Der Mensch hat eine „natürliche“ Lebensspanne von etwa 38 Jahren. Das zeigt eine neue Methode, die wir entwickelt haben, um die Lebensspanne verschiedener Tierarten durch die Analyse ihrer DNA zu schätzen.
Die Extrapolation von genetischen Studien an Arten mit bekannter Lebensspanne ergab, dass das ausgestorbene Wollmammut wahrscheinlich etwa 60 Jahre alt wurde und Grönlandwale mehr als zweieinhalb Jahrhunderte alt werden können.
Unsere Forschung, die heute in Scientific Reports veröffentlicht wurde, untersuchte, wie sich die DNA verändert, wenn ein Tier altert – und fand heraus, dass dies von Art zu Art unterschiedlich ist und damit zusammenhängt, wie lange das Tier wahrscheinlich leben wird.
Das Geheimnis des Alterns
Der Alterungsprozess ist in der biomedizinischen und ökologischen Forschung sehr wichtig. Wenn Tiere älter werden, nehmen ihre biologischen Funktionen ab, was ihre Lebensspanne begrenzt. Bislang war es schwierig zu bestimmen, wie viele Jahre ein Tier leben kann.
Die DNA ist der Bauplan lebender Organismen und bietet sich an, um Erkenntnisse über das Altern und die Lebensspanne zu gewinnen. Bisher konnte jedoch noch niemand Unterschiede in den DNA-Sequenzen finden, die für Unterschiede in der Lebensspanne verantwortlich sind.
Die Lebensspanne von Wirbeltieren variiert stark. Die Zwerggrundel (Eviota sigillata) ist ein kleiner Fisch, der nur acht Wochen lebt, während einzelne Grönlandhaie (Somniosus microcephalus) gefunden wurden, die mehr als 400 Jahre alt wurden.
Die Kenntnis der Lebensspanne von Wildtieren ist von grundlegender Bedeutung für die Bewirtschaftung und den Schutz von Wildtieren. Bei gefährdeten Arten kann die Lebensspanne genutzt werden, um zu verstehen, welche Populationen lebensfähig sind. In Branchen wie der Fischerei wird die Lebensdauer in Populationsmodellen verwendet, um Fanggrenzen zu bestimmen.
Die Lebensspanne der meisten Tiere ist jedoch unbekannt. Die meisten Schätzungen stammen von einer kleinen Anzahl von in Gefangenschaft lebenden Tieren, deren Alter beim Tod bekannt war. Bei langlebigen Arten ist es schwierig, eine Lebensspanne zu ermitteln, da sie möglicherweise eine Generation von Forschern überleben.
Nutzung von DNA-Veränderungen zur Altersbestimmung
In den letzten Jahren haben Forscher DNA-„Uhren“ entwickelt, die das Alter eines Tieres anhand einer speziellen Art von DNA-Veränderung, der DNA-Methylierung, bestimmen können.
Die DNA-Methylierung verändert nicht die zugrunde liegende Sequenz eines Gens, sondern steuert, ob es aktiv ist. Andere Forscher haben gezeigt, dass die DNA-Methylierung in bestimmten Genen mit der maximalen Lebenserwartung einiger Säugetiere, wie z. B. Primaten, verbunden ist.
Obwohl die DNA-Methylierung mit dem Altern und der Lebensspanne in Verbindung gebracht wird, wurde sie in der Forschung bisher nicht als Methode zur Schätzung der Lebensspanne von Tieren verwendet.
In unserer Forschung haben wir 252 Genome (vollständige DNA-Sequenzen) von Wirbeltierarten verwendet, die andere Forscher zusammengestellt und in einer Online-Datenbank öffentlich zugänglich gemacht haben. Anschließend haben wir diese Genome mit einer anderen Datenbank über die bekannte Lebensspanne von Tieren verglichen.
Anhand dieser Daten fanden wir heraus, dass wir die Lebensdauer von Wirbeltierarten schätzen können, indem wir untersuchen, wo DNA-Methylierung in 42 bestimmten Genen auftritt. Mit dieser Methode können wir auch die Lebensspanne von langlebigen und ausgestorbenen Arten abschätzen.
Ausgestorbene Arten
Wir haben herausgefunden, dass die Lebensspanne des Grönlandwals, der als das am längsten lebende Säugetier der Welt gilt, 268 Jahre beträgt. Diese Schätzung liegt 57 Jahre über dem ältesten bisher gefundenen Individuum, so dass die Lebensspanne viel länger sein könnte als bisher angenommen.
Wir fanden auch heraus, dass das ausgestorbene Wollhaarmammut eine Lebensspanne von 60 Jahren hatte, ähnlich wie der heutige afrikanische Elefant mit 65 Jahren.
Die ausgestorbene Riesenschildkröte der Pinta-Insel hatte nach unserer Schätzung eine Lebensdauer von 120 Jahren. Das letzte Exemplar dieser Art, Lonesome George, starb 2012 im Alter von 112 Jahren.
Interessanterweise stellten wir fest, dass Neandertaler und Denisovaner, ausgestorbene Arten, die eng mit dem modernen Menschen verwandt sind, eine maximale Lebensspanne von 37,8 Jahren hatten.
Auf der Grundlage der DNA schätzten wir auch die „natürliche“ Lebensspanne des modernen Menschen auf 38 Jahre. Dies entspricht einigen anthropologischen Schätzungen für frühe moderne Menschen. Der heutige Mensch könnte jedoch eine Ausnahme von dieser Studie darstellen, da Fortschritte in der Medizin und im Lebensstil die durchschnittliche Lebensspanne verlängert haben.
Wenn immer mehr Wissenschaftler die Genome anderer Tiere zusammenstellen, lässt sich mit unserer Methode auch deren Lebensspanne ohne weiteres abschätzen. Dies ist von großer ökologischer und naturschutzfachlicher Bedeutung für viele Arten, die ein besseres Wildtiermanagement benötigen.