Ihmisten ”luonnollinen” elinikä on noin 38 vuotta, osoittaa uusi menetelmä, jonka olemme kehittäneet eri lajien eliniän arvioimiseksi niiden DNA:ta analysoimalla.
Extrapoloimalla geneettisten tutkimusten perusteella lajeista, joiden elinikä tunnetaan, havaitsimme, että sukupuuttoon kuollut villamammutti eli todennäköisesti noin 60 vuotta ja keulavalaat voivat odottaa nauttivansa yli kahden ja puolen vuosisadan pituisesta elämästä.
Tutkimuksessamme, joka julkaistiin tänään Scientific Reports -lehdessä, tarkastelimme, miten DNA muuttuu eläimen ikääntyessä – ja havaitsimme, että se vaihtelee lajeittain ja on yhteydessä siihen, kuinka kauan eläin todennäköisesti elää.
Vanhenemisen mysteeri
Vanhenemisprosessi on erittäin tärkeä biolääketieteellisessä ja ekologisessa tutkimuksessa. Kun eläimet vanhenevat, niiden biologiset toiminnot heikkenevät, mikä rajoittaa niiden elinikää. Tähän asti on ollut vaikeaa määrittää, kuinka monta vuotta eläin voi elää.
DNA on elävien organismien pohjapiirros, ja se on ilmeinen paikka etsiä tietoa ikääntymisestä ja eliniästä. Kukaan ei ole kuitenkaan pystynyt löytämään DNA:n sekvensseistä eroja, jotka selittäisivät erot eliniän pituudessa.
Selkärankaisten eliniät vaihtelevat suuresti. Kääpiöperhonen (Eviota sigillata) on pieni kala, joka elää vain kahdeksan viikkoa, kun taas yksittäisiä grönlanninhaita (Somniosus microcephalus) on löydetty yli 400 vuotta eläneitä.
Luonnonvaraisten eläinten eliniän tunteminen on olennaisen tärkeää luonnonvaraisten eläinten hoidon ja suojelun kannalta. Uhanalaisten lajien osalta elinajan avulla voidaan ymmärtää, mitkä populaatiot ovat elinkelpoisia. Kalastuksen kaltaisilla teollisuudenaloilla elinikää käytetään populaatiomalleissa saalisrajoitusten määrittämiseksi.
Vaikka useimpien eläinten elinikä on tuntematon. Useimmat arviot ovat peräisin pienestä määrästä vankeudessa eläviä yksilöitä, joiden ikä kuolemishetkellä oli tiedossa. Pitkäkestoisille lajeille on vaikea saada elinikää, koska ne saattavat elää tutkijasukupolvea pidempään.
DNA:n muutosten käyttäminen iän mittaamiseen
Tutkijat ovat viime vuosina kehittäneet DNA:n ”kelloja”, joiden avulla voidaan määrittää eläimen ikä käyttämällä DNA:ssa tapahtuvaa erityyppistä muutosta, jota kutsutaan DNA-metylaatioksi.
DNA-metylaatio ei muuta geenin perimmäistä sekvenssiä, vaan se säätelee, onko se aktiivinen. Muut tutkijat ovat osoittaneet, että DNA-metylaatio tietyissä geeneissä on yhteydessä joidenkin nisäkkäiden, kuten kädellisten, enimmäiselinikään.
Huolimatta siitä, että DNA-metylaatio on yhteydessä ikääntymiseen ja elinikään, missään tutkimuksessa ei ole tähän mennessä käytetty sitä menetelmänä eläinten eliniän arvioimiseksi.
Tutkimuksessamme olemme käyttäneet 252 selkärankaisten lajin genomia (täydellisiä DNA-sekvenssejä), jotka muut tutkijat ovat koonneet ja asettaneet julkisesti saataville verkkotietokantaan. Sen jälkeen vertasimme näitä genomeja toiseen tietokantaan, joka sisältää tunnettuja eläinten elinikiä.
Tämän aineiston avulla havaitsimme, että voimme arvioida selkärankaisten lajien elinikää tarkastelemalla, missä DNA-metylaatiota esiintyy 42 tietyssä geenissä. Tämän menetelmän avulla voimme myös arvioida pitkäikäisten ja sukupuuttoon kuolleiden lajien elinikää.
Kuolleet lajit
Havaitsimme, että maailman pisimpään eläneeksi nisäkkääksi luullun keulavalaan elinikä on 268 vuotta. Tämä arvio on 57 vuotta korkeampi kuin vanhin löydetty yksilö, joten niiden elinikä voi olla paljon pidempi kuin aiemmin on luultu.
Havaitsimme myös, että sukupuuttoon kuolleen villamammutin elinikä oli 60 vuotta, mikä vastaa nykypäivän afrikkalaisen norsun 65 vuoden elinikää.
Pinta-saaren sukupuuttoon kuolleen jättiläiskilpikonnan elinikä oli arviomme mukaan 120 vuotta. Lajin viimeinen edustaja, Lonesome George, kuoli vuonna 2012 112-vuotiaana.
Mielenkiintoista on, että havaitsimme, että neandertalilaisilla ja denisovalaisilla, jotka ovat sukupuuttoon kuolleita lajeja, jotka ovat läheisessä sukulaisuussuhteessa nykyihmisiin, oli maksimissaan 37,8 vuoden elinikä.
DNA:n perusteella arvioimme myös nykyihmisen ”luonnolliseksi” eliniäksi 38 vuotta. Tämä vastaa joitakin antropologisia arvioita varhaisista nykyihmisistä. Nykyihmiset saattavat kuitenkin olla poikkeus tähän tutkimukseen, sillä lääketieteen ja elämäntapojen kehittyminen on pidentänyt keskimääräistä elinikää.
Kun yhä useammat tutkijat kokoavat muiden eläinten genomeja, menetelmämme ansiosta niiden elinikää voidaan helposti arvioida. Tällä on valtava ekologinen ja luonnonsuojelullinen merkitys monille lajeille, jotka tarvitsevat parempaa luonnonvaraisten eläinten hoitoa.