ทำไมเราถึงตาย?

แมงกะพรุนบางตัวและญาติของพวกมันเสนอเบาะแสที่ยั่วเย้าว่าความเป็นอมตะนั้นเป็นไปได้หรือไม่ – แล้วทำไมความตายถึงกลายเป็นส่วนที่เหลือของเรา

ในบรรดาสิ่งมีชีวิตในน้ำที่แปลกประหลาดและมหัศจรรย์ทั้งหมดที่ลอยไปมาในมหาสมุทรและแม่น้ำของเรา คุณจะได้รับการอภัยให้มองเห็นไฮดรา ตั้งชื่อตามงูในตำนานกรีกโบราณที่สามารถงอกหัวใหม่ได้ เป็นญาติน้ำจืดของแมงกะพรุน ดอกไม้ทะเล และปะการัง เหมือนเมล็ดดอกแดนดิไลอันเล็กน้อย มีลำตัวยาวและมีหนวดเป็นกระจุกที่ปลายข้างหนึ่ง ไม่มีอะไรให้ดูมากนัก แต่พวกมันมีคุณสมบัติที่น่าทึ่งที่ทำให้พวกเขาอยากรู้อยากเห็นทางชีววิทยา: พวกมันสามารถงอกใหม่ได้ หากคุณตัดไฮดราออกเป็นหลายๆ ชิ้น แต่ละบิตจะงอกใหม่เป็นส่วนประกอบใหม่ที่สมบูรณ์

คุณสมบัติในการงอกใหม่ของพวกมันกระตุ้นความสนใจของนักชีววิทยาที่มองหาหลักฐานของความเป็นอมตะในธรรมชาติ เหตุใดสปีชีส์เหล่านี้จึงไม่ตายด้วยสาเหตุตามธรรมชาติ? และความตายเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้?

การแก่ชราได้รับการอธิบายในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 ว่า เป็นการแลกเปลี่ยนระหว่างการสืบพันธุ์และการบำรุง รักษาเซลล์ ในขั้นต้น ร่างกายของสิ่งมีชีวิตใช้ทรัพยากรในการเติบโตและทำให้เราแข็งแรง – เพื่อรักษาเซลล์ของเรา ผ่านวัยเด็กและวัยรุ่น ความสำคัญอยู่ที่การมีชีวิตอยู่และกลายเป็นคนแข็งแรงและมีสุขภาพดีที่สุดเท่าที่จะทำได้ หลังจากวุฒิภาวะทางเพศ ลำดับความสำคัญจะเปลี่ยนเป็นการสืบพันธุ์ เพราะสำหรับสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ ทรัพยากรมีจำกัด การจัดลำดับความสำคัญของการผลิตลูกหลานอาจทำให้ต้องเสียสุขภาพ

นำปลาแซลมอนที่ว่ายทวนน้ำเพื่อวางไข่และตายทันทีหลังจากนั้น ทุกอย่างถูกใช้เพื่อให้ปลาแซลมอนมีโอกาสที่ดีที่สุดในการวางไข่ และเมื่อถึงเวลานั้น ปลาแซลมอนก็จะใช้โอกาสนี้ให้เกิดประโยชน์สูงสุด โอกาสที่ปลาแซลมอนจะว่ายทวนกระแสน้ำ รอดชีวิตในทะเลได้อีกปี เดินทางกลับแบบเดิมและวางไข่ได้สำเร็จอีกครั้งนั้นช่างห่างไกลเหลือเกิน การคัดเลือกโดยธรรมชาติจะไม่เอื้ออำนวยต่อบุคคลเหล่านี้ และไม่ว่าในกรณีใดพวกเขาได้ถ่ายทอดยีนของพวกเขาสำเร็จแล้วเพียงครั้งเดียว

แต่ความเข้าใจในปัจจุบันว่าทำไมสิ่งต่าง ๆ ถึงตายนั้นมีความเฉพาะเจาะจงมากขึ้นเล็กน้อย เมื่อสิ่งมีชีวิตถึงวุฒิภาวะทางเพศ พลังของการคัดเลือกโดยธรรมชาติจะอ่อนลง และกระบวนการชราภาพก็เริ่มต้นขึ้น ซึ่งนำไปสู่ความตายในที่สุด แต่มันไม่ใช่การเปิดทางให้คนรุ่นต่อไปซึ่งอาจ “น่าสนใจจากมุมมองที่เห็นแก่ผู้อื่น” Alexei Maklakov ศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาวิวัฒนาการและ biogerontology ที่มหาวิทยาลัย East Anglia ในสหราชอาณาจักรกล่าว

