonąco-trawiącej. Tam rozpuszcza ofiarę, a niestrawione resztki wyrzuca na zewnątrz otworem gębowym. W czasach obfitości pokarmu zwierzę rozmnaża się – najczęściej bezpłciowo, wypączkowując osobniki potomne ze swego ciała.

– Choć w żargonie naukowym przyjęło się mówić o nieśmiertelności stułbi, wcale nie oznacza to, że stułbie są nieśmiertelne – mówi dr Dańko. – Jeśli dosypie się soli do hodowli stułbi, to one tego nie przeżyją. Nawet w idealnym środowisku zdarza się, że stułbie umierają. Ale w naszym eksperymencie śmiertelność z tego powodu była bardzo niska, prawie niezauważalna. U dojrzałej stułbi śmiertelność nie rosła, a rozrodczość nie malała wraz z wiekiem. Nie było więc żadnych oznak starzenia się.

Ciało jednorazowego użytku

I to właśnie budziło zdumienie. Do tej pory wydawało się bowiem, że starzenie to nieuchronna konsekwencja złożoności zwierząt. Proste organizmy jednokomórkowe, takie jak bakterie, mogą odmłodzić się, dzieląc się na dwa osobniki potomne – choć zwykle jedna komórka siostrzana dziedziczy więcej uszkodzeń niż druga. Gdy jednak pradawne jednokomórkowce połączyły siły, tworząc organizmy wielokomórkowe, pojawił się proces starzenia prowadzący do naturalnej śmierci. Naukowcy długo nie byli w stanie zrozumieć, dlaczego złożoność budowy ma tak przykre konsekwencje.

W 1952 r. brytyjski lekarz i naukowiec Peter Medawar, późniejszy laureat Nagrody Nobla z medycyny, ogłosił, że starzenie się to efekt opóźnionego działania szkodliwych mutacji. Niektóre zmiany w genach nie mają znaczenia w młodości. Ich skutki ujawniają się dopiero w późnych latach życia. W warunkach naturalnych, gdy zwierzęta i ludzie byli dziesiątkowani przez choroby, drapieżniki i głód, niewiele osobników było w stanie dożyć takiego wieku, by ujawniły się te szkodliwe konsekwencje. Dlatego dobór naturalny takie zmiany ignorował.

Pięć lat później amerykański ewolucjonista George Williams dołożył drugie, uzupełniające wyjaśnienie zjawiska. Jego zdaniem winę ponoszą geny, które działają dwojako: w młodości korzystnie, w wieku późniejszym szkodliwie. Z punktu widzenia ewolucji opłaca się je wspierać, bo dają przewagę wtedy, gdy jest największa szansa na rozmnażanie. A to, że później szkodzą, nie ma znaczenia.

Wreszcie w 1977 r. brytyjski biolog Thomas Kirkwood zaproponował trzecie wyjaśnienie. Jego zdaniem organizm, który ma w dyspozycji ograniczone zasoby, musi zdecydować, czy zużytkować je na rozmnażanie, czy na naprawę wszystkich pojawiających się szkód. To drugie, z punktu widzenia ewolucji, jest nie tylko nieopłacalne, ale często niemożliwe. Złożone zwierzęta rozdzieliły więc swe komórki na dwie linie: płciową (produkującą plemniki lub komórki jajowe) oraz somatyczną (reszta ciała). Komórki linii płciowej mają sprawne mechanizmy naprawcze, dzięki czemu nie kumulują się w nich szkodliwe mutacje. Komórki linii somatycznej nie muszą być naprawiane i mogą się starzeć.

Tę teorię rozwinęli inni badacze, m.in. brytyjski biochemik Nick Lane. W książce „Pytanie o życie” pisze on, że „linia płciowa jest nieśmiertelna w tym sensie, że komórki płciowe mają wiecznotrwałą zdolność podziału. Nigdy się nie starzeją ani nie umierają”. Wykształcenie takich komórek pozwoliło reszcie ciała na specjalizację i wytworzenie wielu tkanek i narządów. Konsekwencją było jednak to, że są „tkanki, które już nie mogą się regenerować”. „Oto jednorazowe ciało. Jego tkanki mają ograniczoną żywotność – pisze Lane. – Widzimy kompromis między rozmnażaniem płciowym a śmiercią, fundament starzenia się”.

Czytaj także

Co nowego w nauce?

W nowej POLITYCE

Zobacz pełny spis treści »

Poleć stronę

Zamknij
Facebook Twitter Google+ Wykop Poleć Skomentuj

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną