Zwierzęta, które nie umierają

Duńscy naukowcy przebadali 46 różnych gatunków, począwszy do glonów i grzybów, a skończywszy na bezkręgowcach i ssakach.

Badali procesy starzenia oraz tempo tych procesów. Ku zaskoczeniu odkryli, że niektórym organizmom nie ubywa sił, a ich śmierć nie następuje w zaawansowanym wieku, ale w młodości. Inne zwierzęta zaś wydają się wręcz nieśmiertelne. W 2009 r. amerykański rybak miał dość zaskakujący połów. Wyciągnął z wody homara o wadze 9 kg, którego wiek wynosił co najmniej 140 lat. Jak długo żyłby ten olbrzymi stawonóg, gdyby nie został złowiony? Najnowsze badania wskazują, że istnieje o  wiele więcej niemal nieśmiertelnych gatunków.

Komórki tych organizmów nie starzeją się albo proces ten zachodzi w prawie niezauważalnym tempie. Co stałoby się jednak, gdyby zwierzęta te uniknęły chorób, ran czy śmierci z rąk drapieżników (w tym człowieka)? Czy żyłyby wiecznie i cieszyły się nieskończoną młodością? Gatunki te oczywiście kiedyś umrą ale w odróżnieniu od ludzi ich śmierć nie nastąpi w wyniku niedostatecznej regeneracji komórkowej. Nie Żyją w ciele predestynowanym do śmierci, wyjaśnia angielski biolog Simon Watt.

Podczas gdy ludzkie komórki są zaprogramowane do procesu starzenia, niektóre zwierzęta po prostu nie posiadają podobnej cechy.

Ich komórki bezustannie się odnawiają, a tajemnica tego procesu tkwi w DNA. Cząsteczka kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA) tworzy w poszczególnych komórkach chromosomy, które są zakończone telomerami. W normalnych warunkach telomery skracają się z każdym podziałem komórki i gdy znikną zupełnie komórka umiera. U „nieśmiertelnych” zwierząt działa to inaczej. Ich ciało zawiera życiodajny enzym telomerazę. Ten eliksir życia powoduje, że telomery nie tylko się nie skracają, lecz także regularnie się odnawiają. Dzięki temu komórki nie umierają, a zwierzęta, dysponujące tym enzymem, mają wolną drogę do wiecznego życia.

W ostatnim czasie naukowcy odkrywają kolejne gatunki zwierząt, które nie poddają się procesowi starzenia. U większości z nich ewolucja wykształciła umiejętność rozmnażania bez stosunku płciowego. Czasem zwierzęta te potrafią powrócić do początkowego stadium rozwoju. Umiejętność ta umożliwia im przeżycie w bardzo trudnych warunkach i ochronę gatunku przed wymarciem. W ewolucji nie liczy się dobro jednego osobnika, ale dobro genów, które mają zostać przekazane kolejnym pokoleniom, opisuje podstawowe zasady Simon Watt.

Zoolodzy z Pennsylvania State University badali niedawno meduzę z gatunku Turritopsis dohrnii, nazywaną niekiedy meduzą Benjamina Buttona.

Meduza ta, osiągająca rozmiary ludzkiego małego palca, została odkryta w Morzu Śródziemnym w 1883 r. Jednak naukowcy zaczęli zajmować się jej wyjątkowymi umiejętnościami dopiero pod koniec XX w. Szybko odkryli, że ta drobna meduza może pochwalić się niespotykanym cyklem życiowym. Dorosłe osobniki łączą się w ogromne kolonie, wolno płynące przez ocean. Do rozmnażania wystarczy im chwytanie nasienia czy jajeczka płynących obok nich. Nie byłoby w tym nic wyjątkowego, gdyby nie fakt, że gdy zwykłe zwierzę w niesprzyjających warunkach umarłoby z głodu, meduza staje się coraz młodsza.

Powraca po prostu do najwcześniejszego stadium życia. Zmienia się w planulę (larwę), która osiada na dnie i dalej zmienia się w kolonię polipów. Gdyby podobny proces występował np. u motyli, w trudnych warunkach potrafiłyby one przemienić się z powrotem w gąsienice. Podczas przemiany dorosłego osobnika w młodszy jego komórki ulegają całkowitej przemianie. Komórki mięśniowe mogą przekształcać się w komórki nerwowe lub płciowe. Jest to całkowicie normalne dla przedstawicieli takich gatunków, a dzięki rozmnażaniu bezpłciowemu organizm może wyprodukować nawet setki genetycznie identycznych osobników. Dotychczas biolodzy uważali, że umiejętność ta jest cechą zaledwie kilku gatunków, ale w ostatnim czasie okazało się, że podobne właściwości posiada wiele parzydełkowców z gromady stułbiopławów. Uczeni zidentyfikowali podobne cechy u meduz Turritopsis nutricula, Laodicea undulata oraz Hydractinia carnea.

Długowiecznością godną podziwu może poszczycić się słodkowodna stułbia Hydra magnipapillata, która według obliczeń naukowych potrafi przeżyć w warunkach laboratoryjnych ponad 1,4 tys. lat!