ยีนของเราเก็บรวบรวมการกลายพันธุ์ตลอดชีวิตของเรา บางส่วนเป็นแบบสุ่มโดยสมบูรณ์ บางส่วนเป็นผลมาจากอาหารของเราหรือปัจจัยภายนอกเช่นแสงยูวี ส่วนใหญ่ไม่ทำอะไรเลยหรือเป็นอันตราย น้อยคนนักที่จะมีประโยชน์ ก่อนวุฒิภาวะทางเพศ “การกลายพันธุ์ของยีนใดๆ ที่ลดโอกาสที่สิ่งมีชีวิตจะสืบพันธุ์ หรือแม้แต่ฆ่าสิ่งมีชีวิตก่อนที่มันจะแพร่พันธุ์ จะถูกเลือกต่อต้านอย่างรุนแรง” Gabriella Kountourides นักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการในภาควิชามานุษยวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ดกล่าว . เมื่อสิ่งมีชีวิตถึงวุฒิภาวะทางเพศ ก็สามารถถ่ายทอดยีนของมันไปสู่รุ่นต่อไปได้ เมื่อถึงจุดนี้ พลังการคัดเลือกโดยธรรมชาติก็อ่อนกำลังลง

นำปลาแซลมอนวางไข่ของเรา ทำได้ค่อนข้างดีที่จะทำให้โตและสืบพันธุ์ได้ ลูกหลานของมันมีโอกาสที่จะวางไข่ด้วยเช่นกัน หากการกลายพันธุ์ของยีนเกิดขึ้นในปลาแซลมอนของเราหลังจากที่มันเกิดซึ่งเพิ่มอายุขัยของมันแบบสุ่มและหมายความว่ามันจะอยู่รอดได้อีกปี ปลาแซลมอนของเรามีอยู่แล้ว 1 รุ่น (ไม่มีการกลายพันธุ์)

มีประโยชน์เพียงเล็กน้อยจากมุมมองของการคัดเลือกโดยธรรมชาติในการดำเนินการต่อความพยายามที่จำเป็นต่อการมีสุขภาพที่ดีหลังจากการสืบพันธุ์ เป็นผลให้ยีนใด ๆ ที่เปิดใช้งานสิ่งนี้ไม่อยู่ภายใต้แรงกดดันในการคัดเลือกที่จะนำไปสู่การกลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้น “แต่ละคนอยากจะมีชีวิตอยู่ แต่ ณ จุดนั้น การคัดเลือกโดยธรรมชาติไม่ได้ทำงานอย่างหนักกับมัน เพราะไม่มีอะไรมากไปกว่านี้แล้วที่จะมอบให้กับคนรุ่นต่อไป” คูนตูไรเดสกล่าว

ไม่ใช่สิ่งมีชีวิตทุกชนิดจะรุนแรงเท่ากับปลาแซลมอนที่วางไข่เพียงครั้งเดียวของเรา บางคนรอดมาได้นานกว่าจะมีลูกมากขึ้น การกลายพันธุ์ของ DNA ส่วนใหญ่จะมีผลเสียหรือไม่มีเลย ร่างกายของเราสามารถซ่อมแซมความเสียหายของ DNA บางส่วนได้ แต่ความสามารถของเราในการทำเช่นนี้จะเสื่อมลงตามอายุเนื่องจากพลังการคัดเลือกโดยธรรมชาติที่อ่อนแอ

อย่างไรก็ตาม ต่อมาในชีวิต เซลล์ชราภาพสามารถสะสมในเนื้อเยื่อ ก่อให้เกิดความเสียหายและการอักเสบ และเป็นสารตั้งต้นของการเจ็บป่วยที่เกี่ยวข้องกับอายุ

แต่การแก่และตายนั้นเกิดขึ้นในสองวิธี นั่นคือ การสะสมของการกลายพันธุ์เชิงลบเนื่องจากการคัดเลือกโดยธรรมชาติที่อ่อนแอและการกลายพันธุ์ที่อาจเป็นประโยชน์สำหรับการสืบพันธุ์ แต่กลับกลายเป็นเชิงลบไปตลอดชีวิต

ตัวอย่างหนึ่งของการกลายพันธุ์ของยีน BRCA สิ่งเหล่านี้เป็นที่ทราบกันดีว่าสามารถเพิ่มความเสี่ยงต่อมะเร็งเต้านมและมะเร็งรังไข่ได้อย่างมีนัยสำคัญ แต่ยังเชื่อมโยงกับภาวะเจริญพันธุ์ที่สูงขึ้นในสตรีที่มีการกลายพันธุ์ ดังนั้น อาจเป็นกรณีที่การกลายพันธุ์ของยีน BRCA มีความได้เปรียบในการสืบพันธุ์ในช่วงต้นชีวิต ตามมาด้วยความเสี่ยงด้านสุขภาพที่มากขึ้นในภายหลัง แต่เนื่องจากการคัดเลือกโดยธรรมชาติอ่อนแอลงหลังจากวุฒิภาวะทางเพศ ความได้เปรียบในการสืบพันธุ์จึงมีมากกว่าข้อเสีย

Kaitlin McHugh นักชีววิทยาจาก Oregon State University กล่าวว่า “ไม่ว่าอะไรจะเกิดขึ้นก่อนหน้านี้ในชีวิต จะมีค่ามากกว่าสิ่งที่เกิดขึ้นหลังจากอายุของการสืบพันธุ์ เพราะศักยภาพในการสืบพันธุ์นั้นสำคัญจริงๆ

การชราภาพของเซลล์ ซึ่งเซลล์หยุดแบ่งตัว อาจเป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของความได้เปรียบในช่วงต้นของชีวิตที่มีข้อเสียของชีวิตในช่วงท้าย การชราภาพปกป้องเราจากมะเร็งเพราะสามารถป้องกันเซลล์ที่มีความเสียหายของ DNA ไม่ให้ทวีคูณ อย่างไรก็ตาม ในช่วงหลังของชีวิต เซลล์ชราภาพสามารถสะสมในเนื้อเยื่อ ก่อให้เกิดความเสียหายและการอักเสบ และเป็นสารตั้งต้นของการเจ็บป่วยที่เกี่ยวข้องกับอายุ

แม้ว่าสปีชีส์ส่วนใหญ่จะมีอายุ แต่ก็มีข้อยกเว้นบางประการ พืชหลายชนิดแสดง “ความชราภาพเล็กน้อย”และบางชนิดเป็นที่ทราบกันดีว่ามีชีวิตอยู่เป็นเวลาหลายพันปี ตัวอย่างที่น่าสนใจอย่างหนึ่งคือต้น pando ในป่าสงวนแห่งชาติ Fishlake ในยูทาห์ ที่จริงแล้ว ต้นไม้นั้นเป็นอาณานิคมของต้นแอสเพนตัวผู้ที่สั่นไหวที่เหมือนกันทางพันธุกรรมซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยระบบรากเดียว ครอบคลุมพื้นที่กว่า100 เอเคอร์ (400,000 ตารางเมตร)และคาดว่าจะมีน้ำหนักมากกว่า 6613 ตัน ( 6,000 ตัน ) การประมาณการบางอย่างชี้ให้เห็นว่าอาจมีอายุมากกว่า 10,000ปี

แมงกะพรุนอมตะซึ่งเป็นญาติของไฮดรามีวิธีที่แยบยลอีกวิธีหนึ่งในการรับประกันอายุขัย – มันสามารถย้อนกลับจากช่วงวัยผู้ใหญ่ไปเป็นติ่งระยะแรกได้หากได้รับบาดเจ็บ เจ็บป่วย หรือเครียด “เมื่อถึงจุดหนึ่ง คุณต้องถามตัวเองว่าเป็นคนเดียวกันหรือต่างกันอย่างไร” แมคฮิวกล่าว

นอกจากนี้ยังมีข้อเสนอแนะว่าบางชนิดประสบความสำเร็จมากขึ้นเมื่ออายุมากขึ้น ซึ่งเรียกว่า “ความชราภาพเชิงลบ” แต่หลักฐานสำหรับเรื่องนี้ยังไม่ชัดเจน Maklakov กล่าว

“ถ้านิเวศวิทยาของสายพันธุ์ดังกล่าวทำให้การสืบพันธุ์โดยปกติด้วยเหตุผลบางอย่างต่ำหรือคุณไม่สามารถแพร่พันธุ์ในช่วงต้นชีวิตได้เลย สิ่งนี้จะเปลี่ยนวิธีการคัดเลือก” มาคลาคอฟกล่าว ตัวอย่างอาจพบได้ในสัตว์ที่ผสมพันธุ์ในฮาเร็ม เช่น วอลรัสหรือกวาง ผู้ชายคนหนึ่งอาจควบคุมผู้หญิงทั้งกลุ่ม ขนาดของกลุ่มนั้นและจำนวนลูกหลานที่เขาอาจมีอาจเพิ่มขึ้นตามอายุและขนาดของเขา ดังนั้นการสืบพันธุ์ของเขายังคงเพิ่มขึ้น

แม้ว่าจะเป็นความจริงที่บางชนิดสามารถคงความสามารถในการสืบพันธุ์ไว้ได้ตามอายุ แต่ก็ไม่ใช่ตัวอย่างที่แท้จริงของการชราภาพในเชิงลบ และการศึกษาที่อ้างว่ามีข้อบกพร่องมาก Maklakov กล่าว ในที่สุด วอลรัสจะไม่สามารถควบคุมฮาเร็มได้อย่างไม่มีกำหนด

