Nikt nie lubi myśli o starzeniu się. Pomimo wielu ludzkich wysiłków, aby uciec lub opóźnić proces starzenia, wydaje się, że jest to nieunikniona część życia.
Ale… dlaczego? Dlaczego żywe istoty stopniowo się rozpadają, gdy dorastają?
Jest na to słowo: starzenie się. Nie, to nie zespół rockowy zaśpiewał „Bring Me to Life”; starzenie się to stan stopniowego pogorszenia normalnego funkcjonowania. Na poziomie komórkowym oznacza to, że komórki przestają się dzielić i ostatecznie umierają. Może również dotyczyć całego organizmu (gdzie żywa istota nie może już odpowiednio reagować na zewnętrzne stresory) lub określonych narządów lub tkanek (takich jak jesienne liście umierające i opadające z drzew).
Są sposoby, w jakie możemy spowolnić (lub przyspieszyć) tempo, w jakim zachodzi starzenie, nadal będzie się to działo w ten czy inny sposób. Jednak kilka gatunków może całkowicie uniknąć procesu starzenia.
„Nieśmiertelna” meduza Turritopsis dohrnii
Do tej pory istnieje tylko jeden gatunek, który nazwano „biologicznie nieśmiertelnym”: meduza Turritopsis dohrnii. Te małe, przezroczyste zwierzęta przebywają w oceanach na całym świecie i mogą cofnąć czas, powracając do wcześniejszego etapu swojego cyklu życia.
Nowe życie meduzy zaczyna się od zapłodnionego jaja, które rozwija się w stadium larwalne zwane planula. Po szybkiej kąpieli planula przyczepia się do powierzchni (takiej jak skała, dno oceanu lub kadłub łodzi), gdzie przekształca się w polip: strukturę w kształcie rurki z ustami na jednym końcu i czymś w rodzaju „ stopa po drugiej. Pozostaje w miejscu przez jakiś czas, rozwijając się w małą kolonię polipów, które dzielą ze sobą rurki do karmienia.
Ostatecznie, w zależności od gatunku meduzy, jeden z tych polipów utworzy wyrostek zwany bud lub może wytwarzać oddzielne segmenty ułożone jeden na drugim, które mogą następnie oderwać się od reszty kolonii. Ten proces jest odpowiedzialny za kolejne etapy cyklu życiowego meduzy: efyra (mała meduza) i meduza, która jest w pełni uformowanym dorosłym stadium zdolnym do rozmnażania płciowego.
W przypadku większości innych meduz, ten etap to koniec trasy. Ale Turritopsis dohrnii (i być może także inne gatunki meduz) ma fajną sztuczkę imprezową: kiedy staje w obliczu jakiegoś stresu środowiskowego, takiego jak głód lub uraz, może powrócić do bycia maleńką plamką tkanki, która następnie zamienia się w faza życia polipów niedojrzałych płciowo. To trochę jak motyl zmieniający się z powrotem w gąsienicę lub żaba, która znów staje się kijanką.
Oczywiście Turritopsis dohrnii nie jest naprawdę „nieśmiertelny”. Nadal mogą zostać zjedzone przez drapieżniki lub zabite w inny sposób. Jednak ich zdolność do przełączania się między etapami życia w odpowiedzi na stres oznacza, że teoretycznie mogliby żyć wiecznie.
Hydra
Hydra wygląda trochę podobnie do polipa stadium meduzy (co ma sens, biorąc pod uwagę, że meduza i hydra są zgrupowane razem w typie Cnidaria): rurkowate ciało z ustami otoczonymi mackami na jednym końcu i przyczepną stopą na drugim. Są to bardzo proste zwierzęta, które spędzają całe dnie przeważnie w jednym miejscu w słodkowodnych stawach lub rzekach i używają swoich kłujących macek, aby złapać każdą zdobycz, która przepłynie obok.