Unikalny sposób przeczekiwania gorszych czasów umożliwił koloniom meduz rozprzestrzenienie się we wszystkich oceanach. Przykładem może być niewielka, mierząca niecałe 5 mm meduza z gatunku Turritopsis nutricula, która pochodzi z rejonów karaibskich. Dzięki swojej doskonałej adaptacji do niesprzyjających warunków życia i swojej „nieśmiertelności” opanowała już większość światowych mórz.

Im starsze, tym młodsze! Oprócz „nieśmiertelnych” gatunków istnieją również zwierzęta, których śmiertelność spada z wiekiem.

Należą do nich żółwie Gopherus agassizii, które najczęściej umierają na początku życia, podobnie dzieje się z krabami Pagurus longicarpus. Zmniejszającą się lub stałą śmiertelność wykazują również dobrze nam znane sikory bogatki (Parus major). Śmiertelność młodych ptaków w ciągu pierwszego roku życia wynosi 60%. Jeśli przeżyją młody wiek, mogą dożyć nawet 15 lat. Przykłady odwróconego cyklu życia znajdziemy również w królestwie roślin. Gęsto ukwiecone rododendrony (Rhododendron maximum) oraz awicenie Avicennia marina z zarośli namorzynowych umierają częściej w młodym wieku. Kolonie ukwiałów morskich są hodowane w laboratoriach już od prawie stu lat. Ciągle pozostają aktywne i zdrowe, jak gdyby zostały przed chwilą wyłowione z morza.

Odcięta głowa? Odrośnie!

Istnieją zwierzęta z fascynującymi umiejętnościami regeneracji. Jeśli stracą np. ogon, urośnie im nowy. Odpowiada za to enzym telomeraza, dzięki któremu ponownie rozwiną się brakujące komórki. Umiejętność regeneracji nie jest taka sama u wszystkich organizmów. Podczas gdy niektórym łatwo odrastają utracone części ciała, inne muszą pogodzić się z tym, że już zawsze będą chodzić bez nogi. Badacze po raz pierwszy przyjrzeli się regeneracji u płazińców. Zdolność odnawiania tkanki jest u nich na tyle duża, że potrafią przeżyć nawet tak ciężkie obrażenia, jak zniszczenie mózgu. Rekordzistami w regeneracji są jednak stułbiopławy.

Nie tylko rozwiążą problem utraty głowy, lecz także przeżyją posiekanie nawet na dwadzieścia elementów, z których każdy odrośnie i zmieni się w mniejszego, ale w pełni rozwiniętego osobnika. Regeneracja tkanek nie jest tak prosta u bardziej skomplikowanych organizmów. Z przebadanych w laboratorium zwierząt dobrze regenerują się, np. kończyny prusaków oraz traszek. U ludzi i innych ssaków rzecz jest o wiele trudniejsza. Komórki ludzi i innych ssaków odnawiają się np. we krwi, skórze czy nabłonku jelitowym. Jednak jeśli chodzi o kończyny, możemy tylko zazdrościć niższym zwierzętom.

Czy człowiek osiągnie nieśmiertelność?

Człowieka od nieśmiertelności dzieli fakt, że zdecydowana większość komórek człowieka jest śmiertelna. Od pewnego momentu życia liczba nowych komórek nie wyrównuje liczby tych umierających. Rozpoczyna się stopniowa degradacja organizmu, zakończona śmiercią. Marzenia o nieśmiertelności lub chociażby oddaleniu śmierci to odwieczne pragnienia człowieka. W latach 20. ubiegłego wieku lekarze przepisywali starszym pacjentom zastrzyki z wydzieliny gruczołów małp. Dziś z radością zażywamy suplementy diety z antyutleniaczami. Wszystko po to, aby jak najdłużej cieszyć się urokami życia.

Podczas gdy przed 150 laty Europejczyk umierał średnio w wieku 45 lat, dziś dożywamy ok. 78 lat. Jednak ciągle jeszcze szukamy skutecznej recepty na starzenie się komórek i umieranie. Na szczęście, uczeni są już podobno na tropie. Kilkadziesiąt lat temu anatom Leonard Hayflick odkrył, że komórki pobrane z ciała rozmnażają się do ok. 50 razy, a następnie umierają. Od tamtej pory zjawisko to nazywane jest limitem Hayflicka. W styczniu tego roku uczeni z amerykańskiej firmy Geron Corporation oznajmili, że znaleźli sposób na zatrzymanie tego procesu. Przyczyną istnienia maksymalnej liczby podziału komórek jest element DNA nazywany telomerem, który skraca się przy każdym podziale komórkowym.

Ostatecznie zmniejsza się na tyle, że komórka umiera. Każda komórka zawiera tzw. DNA telomerowe, które potrafi ponownie wydłużyć telomer. Jednak w większości komórek gen ten jest całkowicie pasywny. Jeśli naukowcom udałoby się zastąpić pasywny gen telomerowy jego aktywną kopią, komórki człowieka rozmnażałyby się nieskończoną ilość razy. Nie dochodziłoby do procesu starzenia i śmierci, a przynajmniej procesy te byłyby znacznie spowolnione.

Naukowcy potrafią izolować aktywną postać genu telomerowego z zarodkowej komórki macierzystej. Dziś wierzą, że uda im się znaleźć sposób, jak przenieść aktywny gen telomerowy do komórek narządów zaatakowanych przez chorobę. Komórki te stworzyłyby nieśmiertelną tkankę komórkową.