แต่เซ็กส์อาจมีบทบาทที่น่าสนใจเมื่อเราอายุมากขึ้น ผู้หญิงที่มีเพศสัมพันธ์เป็นประจำจะเริ่มหมดประจำเดือนในภายหลังตามการศึกษาของ Megan Arnot และ Ruth Mace จาก University College London พวกเขาแนะนำว่านี่คือตัวอย่างของการประนีประนอม – พลังงานที่ใช้ไปกับการตกไข่อาจถูกใช้โดยส่วนอื่น ๆ ของร่างกายได้ดีขึ้นหากไม่มีโอกาสตั้งครรภ์

แต่ในอาณาจักรสัตว์ที่เหลือ ความอุดมสมบูรณ์มากขึ้นดูเหมือนจะเร่งการแก่ชรา ค้างคาวที่มีลูกมากกว่าจะมีอายุสั้นตัวอย่างเช่น ค้างคาวที่มีลูกน้อยกว่า บางทีหากได้รับโอกาสในการทำซ้ำพวกเขาลงทุนทุกอย่างในนั้น McHugh กล่าวว่า “มีการแลกเปลี่ยนกันของจังหวะเวลา ซึ่งสิ่งมีชีวิตที่สืบพันธุ์ได้อย่างดีในช่วงต้นชีวิตจะไม่ค่อยดีนักในช่วงหลังของชีวิต (อีกครั้งหนึ่ง ไฮดราของเราก็เป็นข้อยกเว้นสำหรับกฎนี้เช่นกันอัตราการเจริญพันธุ์ของพวกมันไม่ลดลงตลอดอายุขัยของพวกเขา )

จากนั้นก็มีสายพันธุ์ที่มีอายุขัยแตกต่างกันอย่างมากระหว่างเพศ โดยทั่วไปแล้ว มด ผึ้ง และปลวกจะมีราชาหรือราชินีที่อาจอุดมสมบูรณ์และมีอายุยืนยาวเมื่อเทียบกับคนงานที่ปลอดเชื้อ ในกรณีของพวกเขา เหตุใดต้นทุนการสืบพันธุ์จึงไม่ลดอายุขัย คำตอบอาจเป็นได้ว่ากษัตริย์หรือราชินีได้รับการปกป้องจากภัยคุกคามมากมายที่ต้องเผชิญกับคนงาน และวิถีชีวิตทั้งสองของพวกเขามีความแตกต่างกันจนทฤษฎีการสูงวัยไม่ได้นำมาใช้กับพวกเขาอย่างเท่าเทียมกัน

ดังนั้น หากการสืบพันธุ์มีอิทธิพลอย่างมากต่ออายุขัยของเรา ทำไมมนุษย์ถึงมีชีวิตอยู่ได้นานนักหลังจากที่พวกเราหลายคนเลิกมีบุตรแล้ว?

สมมติฐานของคุณยายชี้ให้เห็นว่าเป็นสิ่งสำคัญสำหรับญาติผู้ใหญ่ที่จะมีชีวิตอยู่เพราะการสืบพันธุ์เป็นธุรกิจที่มีราคาแพงและมีความเสี่ยง คุณยายสามารถรับประกันการอยู่รอดของยีนบางตัวของเธอเองโดยการลงทุนในหลานของเธอ และอายุที่ยืนยาวสามารถนำมาซึ่งความได้เปรียบจากมุมมองของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ “ครอบครัวที่มีคุณย่าอยู่ใกล้ๆจะมีสมรรถภาพการสืบพันธุ์ที่สูงขึ้นมากอาจเป็นเพราะว่าแม่สามารถมีสมาธิกับการมีลูกได้มากขึ้น และคุณย่าช่วยเลี้ยงดูลูกๆ ที่อยู่ที่นั่นแล้ว” คูนทูไรเดสกล่าว

แต่เมื่อหลานแบ่งปันยีนเพียง 25% กับคุณยาย พวกเขามีความเกี่ยวข้องกับเธอเช่นเดียวกับหลานสาวและหลานชายของเธอ

Maklakov กล่าวว่า “อาจเป็นได้เพียงว่าในอดีตมีผู้หญิงไม่เพียงพอที่จะสืบพันธุ์ได้เมื่ออายุ 50 ปี ดังนั้นการเลือกว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับการสืบพันธุ์ของสตรีเมื่ออายุ 50 ปีจึงต่ำมาก” กลับไปสู่หลักการสำคัญของความชรา – หลังจากการสืบพันธุ์โดยธรรมชาติจะอ่อนแอลง สิ่งที่เกิดขึ้นกับเราในชีวิตภายหลังส่วนใหญ่อาจไม่ใช่เรื่องน่ายินดี แต่ก็ไม่มีพลังอันแข็งแกร่งสำหรับวิวัฒนาการที่จะช่วยปกป้องเราจากสิ่งนี้เช่นกัน

หน้าแรก