Ich roszczenia do nieśmiertelności? Wygląda na to, że w ogóle nie przechodzą przez starzenie się. Zamiast stopniowo pogarszać się w czasie, komórki macierzyste Hydry mają zdolność nieskończonej samoodnawiania. Wydaje się, że dzieje się tak dzięki szczególnemu zestawowi genów zwanych genami FoxO, które znajdują się u zwierząt, od robaków po ludzi i odgrywają rolę w regulowaniu czasu życia komórek.
W przypadku łodygi Hydry wydaje się, że istnieje nadmierna ekspresja genów FoxO. Kiedy naukowcy uniemożliwili funkcjonowanie genów FoxO, odkryli, że komórki Hydry zaczęły wykazywać oznaki starzenia i nie będą się już regenerować, jak wcześniej. Nadal nie wiemy dokładnie, jak to wszystko działa, ale wiemy, że te geny wyraźnie odgrywają ważną rolę w utrzymaniu nieskończonej młodości Hydry.
Niezupełnie nieśmiertelne homary
Homary również nie doświadczają starzenia. Jednak w przeciwieństwie do polegania Hydry na określonych genach, ich długowieczność zawdzięcza ich zdolności do nieskończonej naprawy swojego DNA.
Zwykle podczas procesu kopiowania DNA i podziału komórki ochronne końcówki na chromosomach, zwane telomerami, powoli stają się coraz krótsze, a gdy są zbyt krótkie, komórka starzeje się i nie może już się dziel.
Homary nie mają tego problemu dzięki niekończącej się dostawie enzymu zwanego telomerazą, który regeneruje telomery. Produkują dużo tego enzymu we wszystkich swoich komórkach przez całe dorosłe życie, dzięki czemu mogą w nieskończoność utrzymywać młodzieńcze DNA.
Telomeraza nie jest unikalna dla homarów. Występuje u większości innych zwierząt, w tym u ludzi, ale po przejściu etapu życia embrionalnego poziom telomerazy w większości innych komórek spada i nie jest wystarczający do ciągłego odbudowywania telomerów.
Niestety w przypadku homarów, jest pewien haczyk: dosłownie rosną za duże dla swoich własnych muszli. Homary stale rosną coraz większe i większe, ale ich muszle nie mogą zmieniać rozmiaru, co oznacza całe życie polegające na porzucaniu zbyt małych muszli i za każdym razem hodowaniu zupełnie nowego egzoszkieletu. To wymaga sporo energii. Ostatecznie ilość energii potrzebnej do wylinki skorupy i wyhodowania kolejnej nowej jest po prostu zbyt duża. Homar ulega wyczerpaniu, chorobie, drapieżnictwie lub zapadaniu się skorupy.
Wiecznie młody?
Istnieje wiele innych gatunków zwierząt (i nie-zwierząt!), Które oferują kuszące spojrzenia na ponadczasową istnienie: wydaje się, że ryzyko śmierci nagich kretoszczurów nie wzrasta wraz z wiekiem; najstarsze znane na świecie zwierzę niekolonialne, niezwykle odporny na stres, żyjący w oceanie małży quahog o imieniu Ming, zmarł (przypadkowo) dopiero po dobrych 500 latach, kiedy naukowcy wydobyli go z oceanu i chcieli dowiedzieć się, ile ma lat ; niewiarygodnie stare sosny szczeciniaste wydają się funkcjonować tak samo płynnie jak dużo młodsze drzewa; uważa się, że szczególna kolonia trzęsących się osik ma około 80 000 lat… i istnieje wiele innych niezwykle długowiecznych gatunków, które wydają się przeciwstawiać upływowi czasu.
Czy mają one klucz do wiecznej młodości także dla ludzi? Wiemy, że starzenie się ludzi jest spowodowane wieloma czynnikami, z których wielu nadal nie do końca rozumiemy. Być może te przykłady z innych gatunków mogą rzucić więcej światła na te procesy.